[發(fā)明專利]合成氨原料氣低壓下凈化聯(lián)產(chǎn)甲醇的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810234482.1
• 申請(qǐng)日: 2008-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN101759147A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶偉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶偉平
• 主分類號(hào): C01B3/02
• 分類號(hào): C01B3/02;C07C31/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種合成氨原料氣凈化的方法。

背景技術(shù)：合成氨過(guò)程是現(xiàn)今所有氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，所用的α-Fe為活性中心的催化劑對(duì)微量的氧和氧化物的毒性十分敏感，CO是一種既非酸性又非堿性的氣體。徹底脫除的難度和費(fèi)用很大。但對(duì)合成氨工業(yè)生產(chǎn)來(lái)講，必須將其脫至PPm(10^-6)級(jí)的濃度，否則合成氨過(guò)程將無(wú)法進(jìn)行。

目前，國(guó)內(nèi)脫除微量CO+CO₂的方法主要有銅洗法、低壓甲烷化法、甲醇甲烷化法。銅洗法存在原料氣凈化度低、操作費(fèi)用高、工藝復(fù)雜、操作難度大等缺點(diǎn)，還存在環(huán)境污染和設(shè)備投資大等問題。低壓甲烷化法反應(yīng)須消耗氫氣，導(dǎo)致能耗增加，同時(shí)降低生產(chǎn)能力；中壓聯(lián)醇與中壓甲烷化工藝是在12.0-13.0MPa壓力下將變換、脫硫后含3％-5％的CO+CO₂的氣體，通過(guò)中壓甲醇系統(tǒng)，生產(chǎn)一部分甲醇，殘余0.5％-2％的CO+CO₂再去12.0-13.0MPa中壓甲烷化。由于受化學(xué)平衡制約，甲醇轉(zhuǎn)化率不是很高，因甲烷化過(guò)程仍然產(chǎn)生0.5％-0.8％的惰性氣體甲烷，合成氨原料氣消耗也較高。高壓甲醇化和甲烷化工藝是采用24.0-31.4MPa高壓甲醇化和高壓甲烷化反應(yīng)，使中壓聯(lián)醇后的原料氣或經(jīng)脫硫后的脫碳原料氣，經(jīng)無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù)的壓縮機(jī)七段(六段)提高壓力至合成氨合成高壓圈相等的壓力，要求殘余的CO+CO₂在0.5％-2％之間，須經(jīng)常溫水解精脫硫裝置使硫含量小于0.01PPm，總硫過(guò)高影響甲醇催化劑壽命。同時(shí)，高壓操作條件下，設(shè)備要求高，特別是甲醇催化劑和甲烷化催化劑操作難度大，要求有很高的催化劑強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明目的是：提出一種合成氨原料氣消耗減少，噸氨成本消耗下降的合成氨原料氣凈化并聯(lián)產(chǎn)甲醇的方法。

具體地說(shuō)本發(fā)明是原料氣經(jīng)壓縮后送變換，再經(jīng)濕法脫硫、碳化或脫碳，脫碳?xì)饨?jīng)壓縮后干法脫硫；然后通過(guò)低壓“甲醇-甲烷化”系統(tǒng)，使原料氣中的一氧化碳和二氧化碳?xì)堄嗔窟_(dá)到精制氣的標(biāo)準(zhǔn)。

低壓“甲醇-甲烷化”系統(tǒng)是在反應(yīng)壓力3.0MPa～6Mpa，反應(yīng)溫度180℃～220℃，合成氣空速為1000h^-1～3000h^-1條件下，將脫碳?xì)馔ㄟ^(guò)脫硫后在甲醇合成塔生成甲醇，甲醇合成塔里裝入銅鋅鋁催化劑，最好催化劑中銅重量百分含量介于40-45％之間，從而除掉CO+CO₂，使甲醇合成塔出口氣中CO+CO₂含量＜0.5％；甲醇合成塔出口氣經(jīng)分離粗醇后進(jìn)入甲烷化塔，在反應(yīng)壓力3.0MPa～6Mpa，反應(yīng)溫度300℃～350℃，合成氣空速5000h^-1～15000h^-1的條件下進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，甲烷化塔出口氣中CO+CO₂含量＜10PPm。

該方法由于甲醇過(guò)程轉(zhuǎn)化率很高，使甲烷化過(guò)程產(chǎn)生的惰性氣體甲烷大為減少，合成氨原料氣消耗也減少，噸氨成本消耗下降，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

具體實(shí)施方式：下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例一

以煤為原料用間歇?dú)饣ㄉa(chǎn)半水煤氣。半水煤氣經(jīng)壓縮后送變換，再經(jīng)濕法脫硫、碳化或脫碳，脫除H₂S和CO₂。脫碳?xì)饨?jīng)壓縮后經(jīng)干法脫硫，再經(jīng)裝有C501型甲醇催化劑的合成塔合成甲醇，合成條件為：反應(yīng)溫度200℃，反應(yīng)壓力4MPa，空速2000h^-1，甲醇合成塔后氣組成為：CO+CO₂＜0.2％，H₂?72％～75％，N₂?21％～23％CH₄?0.5％～0.6％。再經(jīng)甲烷化反應(yīng)器，甲烷化氣經(jīng)壓縮后送往合成氨工序。甲醇合成塔出口氣中CO+CO₂含量＜0.2％；甲烷化塔出口氣中CO+CO₂含量＜1PPm。