[發明專利]一種高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化聯合低壓氨合成制取氨產品的方法

在審

• 申請號: 201911236722.6
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110921615A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李相軍;孫南屏;孫紀念;劉化章;馬宏波;岳軍;管清亮;張本鳳
• 申請（專利權）人: 北京清創晉華科技有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01C1/04
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發明實施例公開了一種高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化聯合低壓氨合成制取氨產品的方法，屬于以水煤漿生產合成氨技術領域。所述方法包括鍋爐單元、水煤漿制備單元、高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化單元、變換單元、低溫甲醇洗單元、液氮洗單元、低壓氨合成單元。以解決現有技術工藝存在流程較長，占地面積大，操作壓力高，投資高，危險系數大，生產成本高的問題。

技術領域

本發明實施例涉及水煤漿生產合成氨技術領域，具體涉及一種高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化聯合低壓氨合成制取氨產品的方法。

背景技術

當前，以煤為原料生產合成氨逐漸成為主流，其中，以水煤漿加壓氣化技術制得合成氣的技術路線，以其清潔、高效、安全、易于大型化等優勢，已經占據氨合成領域大部分的比重。該技術路線主要包括：空分單元分離得到的氧氣與水煤漿在氣化爐燃燒室內發生復雜的氧化還原反應(反應壓力為6.5MPa左右)，經洗滌降溫后，排出以CO、H₂、CO₂、CH₄、H₂S為主要成份的粗合成氣(壓力為6.3MPa左右)，粗合成氣依次經變換單元將其中的一氧化碳轉化成氫氣(排出的變換氣壓力為6.0MPa左右)、低溫甲醇洗單元脫除二氧化碳和硫化氫(排出的凈化氣壓力為5.8MPa左右)、液氮洗單元脫除少量的一氧化碳和甲烷，得到的氫氣(壓力為5.7MPa左右)，然后與空分單元分離得到的氮氣按一定的摩爾比，經壓縮單元增壓后送入氨合成單元(反應壓力為13～15MPa)，在高溫，高壓，催化劑的作用下，合成的氨氣經冷卻后，輸送至液氨罐儲存進行儲存。具體工藝流程參考圖1。

該工藝存在如下缺點：(1)目前的水煤漿加壓氣化基本上都是采用激冷流程，即氣化爐燃燒室排出的1300～1500℃的高溫氣體直接用激冷水激冷，高位熱能沒有被合理回收利用，造成能量浪費。(2)氨合成塔操作壓力高，氮氣和氫氣一般在13～15MPa下反應，而粗合成氣經變換、洗滌后的壓力一般是5.7MPa左右，與氮氣混合配比后，需要使用壓縮機進行增壓，整體能耗較高同時存在較多的安全隱患。

鑒于現有工藝存在流程較長，占地面積大，操作壓力高，危險系數大，生產成本高，投資高的問題，因此，有必要對現有水煤漿加壓氣化技術進行改進。

發明內容

為此，本發明實施例提供一種高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化聯合低壓氨合成制取氨產品的方法，以解決現有技術工藝存在流程較長，占地面積大，操作壓力高，投資高危，險系數大，生產成本高的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化聯合低壓氨合成制取氨產品的方法，所述方法包括以下步驟：

1)鍋爐單元產生的過熱蒸汽為空分單元提供驅動動力，采用低溫分離技術將空氣至少分離成氧氣和氮氣；

2)所述氧氣作為氣化劑，與水煤漿制備單元制得的水煤漿在高壓水煤漿輻射廢鍋型氣化單元發生氣化反應并進行熱交換，得到粗合成氣，并副產高壓蒸汽；

3)所述粗合成氣被輸送至變換單元，將粗合成氣中的一氧化碳轉化成氫氣，得到變換氣，并副產中壓飽和蒸汽和低壓飽和蒸汽；

4)所述變換氣被輸送至低溫甲醇洗單元，至少脫除變換氣中的硫化氫和二氧化碳，得到凈化氣；

5)所述凈化氣被輸送至液氮洗單元，至少脫除凈化氣中的少量一氧化碳和甲烷，得到CO和CO₂的含量低于10PPm的氫氣產品；

6)步驟1分離得到的氮氣與步驟5得到的氫氣產品直接輸送至低壓氨合成單元，在ZA-5型催化劑的作用下進行氨合成反應，生成的氨氣經冷卻后制得液氨。

在一個優選的實施例中，步驟2中，所述水煤漿輻射廢鍋型氣化單元的氣化爐燃燒室的反應壓力為8.0～8.7MPa，同時副產壓力高于9.0MPa的飽和蒸汽。