[發(fā)明專利]一種兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111199042.9
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113896168B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蹇守華;葛得翠;劉卓衢;李林;王鍵;張新波;武立新;姬存民;汪恒;楊寬輝;蒲裕;李克兵;鐘翔;趙為倉;楊建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

1.一種兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的方法，其特征在于包括以下步驟：原料液氨首先經(jīng)過換熱氣化系統(tǒng)進(jìn)行完全氣化、升溫，然后進(jìn)入第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)生部分氨裂解反應(yīng)，氨裂解反應(yīng)所需熱源由第二段高溫氨裂解反應(yīng)氣換熱提供；出第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)氣進(jìn)入第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)行剩余部分氨裂解反應(yīng)，第二段高溫氨裂解反應(yīng)所需熱源可以由電外加熱、氨或其他燃料燃燒外加熱以及氧燃燒自加熱提供；第二段高溫氨裂解反應(yīng)氣依次進(jìn)入第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)和換熱氣化系統(tǒng)，逐級回收熱量后即為還原氣；當(dāng)還原氣需后續(xù)制取氫氣時，反應(yīng)氣經(jīng)回收熱量再冷卻至常溫后進(jìn)入PSA提氫系統(tǒng)，制得產(chǎn)品氫氣。

2.如權(quán)利要求1所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的方法，其特征在于：氨裂解壓力根據(jù)后續(xù)氫氣或還原氣壓力確定，最高為5.0MPa。

3.如權(quán)利要求1或2所述方法中涉及的兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括

換熱氣化系統(tǒng)，用于將原料液氨完全氣化、升溫，以及將第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的出口氣進(jìn)行熱量回收；

與換熱氣化系統(tǒng)連接的第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)，用于發(fā)生部分氨裂解反應(yīng)；

與第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)相互連接的第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)，用于進(jìn)行剩余部分氨裂解反應(yīng)，第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的出口氣管與第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)連通；

與換熱氣化系統(tǒng)連接的還原氣儲存裝置或PSA提氫系統(tǒng)，用于制得還原氣或氫氣產(chǎn)品；

該系統(tǒng)還包括與第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)連接的熱源裝置，用于給第二段高溫氨裂解反應(yīng)提供所需熱源。

4.如權(quán)利要求3所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于：所述第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)為單獨(dú)的換熱器與單獨(dú)的裝填有催化劑的絕熱反應(yīng)器組成的系統(tǒng)，或為帶換熱的裝填有催化劑的反應(yīng)器。

5.如權(quán)利要求3所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于：所述的熱源裝置為電加熱裝置；第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)為電熱高溫裂解爐，電加熱裝置設(shè)置在電熱高溫裂解爐裝填有催化劑的列管外。

6.如權(quán)利要求3所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于：第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)為由上部帶氧氣燃燒空間和下部裝填催化劑的空間組成的圓筒形設(shè)備，氧氣通入管道和出第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)氣管道與圓筒形設(shè)備上部的氧氣燃燒空間連接。

7.如權(quán)利要求3所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于：第二段高溫氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)由裝填催化劑列管、燃料燃燒加熱爐的輻射段以及煙氣熱量回收的對流段組成；出第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)氣管與煙氣熱量回收的對流段連接，裝填有催化劑列管設(shè)置在燃料燃燒加熱爐的輻射段，出燃料燃燒加熱爐的輻射段的煙氣管道與煙氣熱量回收的對流段連接。

8.如權(quán)利要求3所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于所述的換熱氣化系統(tǒng)包括原料預(yù)熱器、原料氣化器和水冷器；原料儲存裝置與原料預(yù)熱器連接，原料預(yù)熱器與原料氣化器連接，原料氣化器與第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的入口連接；第一段換熱氨裂解反應(yīng)系統(tǒng)的出口與原料預(yù)熱器連接后再與水冷器連接，水冷器與還原氣儲存裝置或PSA提氫系統(tǒng)連接。

9.如權(quán)利要求7所述兩段法氨裂解制氫氣或制還原氣的系統(tǒng)，其特征在于：在煙氣熱量回收的對流段設(shè)置有煙氣脫硝裝置。