[其他]改进的低苛刻度的烃的蒸汽转化方法

说明书

制氨工艺包括一段（４）和二段（６０）催化转化，变换（８０和９０），碳氧化物脱除（１１５）和氨合成（１１０），其中至少部分贫氨气循环至区（１１０），处理贫氨气支流（１３４）以分离循环富氢气（１４２），其改进方法为（１）在出口温度不高于约９４６℃下用可提供３至１１摩尔％过量Ｎ２的空气操作步骤（ｂ）生成至少有０．８体积％甲烷的二段出口气，（２）在可使贫氨气含至少１０体积％稳定气时操作（ｅ）；（３）将（ｄ）中生成的甲烷含量至少为１．２摩尔％（干基）的合成气和（ｆ）中的循环气及（ｇ）中的富氢气之混合物送去合成，从而使分离时的氢损失最小。

本发明是关于生产氨的方法，更确切地说是关于改进的低苛刻度的烃的蒸汽转化方法。

一般来说，氨的制备包括从氮源，通常为空气，和氢源，一般可为煤、石油馏分或天然气，制备氨合成气。例如，从天然气到石脑油范围内的轻质烃原料制备氨合成气时，首先除去气体污染物将烃原料气加以净化，例如通过硫化合物催化加氢生成硫化氢并在氧化锌吸附介质上被吸附而从原料中除去硫（原料气中的硫会使下游催化剂中毒）。随后将无污染气体进行蒸汽转化将提供从气态烃进行氨合成时所需的大部分氢。转化是通过两段工艺完成的，其中，蒸汽和净化的原料气的混合物首先在一段转化器中的催化剂上被转化，继而在二段转化器中处理部分转化的气体，将空气引入二段转化器以提供氨合成所需的氮气量。在二段转化器中生成了转化气，它具有更大量的氢和较少量的烃。原料气转化反应过程是从烃分解成甲烷、二氧化碳和一氧化碳开始的：

H₂O+CnH_（2n+2）→CH₄+CO+CO₂+H₂

并以这些产物的转化而结束，即通过所期望的吸热的甲烷转化反应：

CH₄+H₂O→CO+3H₂

以及通过伴随的放热反应：

2CH₄+7/2O₂→CO₂+CO+4H₂O

CO+H₂O→CO₂+H₂

2H₂+O₂→2H₂O

CO+1/2O₂→CO₂

将转化气中的一氧化碳在一个或多个变换炉中转变为二氧化碳和另外的氢，用洗涤法脱除二氧化碳，可使粗合成气通过甲烷化进一步处理以除去富氢气体中的二氧化碳和一氧化碳，然后生成氨合成气，合成气中大约含有三份氢和一份氮，即氨中氢和氮的化学计量比为3∶1，另外还有少量的稳定性气体。例如，甲烷、氩和氦。让这种气体在金属铁（通常为磁铁矿）载体上的催化剂表面上通过进而使氨合成气转化成氨，并可使用其它金属氧化物作助催化剂。再将氨按下列放热反应合成：

N₂+3H₂→2NH₃

氨反应器的排放气含有氨，未转化的H和N以及在氨反应中基本上稳定的气体（特别是甲烷和氩气），将排放气进行氨回收处理以形成含有H₂和N₂的循环流，该循环流可与新鲜氨合成气一起返回氨反应器。