[发明专利]制备氨合成气的方法

权利要求书

1.一种制备氨合成气体的方法，其特征在于，其包括步骤：

-向配置有多个外部加热的催化管的初级重整器中通入含烃气流和含蒸气气流；

-所述烃与所述蒸气在所述初级重整器的中催化管进行反应，反应是在操作压力大于35bar的催化管中进行，得到气体产物；

-向次级重整器中通入所述气体产物和空气流，加入的所述空气过量于氨合成所需的氮气量，使得来自初级重整器的所述气体产物的全部烃成分基本转化；

-使所述气体产物与所述空气发生反应，然后进行次级重整，得到含有过量于氨合成所需的氮气、氢气、碳氧化物和未反应的蒸气的重整气体；

-从所述重整气体中去除碳氧化物和过量的氮气，得到所述合成气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气的过量为大于制备氨合成所需氮气成分需要的空气量的15％～100％，优选20％～40％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述初级重整器的催化管内的操作压力为40～100bar，优选60～80bar。

4.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，来自初级重整器催化管的所述气体产物的出口温度不超过750℃。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述初级重整器(1)的催化管内的操作压力为约60bar，所述出口温度为650～750℃。

6.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，从所述重整气体中去除碳氧化物和过量氮气的所步骤包括如下操作阶段：

-通过与未反应的蒸气发生催化转化反应生成二氧化碳和氢气，从所述重整气体中基本去除一氧化碳，得到基本去除一氧化碳和部分蒸气的重整气体；

-通过适当溶液或溶剂洗涤所述基本去除一氧化碳和部分蒸气的重整气体，基本去除二氧化碳，得到仍含有痕量碳氧化物的重整气体；

-通过将其催化转化为甲烷，去除重整气体中含有的痕量碳氧化物，得到不含碳氧化物的重整气体；

-通过深冷分离去除所述不含碳氧化物的重整气体中过量的氮气。

7.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，从所述重整气体中去除碳氧化物和所述过量氮气的所述步骤包括如下几个阶段：

-通过与部分未反应的蒸气发生催化转化反应生成二氧化碳和氢气，从所述重整气体中基本去除一氧化碳，得到基本去除一氧化碳和部分蒸气的重整气体；

-通过适当溶液或溶剂洗涤所述基本去除一氧化碳和蒸气的重整气体，基本去除二氧化碳，得到仍含有痕量碳氧化物的重整气体；

-通过将所述仍含有痕量碳氧化物的重整气体流经PSA或TSA型分子筛，去除所述痕量碳氧化物和所述过量的氮气。

8.一种由合成气体制备氨的方法，其特征在于，其包括步骤：

-将含烃气流与含蒸气的气流通入配置有多个外部加热的催化管的初级重整器中；

-所述烃与所述蒸气在所述初级重整器的催化管中进行反应，反应是在操作压力大于35bar的催化管中进行，得到气体产物；

-将所述气体产物和空气流通入次级重整器，所加入的空气过量于合成氨的最终合成气所需的氮气量，使来自初级重整器的所述气体产物中全部的烃成分基本转化；

-使所述气体产物与所述空气发生反应，然后进行次级重整，得到含有大于氨合成所需的过量的氮气、氢气、碳氧化物和未反应蒸气的重整气体；

-从所述次级重整气体中去除碳氧化物和过量的氮气，得到所述合成气体；以及

-将所述合成气体加入氨合成回路中，在可有效制得氨的条件下发生反应。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述重整气体中去除碳氧化物和过量氮气的所述步骤包括如下操作阶段：

-通过与未反应的蒸气发生催化转化反应生成二氧化碳和氢气，从所述重整气体中基本去除一氧化碳，得到基本去除一氧化碳和部分蒸气的重整气体；

-通过以适当溶液或溶剂洗涤所述基本去除一氧化碳和部分蒸气的重整气体，基本去除二氧化碳，得到仍含有痕量碳氧化物的重整气体；

-采用将其催化转化为甲烷，去除重整气体中含有的痕量碳氧化物，得到不含碳氧化物的重整气体；

-通过深冷分离去除所述不含碳氧化物的重整气体中过量的氮气。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述重整气体中去除碳氧化物和所述过量氮气的所述步骤包括如下操作阶段：

-通过与部分未反应的蒸气发生催化转化反应生成二氧化碳和氢气，从所述重整气体中基本去除一氧化碳，得到基本去除一氧化碳和去除部分蒸气的重整气体；

-通过以适当溶液或溶剂洗涤所述基本去除一氧化碳和蒸气的重整气体，基本去除二氧化碳，得到仍含有痕量碳氧化物的重整气体；

-通过将所述仍含有痕量碳氧化物的重整气体流经PSA或TSA型分子筛，去除所述痕量碳氧化物和所述过量的氮气。