[发明专利]一种合成气制合成氨并联产乙二醇的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成气制合成氨并联产乙二醇的工艺，主要应用于煤制气、电石尾气、焦炉尾气、页岩气以及煤层气等制备的合成气生产合成氨并联产乙二醇。

背景技术

     目前，中国化肥产业已陷入结构性产能过剩危机。根据中国氮肥工业协会最新统计，到2012年，全国尿素产能达到6850万吨，比2005年增长48.27%；约占全球总产能的34%，比2005年提高两个百分点。2013年底全国尿素产能达到7148万吨，比2005年增长51.52%；约占全球总产能的37%，比2005年提高9个百分点。预计2014年尿素产能将进一步增加,预计超过8500万吨。预计到2015年，尿素产能达9500万吨，占全球的44%。

在经历08-09年尿素价格疯狂上涨后，国内尿素产能急剧扩张，从2010年过剩约1100万吨，到2012年时，过剩近1700万吨。2014-2015年，尿素产能过剩将达到2000万吨。产能过剩造成尿素市场的供给远远大于实际需求。由于大量项目仍在投资建设，目前氮肥产能的增长远未达到高点。据统计，2013年，全国有19个新建尿素项目投产，合计尿素产能1016万吨。2014、2015两年内预计还有25个尿素项目建成投产，合计产能1674万吨。目前国内中小型合成氨企业由于成本较高普遍开工率较低，如何作好中小型合成氨企业的技术改革与产品调整有重要的现实意义。

20世纪60年代，我国开发了具有自主知识产权的联产甲醇合成氨工艺技术，经历了半个世纪的发展，目前联醇工艺技术已趋于成熟，中小型合成氨企业可以考虑进行联产甲醇改造，但近年来我国甲醇总产能已严重过剩，目前甲醇生产企业总体开工率偏低，通过联产与甲醇相似的工业产品以解决中小型合成氨的开工率低的问题在近年来成为化工领域研究的热点。乙二醇作为一种非常重要的石油化工基础有机原料，非常具有工业前景，目前其工艺技术也日趋发展成熟，通过联产乙二醇代替甲醇是中小型企业转型的一个重要思路。

乙二醇主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药、涂料、油墨等行业，用途十分广泛。由于下游行业尤其是涤纶纤维和包装用PET材料的迅速发展，对乙二醇的需求量不断增大，目前乙二醇已成为世界上消费量最大的多元醇。如能充分利用合成氨厂的现有工艺装置实现联产乙二醇产品，可降低乙二醇工业装置的建设成本并同时实现非常显著的经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合成气制合成氨并联产乙二醇的工艺，其可实现合成氨和乙二醇的联产，适用于合成氨厂的改造优化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种合成气制合成氨并联产乙二醇的工艺，其步骤如下：将合成气经变换调节CO和H₂的比例后进行脱硫脱碳，然后将一部分经脱硫脱碳后的变换净化气经H₂提纯工艺制备得到高纯氢气，提纯得到的高纯氢气送入乙二醇合成装置与草酸二甲酯经加氢反应制备乙二醇，另一部分脱硫脱碳后的变换净化气送入甲醇合成装置用于合成甲醇，经冷却、气液分离操作分离出粗甲醇的合成气送至深度脱碳以去除其中的CO和CO₂，之后通过补氮调节体系中N₂和H₂比例后送入合成氨装置生产合成氨。

按上述方案，所述变换入口处以干基计合成气中CO摩尔含量为20%-80%，经变换后以干基计变换出口气中CO的摩尔含量为3%-8%。所述的变换调节CO和H₂比例是为满足下游产品甲醇/合成氨的要求，所述变换深度即变换出口气中CO的浓度要求根据醇氨比确定，一般控制醇氨比在0.1-0.3。变换主要反应如下：CO+H₂O=CO₂+H₂。

按上述方案，所述的变换净化气送入甲醇合成装置用于合成甲醇的部分和经H₂提纯工艺制备高纯氢气的部分的比例根据乙二醇产能和醇氨产能确定。