[发明专利]用于提高氨合成效率的系统和方法

说明书

本申请是申请日为2009年10月19日，申请号为200980148669.2，发明名称为“用于提高氨合成效率的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方案通常涉及用于生产氨的系统和方法。更具体的，本发明的实施方案涉及用于从合成气中回收热，并且生产氨的系统和方法。

背景技术

合成气典型的是在水蒸气和/或氧化剂存在下，在高温重整含碳材料的产物。取决于起始材料，合成气通常富含一氧化碳和氢气，并且也可以包含变化量的甲烷，二氧化碳，氮气和氩气。

常规的合成气制备可以包括将烃引入到点火水蒸气重整器中，和将该烃与水蒸气重整催化剂接触。该初步重整的烃然后引入次级重整器中，在这里氢气和未重整的烃在催化剂存在下用氧化剂部分氧化。该重整步骤是吸热的，并且需要供热到该重整器来进行所述反应。用于重整反应的热通常由大量燃料的燃烧来提供。提高次级重整器的温度能够提供更高的烃向合成气的转化率，但是这样作需要氧化更多的燃料。

所以，存在着对于这样的系统和方法的需要，其用于将更多的烃转化成合成气，同时降低了装置成本和尺寸，并且降低了为重整反应提供热所需的燃料的量。

附图简述

因此在其中能够更详细的理解本发明上述特征的方式，本发明更具体的说明，上述的简要总结可以参考实施方案来进行，该实施方案中的一些表示在附图中。但是，应当注意的是该附图仅仅表示了本发明典型的实施方案，因此不认为是对它范围的限制，因为本发明可以用于其他同等有效的实施方案。

图1表示了一种示例性系统，用于根据所述的一种或多种实施方案来生产合成气。

图2表示了一种示例性系统，用于根据所述的一种或多种实施方案来生产氨。

图3表示了一种示例性净化系统，用于根据所述的一种或多种实施方案来净化用于氨合成的合成气。

发明内容

现在将提供详细的说明。每个附属的权利要求定义了单独的本发明，其用于侵权目的，被认为包括了该权利要求所述的不同元件或者界限的等价物。取决于上下文，下面全部提到“本发明”之处在一些情况中可以仅仅指的是某些具体实施方案。在其他情况中，公认的是提到“本发明”之处将指的是在一个或多个，但不必是全部的权利要求中所述的主题。现在将在下面更详细的描述每个本发明，包括具体实施方案，版本和例子，但是本发明不限于这些实施方案，版本和例子，它们被包括来使得当本专利的信息与能够利用的信息和工艺相结合时，本领域技术人员能够制造和使用本发明。

提供了用于生产合成气的系统和方法。在至少一种具体实施方案中，烃可以在水蒸气和一种或多种第一催化剂存在下，在第一反应区中重整来提供处于第一温度的流出物，该流出物含有一部分的烃、一氧化碳、二氧化碳和氢气。该第一反应区可以包括一种或多种包含催化剂的管。该流出物可以从第一温度间接加热到第二温度。处于第二温度的流出物可以在一种或多种氧化剂和一种或多种第二催化剂存在下，在足够提供合成气的条件下进行重整，该合成气包含氢气，一氧化碳，二氧化碳，和小于大约5mol%干基的甲烷。该合成气可以用于将流出物从第一温度间接加热到第二温度。

具体实施方式

参考附图，图1表示了一种示例性系统100，用于根据一种或多种实施方案来生产合成气。在一种或多种实施方案中，系统100可以包括一种或多种重整器(“初级重整器”)105，一种或多种热交换器110，和一种或多种重整器(“次级重整器”)115。经由管线101的烃供料和经由管线103的水蒸气可以引入到一种或多种初级重整器105中，来提供经由管线107的第一重整的烃(“流出物”)。