[发明专利]合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺

说明书

本发明涉及一种合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，低压甲烷合成系统产生的低压甲烷合成系统塔后气送入低压冷箱中，同时并向低压冷箱中注入的氮气，在低压且‑85～‑57℃下脱甲烷，剩余气体经六段高压机压缩后送入合成氨系统内反应产生合成氨，同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3％、甲烷24％的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱，在高压且﹣109～‑73℃下脱氨，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱，同时向第二高压冷箱内注入的氮气，在高压且﹣193～‑129℃下脱甲烷，甲烷送入天然气储槽内存储，剩余气体通过循环机送入合成氨系统生产合成氨。设计合理，构思巧妙，实现一塔二产品的设计目的。

技术领域

本发明涉及合成氨技术领域，具体涉及一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺。

背景技术

中国合成氨工业起自南京永利宁厂，至今走过了近百年历史；合成氨工业是基础无机化工之一，氨是化肥工业和基础有机化工的主要原料，从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火箭燃料、炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后，转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。50年代后氨的原料构成发生重大变化，近30年来合成氨工业发展很快。

中国现有的煤制造合成氨、中压联醇、联尿素（国标）生产线，其中低压一步法合成天然气系统的塔后气送入合成氨系统制备合成氨，因塔后气中存在有甲烷，无法脱除，合成氨系统合成氨同时产生含甲烷的塔后气，甲烷的存在影响NH3的合成率，只能达到11.5％，一塔只有一产品，即合成氨。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺，设计合理，构思巧妙，构筑全程封闭运行系统，二次注入氮气，双压三温双脱，脱除回收甲烷、液氨，同时调节合成塔塔后气中的氮氢比为1：2.5，从而二次制备NH3原料气，杜绝了合成塔内耗，有效容积率恢复27％，氨的单程合成率增加至20％，同时回收CH4，使合成塔单程叠加合成率达到塔后气的24%，增产新的能源产品天然气，实现一塔二产品的设计目的。

发明的技术方案

一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺，采用合成氨系统、低压甲烷合成系统、低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱、六段高压机连接构成的全封闭循环运行系统制备天然气；低压冷箱分别连接低压甲烷合成系统与六段高压机的四段入口，六段高压机的四段入口连接氮气管道，六段高压机的六段出口连接合成氨系统，合成氨系统连接第一高压冷箱，第一高压冷箱连接第二高压冷箱，第二高压冷箱通过循环机连接合成氨系统，第二高压冷箱连接氮气管道；所述的低压冷箱、第二高压冷箱分别连接天然气储槽，第一高压冷箱连接合成氨储槽；所述的低压冷箱的冷却温度为-85～-57℃，第一高压冷箱的冷却温度为﹣109～-73℃，第二高压冷箱的冷却温度为﹣193～-129℃。

工艺步骤为：低压甲烷合成系统产生的低压NH₃合成原料塔后气送入低压冷箱中，同时向低压冷箱中注入﹣200℃的氮气，为第一次注氮，在低压、-85～-57℃下脱甲烷，甲烷送入甲烷储槽内储存，剩余气体作为氨低压合成气从六段高压机的四段入口进入六段高压机压缩，再送入六段高压机的六段出口输送至合成氨系统内反应产生合成氨并送入合成氨储槽，为产品合成氨，同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3％、甲烷24％的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱，在高压、﹣109～-73℃下脱氨，液氨送入液氨储槽内储存，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱，同时向第二高压冷箱内注入-200℃的氮气，为第二次注氮，在高压、﹣193～-129℃下脱甲烷，甲烷送入天然气储槽内存储，为产品天然气，剩余气体自带压209-300kg/cm²作为NH3原料气通过循环机送入合成氨系统生产合成氨。