[发明专利]一种液氮洗尾气制氨合成气的改进方法

说明书

本发明涉及液氮洗尾气资源化利用技术领域，尤其涉及一种液氮洗尾气制氨合成气的改进方法。本发明利用等温变换将液氮洗尾气中的CO大部分转化为H₂和CO₂，然后脱除CO₂和残余的CO防止氨合成过程中的催化剂中毒，本发明整个过程中氮气无损失，且由于将液氮洗尾气中的CO大部分转化为了H₂，使得液氮洗尾气具有很高的氢氮气单程利用率，在97％以上。而且，经本发明方法对液氮洗尾气处理后，可直接与原氨合成气(主要成分为H₂和N₂)混合制备氨气，避免了将液氮洗尾气压缩到氨合成原料气(主要含有CO、H₂、CO₂和H₂S)中进行一系列净化导致的空耗问题。

技术领域

本发明涉及液氮洗尾气资源化利用技术领域，尤其涉及一种液氮洗尾气制氨合成气的改进方法。

背景技术

液氮洗尾气含有大量的H₂、N₂和CO，还含有少量的CH₄，是制备氨合成气很好的原料。

现有技术中将液氮洗尾气用于制备氨合成气主要有两种工艺，一种是将液氮洗尾气经变压吸附分离得到高浓度的CO和H₂，氮气和CO₂排放掉了，造成了高压氮气的浪费。另一种是将液氮洗尾气直接压缩到氨合成原料气(含有CO、H₂、CO₂和H₂S)中，然后将所得混合气经脱碳、醇烷化等一系列净化过程，最终制得氨合成气(主要成分为H₂和N₂)。这种方法由于氮气的存在导致净化过程空耗严重，且采用该工艺液氮洗尾气中氢氮气单程利用率较低，低于95％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氮洗尾气制氨合成气的改进方法，不但能够实现氮气的资源化利用，而且能够降低空耗，同时具有较高的氢氮气单程利用率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种液氮洗尾气制氨合成气的改进方法，包括以下步骤：将液氮洗尾气，得到压缩气；

将所述压缩气与水蒸气在催化剂存在条件下进行等温变换，得到变换气；所述催化剂为钴钼变换催化剂或铜锌铝变换催化剂，所述等温变换的温度为200～300℃；

将所述变换气输送至变压吸附脱碳装置脱除CO₂，得到第一脱碳气；

将所述第一脱碳气进行热交换，得到热交换脱碳气；

将所述热交换脱碳气输送至费托装置进行费托合成，将CO转化为CH₄，得到脱CO气；

将所述脱CO气输送至变压吸附脱碳装置二次脱除CO₂，得到第二脱碳气；

将所述第二脱碳气与原氨合成气混合，制得氨合成气。

优选的，以体积百分含量计，所述液氮洗尾气包括：H₂2～10％、CO25～40％、CH₄0.5～2％和N₂48～72.5％。

优选的，所述压缩气的压强为0.8～1.8MPa。

优选的，所述水蒸气与压缩气的摩尔比为(0.21～0.23)：1。

优选的，所述等温变换的反应空速为400～600h^-1。

优选的，所述热交换脱碳气的温度为200～250℃。

优选的，所述脱CO气中CO的浓度在1ppm以下。