[发明专利]使用超纯高压氢气制备氨

摘要

用于制备氨的系统和方法，包括：与第一部分的烃进料流发生放热反应的部分氧化反应器（POX）或者自热重整反应器（ATR）；加热气体的催化重整器（GHR），其通过催化剂用蒸汽吸热重整第二部分的烃进料流，并与放热生成的合成气产物和吸热重整的合成气产物混合；第一热交换器，其对混合的合成气流进行冷却，以在热回收锅炉中形成蒸汽；一个或多个转换转化反应器，其使得混合的合成气流发生催化反应；第二热交换器，其对经过转换的物流进行冷却；洗涤器，其从经过转换的合成气流中去除CO2；一个或多个变压吸附系统，其从CO2减少的物流中产生高压且基本纯的H2气流；以及氨反应器（20），在其中将所述高压且基本纯的H2气流（30）与高压且基本纯的N2气流（40）混合，以制备氨（50）。

主权项

一种形成燃料气体混合物的方法，该方法包括：使得第一部分的烃进料流与包含氧气分子的氧化剂气体或者蒸汽中的至少一种发生放热反应，以形成放热产生的合成气产物；用蒸汽在催化剂作用下对第二部分的烃进料流在热交换重整器中进行吸热重整，以形成吸热重整的合成气产物，其中，生成吸热重整的合成气产物所用的至少一部分热量通过从放热生成的合成气产物和吸热重整的合成气产物回收热量获得；使得放热生成的合成气产物与吸热重整的合成气产物混合以形成混合的合成气流；对该混合的合成气流进行冷却以在热回收锅炉中形成蒸汽；在一个或多个催化一氧化碳转换反应器中使得所述混合的合成气流发生催化反应，以产生包含额外的H2和CO2的经过转换的物流；在热交换器中，通过将热量传输到用于合成气生产中蒸汽生产的水，将所述经过转换的物流冷却到接近环境温度；从经过转换的合成气流中去除CO2，以形成CO2减少的物流；从所述CO2减少的物流中去除高压且基本纯的H2气流；以及使得所述高压且基本纯的H2气流与高压且基本纯的N2气流混合以制备氨。