[发明专利]用于提高氨合成效率的系统和方法

摘要

提供了一种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，在足够的条件下重整来提供合成气，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。

主权项

一种生产合成气的方法，其包含：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烃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、约8%mol‑约12%mol甲烷和氢气，其中该第一反应区包含一种或多种包含催化剂的管，且其中水蒸气与烃在第一反应区中的比率为2.5‑3.5；将该流出物从第一温度间接加热到第二温度；将该处于第二温度和约4000kPa‑约5500kPa压力的流出物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，该合成气具有约1030℃或更高的温度并包含氢气、一氧化碳、二氧化碳和小于0.3%mol干基的甲烷，其中该合成气被用于将所述流出物从第一温度间接加热到第二温度；将用于间接加热所述流出物的合成气中的至少一部分一氧化碳转化以提供包含二氧化碳和1%mol干基或更低一氧化碳的转化合成气；除去转化合成气中的至少一部分二氧化碳以提供包含1%mol干基或更低二氧化碳和一氧化碳的贫合成气；将贫合成气中所含的任何二氧化碳、一氧化碳或两者的至少一部分转化成甲烷；将至少一部分水从贫合成气分离；将贫合成气中的至少一部分氮气分离以提供氢气与氮气比率为约2.9:1‑约3.2:1的氨合成气；和使氨合成气中的至少一部分氢气和氮气反应以提供氨产品。