[发明专利]一种高炉气综合利用生产合成氨尿素的装置及方法

摘要

本发明公开了一种高炉气综合利用生产合成氨尿素的装置及方法，高炉气经原料气压缩单元增压后，进入干法脱硫单元，脱除H₂S、COS和硫醇至合格指标后，进入脱氧单元中脱除所含氧气，再进入等温变换单元中，大部分CO经变换反应转化为H₂，即变换气；变换气进入PSA‑CO₂单元中，得到脱碳净化气和富CO₂气。提纯的富CO₂气送至二氧化碳压缩单元，脱碳净化气经PSA‑N₂单元脱除多余的N₂后，再送入甲烷精制单元进行气体精制，富含N₂的解吸气经解吸富氮气压缩单元增压后送界外，经甲烷精制单元精制后得到的合格氢氮气送入氨合成单元制得液氨，液氨与来自二氧化碳压缩单元的富CO₂气体进入尿素单元制得尿素产品。本发明具有流程配置合理，氢气回收率高，惰性富氮气回收利用，无外界引入原料气，投资少、能耗低、装置运行稳定等优点。

主权项

1. 一种高炉气综合利用生产合成氨尿素的工艺，其特征在于：从上游装置来的高炉气经原料气压缩单元(1)的原料气压缩机增压至1.0~2.0MPaG，进入干法脱硫单元(2)，脱硫剂采用活性炭型吸收转化脱硫剂，可一步法同时脱除H₂S、COS和硫醇，脱硫后的合成气中总硫≤0.1 mg/Nm³，经过脱硫后的净化气送至脱氧单元(3)，利用活性非均布抗毒脱氧剂将高炉气中氧含量由~1.0mol%脱至10ppm以下；/n经过脱硫脱氧的净化气送入等温变换单元(4)，进变换炉的高炉气经过原料气预热器预热至250~280℃与2.5MPaG中压过热蒸汽一起进入等温中温变换炉，经过等温变换反应后的变换气中CO干基含量约为2.0~3.0mol%，变换炉副产2.5MPaG饱和蒸汽；出变换炉变换气经过原料气预热器后温度降为230~260℃，经过低压蒸汽发生器副产0.5MPaG饱和蒸汽，变换气温度降为180~220℃进入低温变换炉，经过低温变换炉的变换气温度升到200~240℃，变换气中CO干基含量约为1.5~2.0mol%；变换气再经低压蒸汽发生器副产0.5MPaG饱和蒸汽，最后经脱盐水预热器、水冷却器后，合成气温度降为40℃，送PSA- CO₂单元(5)进行脱碳；/n经过PSA- CO₂单元(5)的脱碳净化气中CO₂含量降至50~100ppmv送PSA-N₂单元(6)，脱碳解吸气制得纯度为95~99%的CO₂产品气，经过压缩机增压后送尿素装置；/n经过PSA-N₂单元(6)的脱氮净化气中氢氮比调节至3:1，脱氮净化气送甲烷精制单元(7)进行气体精制，将氨合成原料气中的CO+CO₂含量降至10ppmv，解吸气为含氮量90~95%的富氮气产品，经解吸富氮气压缩单元(11)增压后送界外用于钢铁公司的喷煤输送介质；/n经过甲烷精制单元(7)的净化氨合成原料气经合成气压缩机增压后，在氨合成单元(8)中于15MPaG压力下进行氨合成，氨合成所需冷量由氨压缩制冷提供，氨合成的液氨与经二氧化碳压缩单元(10)增压后的CO₂气体在尿素单元(9)合成尿素产品。/n