[其他]生產氨和二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 87106172
• 申請日: 1987-09-04
• 公開（公告）號: CN87106172A
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 瓦爾特·施拉姆;烏爾里奇·西爾德布蘭德;萊茵哈德·格拉特哈爾
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: C01C1/04
• 分類號: C01C1/04;C01B3/24;C01B31/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 辛敏忠

本發明為一種生產氨和二氧化碳的方法。在該方法中，用蒸汽轉化把一種富輕質烴的原料氣轉化成裂化氣，再經過一氧化碳轉化操作和分離把裂化氣變成氫氣、二氧化碳及殘余氣體。把該工藝制得的氫氣和氮氣一起同時送至合成氨操作。

在用輕質烴原料氣，例如天燃氣生產合成氨的過程中，首先用蒸汽轉化法得到含氫氣和碳的氧化物的裂化氣，然后進一步對其進行處理制得適于合成氨操作的原料氣。在這方面，按照傳統的方法，要首先使蒸汽轉化操作放出的氣體在二次轉化爐中進一步與空氣反應。采用這種工藝一方面仍然存在于氣體中的烴進一步被轉化成裂化氣，另一方面把合成氨操作所需的氮氣輸進裂化氣。裂化氣中含有的一氧化碳再用蒸汽轉化成氫氣和二氧化碳，最后在剩余氣體里不含殘余的碳的氧化物雜質之前，在甲烷化步驟中把二氧化碳從裂化氣中分離出來，送至合成氨操作。在這種裂化氣制備過程中，二氧化碳是作為副產品在二氧化碳的洗氣操作中制備出來，可以使二氧化碳在后續的尿素合成操作中與氨作用。

在1985年Linde-Berichten????aus????Technik????und????Wissenschaft（Linde科技報告）第57期40～43頁中公開了一種進一步用簡單工藝制備合成氨氣體的方法。該方法是將從蒸汽轉化器中放出的裂化氣直接通進一氧化碳轉化操作中，省略了二次轉化器的中間環節。然后通過壓力轉化吸收操作使轉化的裂化氣中產生純氫氣流，再使純氫氣與合成氨所需的氮氣混合。用一個空氣分離裝置提供氮氣，最后把氮氫混合氣供給合成氨反應。如果在這過程中同時生成二氧化碳成分，那么在吸收操作之前再次對二氧化碳進行洗氣。

關于現有的這些工藝方法，在某些特別情況下的不足之處在于，僅僅能夠制得相對少量的二氧化碳。例如，當對氨進一步處理制備尿素時就出現這一現象。尤其是，在這種情形下，同時制備的作為合成氣體的二氧化碳的量僅僅能夠將大約85～95%的氨轉化成尿素。因此，在這種情況中，通常的做法不外乎有兩種：或者是在合成氨操作之前移去過量的氫氣，也就是說降低氨的產量;或者是把過量的氨用于生產其它產品，例如生產硝酸銨或磷酸銨。

本發明的目的是通過一種本說明書開始部分所述的工藝，使用該工藝能夠比現有技術增加二氧化碳的產量。

本發明是這樣實現的：在有或無蒸汽存在的條件下，使至少一部分原料氣流與氧氣或富氧氣體反應，將這步操作中的氣體混合物與剩余的原料氣和蒸汽轉化操作所需的蒸汽一起充入蒸汽轉化操作。

在本發明的方法中，附加的二氧化碳是通過至少一部分原料氣與氧氣反應而制得的，這可以按準化學計算方式（quasi-stoichiometric????manner）燃燒來實現。在這一過程中，生成基本由二氧化碳和水蒸汽組成的煙道氣。然而，還有用間接方法來提高二氧化碳產量的可能性。為了這一目的，本發明的一個實施例提供了這樣一種工藝，即使反應在存在過量的原料氣條件下進行，發生部分氧化并產生富一氧化碳的煙道氣。這一過程中形成的一氧化碳在下一步通過轉化反應，就可以被轉化為二氧化碳。這種操作工藝的優點是，在蒸汽轉化器中需要較低的欠火輸出量。

如若不采取其它措施，部分原料氣流與氧氣的燃燒會導致很高的火焰和產生溫度超過3000℃的煙道氣，因此，本發明提供了用加入水蒸汽或屆時蒸發的水來控制高溫的方法。在這點上，特別值得注意的是，為了控制高溫，本工藝要使用一部分對于轉化另一部分原料氣流來說，無論如何是必需的水或水蒸汽。

可以用多種方法達到限制溫度的效果。在本發明的一個實施例中，在燃燒階段通過加入水和/或水蒸汽直接降低溫度，因而火焰溫度也被降低。在本發明的另一個實施例中是在燃燒操作之前，將水蒸汽通入部分原料氣流和/或富氧的氣體中達到同樣效果。同樣，如本發明的另一個實施例，還可以緊接著燃燒階段把水和/或水蒸汽通入煙道氣內降溫，也就是說，在高火焰溫度產生之后再取得降溫效果，以達到保護安裝在下面的設備組件的目的。

在燃燒操作之前或在燃燒操作中加入水和/或水蒸汽時，應當注意保持適當高溫，以保證能夠使混合物引燃和燃燒。在天然氣的燃燒過程中，使火焰的溫度保持在1500～1800℃之間，特別是1600～1700℃之間有利于燃燒進行。