固體都被分離并通過管線180輸 送到管線170,與被輸送到再生器F的固體匯合。通過管線400向再生器F輸送空氣，通過 管線300向再生器F輸送燃料例如天然氣、來自壓力變動吸附的尾氣、或燃料與尾氣的混合 物。
[0047] 在再生器F中，煅燒碳酸鈣以生成CaO并由此釋放900-1000°C溫度范圍、優(yōu)選 950°C的二氧化碳。在再生器F中，發(fā)生以上反應(yīng)3的反向反應(yīng)。來自這個過程的廢氣通過 管線201離開再生器F到達(dá)第二旋流器G，在該第二旋流器中，任何剩余的固體都在該旋流 器G底部通過管線190離開從而回到重整器C。富含氮的氣體通過管線210離開旋流器G， 一部分經(jīng)由管線230再循環(huán)。剩余部分通過管線220清洗排放到大氣中。
[0048] 合成氣將通過管線160離開固體氣體過濾器E，并輸送到換熱器H。這種合成氣 是主要包含氮、氫和甲烷以及痕量一氧化碳的混合物。通過換熱器H將這種氣流冷卻到 180-300°C范圍，這取決于所用是低溫還是高溫變換催化劑，并將這種氣流輸送到變換反應(yīng) 器I。
[0049] 變換反應(yīng)之后，通過管線240將合成氣輸送到換熱器J并輸送到液滴分離鼓 (knockout drum) K，在液滴分離鼓中工藝?yán)淠铮ㄖ饕獮樗秃哿緾O2)通過管線270離開 單元操作K。通過管線250將合成氣輸送到壓縮機L，該壓縮機L將經(jīng)壓縮的合成氣輸送到 壓力變動吸附單元M(壓力15-35巴（barg)，溫度25-50°C )，該單元將痕量二氧化碳和甲 烷與合成氣混合物中存在的氫和氮分離。通過管線280輸送二氧化碳和甲烷與管線440匯 合，作為燃料輸送到再生器F。
[0050] 通過管線290將氫和氮從壓力變動吸附單元M輸送到壓縮機N，在該壓縮機中，通 過管線301再將它們輸送到換熱器0,然后進(jìn)入氨反應(yīng)器P (壓力150-250巴（barg)，溫度 350-490°C )。壓力變動吸附單元M的操作結(jié)果將給出比例為3-4的氫與氮，這是用于氨合 成的適當(dāng)比例。
[0051] 通過管線310從氨反應(yīng)器P回收氣態(tài)氨，并通過換熱器Q冷卻。將氣體-液體的 氨輸送到分離單元R，通過管線320回收液體氨。
[0052] 從氨分離器容器R回收氣態(tài)氨，用少量的氣態(tài)氨流對管線330進(jìn)行清洗以減少惰 性物質(zhì)的積累，將剩余部分的氣態(tài)氨流輸送到管線340,對再循環(huán)壓縮機S進(jìn)行進(jìn)料。再循 環(huán)壓縮機S的出口流350與來自壓力變動吸附單元M的補充合成氣流290混合，對壓縮機 N進(jìn)行進(jìn)料，并最終進(jìn)入氨反應(yīng)器P。
[0053] 使用17000Ncum/h的天然氣（15. 228MMSCFD)作為原料來模擬參考附圖描述的工 藝布局。模擬結(jié)果顯示，生產(chǎn)的每噸氨的能量消耗約為33GJ。這幾乎是使用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn) 如此體積天然氣所需能量的一半。下表1中報告了來自文獻(xiàn)的具體能量值。
[0054] 表 1
[0055] 各種氨工藝的具體能量需求
[0056] 工藝 GJ (LHV) /t氨 現(xiàn)有技術(shù)（當(dāng)前大型氨設(shè)備） 24-2礦 重整器壓力5-10巴 47-53
[0057] 重整器壓力30-35巴 33-42 低能量原理 27-33 經(jīng)典哈桕法（Haber-Bosch)(焦化） 80-90 本發(fā)明方法 30-35
[0058] #大型設(shè)備生產(chǎn)量所需的具體能量
[0059] 雖然已經(jīng)參考其【具體實施方式】描述了本發(fā)明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的 是，本發(fā)明存在許多其他形式和修改。本發(fā)明所附權(quán)利要求一般應(yīng)理解為涵蓋了落在本發(fā) 明真實精神和范圍之內(nèi)的所有這些顯而易見的形式和修改。
【主權(quán)項】
1. 一種用于氨生產(chǎn)的合成氣生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟： a) 將碳?xì)浠衔锖驼羝斔偷街卣鳎? b) 將該重整器的反應(yīng)產(chǎn)物輸送到分離單元，從氣體中分離固體； c) 將該固體輸送到再生器，并將該氣體輸送到變換反應(yīng)器； d) 將煙氣流再循環(huán)到重整器； e) 將該變換反應(yīng)器的產(chǎn)物輸送到壓力變動吸附單元； f) 將從該氣體中分離的氫和氮輸送到氨反應(yīng)器；以及 g) 從該氨反應(yīng)器回收氨。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳?xì)浠衔镞x自甲烷、常規(guī)和非常規(guī)天 然氣、石腦油和液體碳?xì)浠衔铩?br>3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重整器是流化床反應(yīng)器。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述流化床反應(yīng)器包含固體鎳基催化劑和 氧化鈣粉末。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，所述固體是碳酸鈣和氧化鈣， 并且所述氣體是合成氣混合物。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變換反應(yīng)器選自低溫和高溫變換反應(yīng) 器。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生器從碳酸鈣生成CaO。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將來自所述再生器的廢氣輸送到重整器。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成氣混合物包含氮、氫、甲烷和一氧 化碳。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將所述合成氣混合物輸送通過固體氣體過 濾器以及換熱器，然后輸送到壓力變動吸附單元。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述壓力變動吸附單元將合成氣混合物 分離成包含二氧化碳和甲烷的物流以及包含氫和氮的物流。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將所述包含二氧化碳和甲烷的物流輸送 到再生器，并將所述包含氫和氮的物流輸送到氨反應(yīng)器。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述物流包含氮和氫的比例為3-4。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨作為液體氨和氣態(tài)氨回收。
15. -種生產(chǎn)氨的方法，該方法包括以下步驟： a) 將碳?xì)浠衔锖驼羝斔偷街卣鳎? b) 將該重整器的反應(yīng)產(chǎn)物輸送到分離單元，從氣體中分離固體； c) 將該固體輸送到再生器，并將該氣體輸送到變換反應(yīng)器； d) 將煙氣流再循環(huán)到重整器； e) 將該變換反應(yīng)器的產(chǎn)物輸送到壓力變動吸附單元； f) 將從氣體中分離的氫和氮輸送到氨反應(yīng)器；以及 g) 從該氨反應(yīng)器回收氨。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述碳?xì)浠衔镞x自甲烷、常規(guī)和非常規(guī) 天然氣、石腦油和液體碳?xì)浠衔铩?br>17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述重整器是流化床反應(yīng)器。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述流化床反應(yīng)器包含固體鎳基催化劑 和氧化鈣粉末。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，所述固體是碳酸鈣和氧化 鈣，并且所述氣體是合成氣混合物。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述變換反應(yīng)器選自低溫和高溫變換反 應(yīng)器。
21. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述再生器從碳酸鈣生成CaO。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，將來自所述再生器的廢氣輸送到重整器。
23. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述合成氣混合物包含氮、氫、甲烷和一 氧化碳。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，將所述合成氣混合物輸送通過固體氣體 過濾器和換熱器，然后輸送到壓力變動吸附單元。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述壓力變動吸附單元將合成氣混合物 分離成包含二氧化碳和甲烷的物流以及包含氫和氮的物流。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，將所述包含二氧化碳和甲烷的物流輸送 到再生器，并將所述包含氫和氮的物流輸送到氨反應(yīng)器。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述物流包含氮和氫的比例為3-4。
28. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述氨作為液體氨和氣態(tài)氨回收。
【專利摘要】一種通過以下方式生產(chǎn)合成氣和氨的方法：形成合成氣混合物；從該合成氣混合物中分離固體；對該合成氣混合物進(jìn)行變換反應(yīng)并通過壓力變動吸附單元分離反應(yīng)產(chǎn)物。將在該壓力變動吸附單元中分離的氫和氮輸送到氨反應(yīng)器以生產(chǎn)氨。
【IPC分類】C01C1-04, C01B3-48, C01B3-50
【公開號】CN104860266
【申請?zhí)枴緾N201510063807
【發(fā)明人】R·麥布羅克, R·克里西那莫西
【申請人】琳德股份公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年2月6日