合成氨原料气双甲精制新工艺介绍[1]

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1、合成氨原料气双甲精制新工艺一双甲新工艺开发简况合成氨原料气双甲精制新工艺，即用甲醇化、甲烷化净制精炼合成原料气中CO、CO2，使之小于10PPM，并副产甲基化合物。此工艺简称双甲新工艺，是湖南安淳高新技术有限公司开发成功的一项新技术。该技术是1990年提出，1991年进行工业化设计，1992年9月第一套工业化装置在湖南衡阳市氮肥厂投产成功，国际上属于首先提出，最先进行工业化生产。1993年4月获国家发明专利权，相继又申请了可调节氨醇比的双甲新工艺专利，美、英的权威化学文摘做了报道。该装置至今已正常生产八年，取得了很好的效益。1994年元月通过化工部鉴定，1994年6月国家科委将该项目列入《

2、国家重大科技成果推广计划》项目。此后又相继投产了四家，效果很好。双甲新工艺净化精制原料气比传统铜洗法和深度低变──甲烷化法比较有着明显优点，有广阔的应用前景。二双甲新工艺技术方案1.化学反应甲醇化反应原料气中CO、CO2与H2在催化剂作用下和一定温度下生成粗甲醇，经过冷却、分离送入中间贮糟。主要反应方程式如下：主反应CO＋2H2→CH3OH＋102.37KJCO2＋3H2→CH3OH＋H2O＋59.45KJ副反应4CO＋8H2→C4H9OH＋3H2O＋49.62KJ2CO＋4H2→(CH3)2O＋H2O＋200.39KJ2CH3OH→(CH3)2O＋H2O－4.35KJCO＋3H2→CH4

3、＋H2O＋115.69KJ甲烷化反应经甲醇化工序后的醇后气，含CO＋CO2为0.1～0.3%，经换热后温度达到280℃，进入甲烷化工序，净化气中CO、CO2在催化剂的作用下，与H2生成甲烷。其反应方程如下：洀CO＋H2→CH4＋H2O＋115.69KJCO2＋4H2→CH4＋2H2O＋72.77KJ2.双甲工艺流程简图及说明2.1原则流程精脱硫粗脱硫脱碳变换造气图一双甲工艺原则流程造气出来的半水煤气经气柜后，进行粗脱硫使H2S含量<0.07g/Nm3，加压至0.8MPa，进入中变。中变出来的气体中的CO含量控制在1.5～5%，经脱碳，使CO2下降到0.2～0.5%，用无硫氨水进行第二次脱硫

4、，将H2S脱除到100PPM以下，再进行精脱硫，使气体中之总硫量降到0.1PPM，入高压机压缩到5.0～13MPa与醇后气进行换热，温度为200℃时，进入甲醇化反应。从甲醇化塔出来的气体，与新来的气体换热，再水冷至40℃左右，进入醇分,经醇分后，使CO＋CO2达到0.1～0.3%，去高压机加压至与氨合成相等压力，进入甲烷化系统反应，反应后的气体CO+CO2≤10PPM。此气体经换热后与从氨合成塔来经换热后进入冷排之气体混合，进入冷排冷却，再去氨合成循环系统。从合成氨系统中排出的吹除气及液氨贮罐上排出的弛放气，经脱氨后去氢回收装置，利用真空纤维或变压吸附法对气体介质的选择吸附，而弛放气中的H

5、2被吸附。H2解吸后，回到系统中，未吸附的气体则排空。2.2可控制醇氨比的双甲新工艺流程(图二)双甲新工艺目的以净化精制原料气为主，副产甲醇为辅。但随着市场变化，产品需求变化，产品结构随时必须调整，即醇氨比要进行大幅度调节，在甲醇市场旺盛时，醇氨比要求达到1:3左右。此时产醇和精制原料气都是双甲工艺的重要任务，其流程安排原则是设置两个甲醇塔，第一个甲醇塔的作用是产醇，第二个塔是净化，经过第二个塔后，CO+CO2≤0.3%。泝┌────┐┌───┐┌───┐┌───┐┌───┐│半水煤气├┬→┤中变├─┤低变├─┤脱硫├─┤脱碳├─┐└────┘↑└───┘└───┘└───┘└───┘│H

6、2││┌────┘││放空│┌─┴─┐┌───┐┌─────┐┌─────┐┌───┐││氨合成├─┤甲烷化├─┤#2甲醇塔├─┤#1甲醇塔├─┤精脱硫├┘└─┬─┘└───┘└──┬──┘└──┬──┘└───┘↓↓↓氨甲醇甲醇图二可控制氨醇比的双甲流程这种安排很灵活，当甲醇需求很大时，原料气通过两塔，在第一塔中CO与CO2组分中80%转化为醇，以产醇为主，第二塔只把剩余20%CO与CO2转化，使之小于或等于0.3%。如果甲醇需求疲软，双甲工艺以净化精制为主，甲醇是副产品，并尽量减少，例如1:10到1:15，此时只用一个塔，第二塔备用，当第一塔触媒活性老化，再启用第二塔，同样控制入甲烷化

7、炉的CO+CO2≤0.3%。2.3节能流程（图三）第一级甲醇化采用5.0MPa或8.0MPa，第二级甲醇化及甲烷化与氨合成采用15MPa，第一级仍以产醇为主，即90%的CO与CO2在此压力下转化为粗甲醇，剩余的10%的CO与CO2含量在12～15MPa(或30MPa)压力下转化为甲醇，使CO+CO2≤0.3%进入甲烷化，甲烷化后气体中CO+CO2≤10PPM，送入氨合成。此流程的优点之一是在于低压下合成甲醇，即有6～10