[发明专利]生产氨/尿素的气化工艺

说明书

                        技术领域

本发明涉及氨和尿素的联产方法。

                        发明背景

在生产氨气(NH₃)和尿素((NH₂)₂CO)时，包含氢气(H₂)和一氧化碳(CO)的合成气物流首先供入CO变换单元，将CO转化成CO₂，然后经由一个酸性气体脱除装置，使CO₂与H₂分离。H₂和氮气(N₂)混合后供入氨气合成单元。CO₂与部分NH₃产品混合后供入尿素合成单元。该过程的主要反应是：

(1)

(2)

众所周知，用气化法可以生成供入氨气/尿素生产装置中的合成气原料。在气化工艺中，烃类物质在富氧气体和温度调节剂的存在下在高温下部分氧化。气化工艺的合成气产品主要包括H₂和CO。有多种可供入气化反应器中的烃类物质，从天然气至重油和诸如煤的固体物质。因为天然气的C/H比低于固体和液体烃类物质的C/H比，所以当用天然气气化剂生产合成气时，生成的CO₂不足以生产尿素。相反，高C/H比的固体和液体烃类物质生成过量的CO₂，其量比生产尿素需要的量大得多，因此，当只用固体和/或液体烃类物质生产合成气时，大部分的CO₂要排出。因此，为了使尿素产量最大化，开发一种能够优化合成气中的CO₂含量的一体化气化和氨气/尿素生产方法是有利的。另外，大家都知道CO₂对环境有副作用，例如造成全球热效应。因此，还需要使一体化气化/尿素生产装置中排出的CO₂最少。

                         发明概述

本发明涉及一种氨气和尿素的联产方法，其中，用两个平行气化器以优化混合的合成气产品中的H₂/CO₂比，以此使氨气和尿素产量最大化。在第一个气化器中，固体和/或液体烃类物质在富氧气体和温度调节剂的存在下部分氧化，以生成包括一氧化碳、氢气和二氧化碳的第二种合成气混合物。富氧气体通常用空气分离单元(ASU)从空气中提取。ASU的副产品-氮气(N₂)用在下游氨气生产单元中。

在第二个气化器中，天然气在富氧气体存在下部分氧化，以生成第二种包括一氧化碳、氢气和二氧化碳的合成气混合物。通过运行两个独立进料的平行气化器，可以各自调节各个气化器的进料速度以优化混合的合成气产品物流中的H₂/CO₂比，以此使氨气和尿素产量最大化，使CO₂排放量最少化。

然后将混合的合成气产品物流在CO变换反应器中加工，使合成气中的所有CO转化成H₂和CO₂。然后在酸性气体脱除单元中将CO₂从合成气中除去，通常和H₂S及其它所有含硫成分一道除去，剩下基本纯净的H₂物流。然后H₂物流和来自空气分离单元的N₂混合后形成氨气(NH₃)。CO₂回收单元回收的CO₂与至少一部分NH₃产品混合后形成尿素((NH₂)₂CO)。

                       附图简述

图1是对本发明的一个实施方案的说明，其中，固体和/或液体气化器与天然气气化器平行运行，形成优化的合成气产品。

图2是对本发明的第二个实施方案的说明，其中，当只用天然气气化器时，用CO₂发生器弥补合成气中CO₂的不足。

                说明性实施方案的描述