[发明专利]利用深冷净化制取氨补充合成气

权利要求书

1.一种用于制取氨补充合成气的方法，所述方法包括以下步骤：

-转化烃原料(11)，之后进行变换、CO₂脱除以及甲烷化的步骤，获得包括氢气和氮气的粗氨补充合成气的流(13)；

-在深冷净化段(2)中处理所述粗氨补充合成气，获得净化过的合成气的流(17)；

-将深冷温度的液态富氮气流(32)输送至所述深冷净化段；

-在所述深冷净化段中提供在合成气和所述液态富氮气流之间的间接热交换，所述液态富氮气流至少部分地蒸发以提供所述深冷净化段的制冷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液态富氮气流(32)在通过所述深冷净化段而至少部分蒸发之后在所述深冷净化段的输出处被回收，并与所述净化过的合成气混合以提供调节所述氨补充合成气的氢/氮比所需的氮气的至少一部分。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在空气分离单元(3)中处理空气流(31)获得所述液态富氮气流(32)和富氧气流(35)的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述空气分离单元(3)提供所述液态富氮气流(32)以及环境温度的且气态的第二富氮气流(32a)，且调节所述氨补充合成气的HN比所需的氮气的量中部分由在所述深冷净化段的输出处回收的蒸发的液态富氮气流(34)提供以及部分由环境温度的所述富氮气流(32a)提供。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，通过将所述富氧气流(35)注入到转化段(1)的二段转化炉中，所述富氧气流用作转化过程中的另一氧化剂。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

-所述粗合成气(13)在所述深冷净化段(2)的主热交换器(201)中冷却至深冷温度，获得冷却的粗合成气(14)；

-所述冷却的粗合成气(14)被输送至接触装置(202)，在该接触装置(202)中，通过深冷净化获得包括杂质的液态部分(19)，并且该液态部分(19)与合成气分离；

-从所述接触装置(202)回收净化过的合成气(15)，该净化过的合成气(15)在冷凝器(203)中被进一步冷却和净化，所述冷凝器(203)通过所述液态富氮气流(32)的至少部分蒸发而被制冷；

-在所述冷凝器的输出获得进一步净化过的合成气(16)，通过与输入的粗合成气(13)和获自所述冷凝器的蒸发的氮气流(33)进行热交换，所述合成气(16)在所述主热交换器(201)中被再加热。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，包括杂质的所述液态部分还用作所述深冷净化段(2)的主热交换器(201)的冷却介质(20)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述液态富氮气流和/或环境温度的所述富氮气流是基本上纯净的氮气。

9.一种用于制取氨补充合成气的设备，所述设备包括：

-前端段，所述前端段包括适于转化烃原料并产生粗氨合成气的流的转化段(1)；

-深冷净化段(2)，所述深冷净化段(2)处理所述前端段中产生的所述粗氨合成气；

-将深冷温度的液态富氮气流(32)输送至所述深冷净化段的装置，所述液态富氮气流(32)用作热交换介质以制冷所述深冷净化段；

-在所述深冷净化段(2)中的所述合成气和所述液态富氮气流之间的至少一个间接热交换器(203，201)，所述液态富氮气流在所述热交换器中至少部分地蒸发以提供所述深冷段的制冷。

10.根据权利要求9所述的设备，所述设备还包括用于回收所述深冷净化段的输出处的蒸发的富氮气流(34)以及用于使所述蒸发的富氮气流与净化过的合成气(17)混合的装置，以提供调节所述氨补充合成气的氢/氮比所需的氮气的至少一部分。

11.根据权利要求9或10所述的设备，所述设备包括空气分离单元(3)，所述空气分离单元(3)提供所述液态富氮气流(32)和用于调节HN比的环境温度的第二氮气流(32a)，以及另外提供富氧气流(35)，该富氧气流(35)被作为氧化剂输送至所述转化段(1)。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述前端段包括一段转化炉、二段转化炉以及用于变换、CO₂脱除和甲烷化的设备，所述富氧气流(35)被输送至所述转化段的所述二段转化炉。