[发明专利]用于生产氨合成气的工艺及氨装置的相关前端

权利要求书

1.用于由烃源生产氨合成气的工艺，其包含以下步骤：

-将所述烃源转换为粗制合成气(14)，其中所述转换仅通过催化的自热蒸汽重整或通过使用蒸汽的非催化的部分氧化发生，没有初级重整步骤；

-通过氧化剂氧气(12)或富氧空气(28)进行所述蒸汽重整或所述部分氧化；

-所述粗制合成气(14)的水煤气变换处理，其由在200-300℃温度下的中温变换(15)组成，从而获得变换的合成气(16)；

-所述变换的合成气(16)的净化，所述净化至少包括变压吸附(17)步骤，以从所述合成气中去除残余碳氧化物和甲烷，获得净化的合成气(18)，和

-可选地，向所述净化的合成气(18)中加入氮气(19)，从而获得具有所需氢氮比的氨合成气。

2.根据权利要求1所述的工艺，所述变换处理的所述温度在200至250℃范围内，且优选230至250℃。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中所述反应器(11)的所述进料(10)中的蒸气与碳的比为低于2.7。

4.根据权利要求3所述的工艺，所述烃源至粗制合成气的所述转换在ATR反应器(11)中通过自热蒸气重整进行，且所述反应器(11)的所述进料(10)中的蒸气与碳的比在1.0-2.0范围内。

5.根据权利要求1-3任一项所述的工艺，所述烃源至粗制合成气的所述转换在POX反应器中通过部分氧化进行，且所述反应器(11)的所述进料(10)中的蒸气与碳的比在0.5-1.0范围内。

6.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中：

-所述蒸气重整或部分氧化通过由空气分离装置(13)产生的氧气(12)进行，且所述空气分离装置(13)也生产氮气流(21)，和

-所述氮气流(21)的至少一部分(19)在变压吸附(17)后，加入到所述净化的合成气(18)中，从而获得具有所需氢氮比的氨合成气。

7.根据权利要求1-5任一项所述的工艺，其中：

-所述蒸气重整或部分氧化通过由空气分离装置(13)产生的富氧空气(28)进行，且

-所述富氧空气进料(28)的量以这样的方式确定：含有在氨合成气中所需的氮总量，以使所述粗制合成气(14)含有所需的氮且不需要更多的氮添加到所述合成气中。

8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述富氧空气中含有的氧气不大于40％摩尔，且优选在30％至40％摩尔的范围内。

9.根据权利要求7或8所述的工艺，其中所述净化的合成气(18)在变压吸附(17)后进行甲烷化(25)。

10.根据权利要求7,8或9所述的工艺，其中所述合成环路吹扫与所述合成气混合进料至PSA单元。

11.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中变换的合成气(16)的所述净化仅包含所述的变压吸附(17)的步骤，以便所述变压吸附(17)和可选地加入氮气(19)步骤后的所述净化的合成气构成适合于在氨合成段(30)反应的氨合成气。

12.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中所述中温变换是等温的。

13.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中变换的合成气(16)的所述净化在所述变压吸附(17)步骤前包含CO₂去除(23)的步骤。

14.根据前述权利要求任一项所述的工艺，所述烃源为天然气。