[发明专利]等压型甲醇和氨的联合生产装置

说明书

本发明属于化学工程生产设备装置，尤其是甲醇和氨的联合生产装置，特别适用于含氢、氮、一氧化碳、二氧化碳原料气合成甲醇和氨的场合。

在本发明作出以前，由含氢、氮、一氧化碳、二氧化碳原料气联合生产甲醇和氨的装置有以下几种，一是西德Gelsen-Buer的Veba-Chemie公司1969年建立的甲醇、氨和羰基合成气的联合生产装置(见Nitrogen Vol109，P36-40，1977)由重残油部分氧化所得原料气分离得一氧化碳和氢为主的羰基合成气后部分去合成甲醇，从甲醇装置出口的气体与其余部分混合经压缩机由50bar左右压缩到230bar再去合成氨生产装置。此法一方面因甲醇合成压力比氨合成压力低4倍多，故甲醇合成率和生产能力低，另一方面又把部分经甲醇洗后二氧化碳降低到2PPM，一氧化碳降到1.5％的原料气与变换前含一氧化碳高达27.8％，二氧化碳3.2％的煤气分别送入甲醇生产装置，出甲酵生产装置的弛放气中一氧化碳含量比离开变换系统去甲醇合成前原料气的含量要高，故需再经液氮洗除去，然后再去氨合成装置，没有充分利用甲醇合成消耗一氧化碳作为脱除这种氨合成有害气的手段。二是我国从1967年开始建立的甲醇和氨联合生产装置(简称联醇装置见冯无琦主编联醇生产化学工业出版社1989年)是从原料气压缩机五段出口(压力11MPa左右)串入甲醇合成装置，再与铜液塔串联将醇后气中的微量一氧化碳除去，然后铜洗后气体进压缩机六段进口经压缩到32MPa左右去氨合成装置，这种联醇装置出于原来的氨生产装置改造而成，因原来氨生产装置选择铜洗操作压力为11MPa，故从压缩机五段出口(压力11MPa左右)去铜洗。联合生产甲醇后，从甲醇合成装置出来的气体(下称醇后气)中的一氧化碳，二氧化碳必需经铜洗除去，故甲醇生产装置必需在铜洗前，因此置于压缩机五段出口和铜洗之间。因为联醇装置中通常约有30％左右原料气在甲醇塔中合成甲醇造成进压缩机六段进口气减少，以致压缩机五、六段容积不匹配而失去平衡。六段进口压力常在10MPa以下甚至只有8MPa，由于甲醇合成反应速度与合成压力的平方成正比，合成压力低减少了甲醇产量，再加上铜洗压力降低又影响铜洗吸收效率，导致铜洗后气体(下称精炼气)不合格。为了提高甲醇合成压力采用醇后气蹩压、压缩机六段进口蹩压、压缩机六段出口回六段进口等操作方法，但醇后气蹩压使铜洗压力降低影响铜洗正常操作，压缩机六段进口蹩压增加了压缩机六段压缩比，造成六段出口气温升高。用压缩机六段出口气补充到六段进口虽不影响系统生产操作，但由于压缩机实际打气量并未增加，而多消耗了六段压缩动力，因此也只是弥补联醇生产后压缩机气缸容积不匹配的权宜之计。

本发明的任务是根据甲醇、氨联合生产的特点，克服现有技术的缺点，提供一种生产效率高、能耗省；成本低、结构简单可靠的联醇生产装置。

一种用于氢、氮、一氧化碳、二氧化碳等原料气等压型合成甲醇和氨的联合生产装置，以下简称等压联醇装置，包含有原料气多级压缩机101、由甲醇合成塔201、冷却器202、甲醇分离器203、循环机204等前后用管道L连接组成的甲醇生产装置，原料气精制装置301、由氨合成塔401冷却器402、氨分离器403和值环机404等组成的氨生产装置，主要是原料气多级压缩机101末级出口和甲醇生产装置，甲醇生产装置和原料气精制装置，原料气精制装置和氨生产装置先后依次用管道L连接，原料气精制装置可以是甲烷化塔或铜液洗涤塔或液氮洗涤塔除去原料气中微量一氧化碳等对氨合成有害的气体，上述甲醇合成，氨原料气精制，氨合成生产装置中原料气经过的设备和管道用同一压力等级，公称压力为15-32MPa，使用时甲醇合成压力和氨合成压力之差小于3MPa，原料气用甲烷化反应精制时，甲醇合成，甲烷化和氨合成塔采用同一压力等级的反应器外壳A，内件B采用向并流冷管型反应器触媒筐2和塔内换热器1组成，上冷管(8)、下冷管(9)总面积和触媒床体积之比为10-50M²/M³，气体经主线和冷付线入塔，增加冷管面积和调节付线气量可防止触媒层过热提高气体合成效率。

下面结合附图作具体说明。