[发明专利]氨和甲醇联合生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及在包括串联布置的第二烃水蒸汽转化工段、高温CO转化工段和低温CO转化工段，及氨合成工段的装置中，联合生产氨和甲醇的方法，所述方法包括如下步骤：

-取出来自所述第二烃水蒸汽转化工段的含CO、CO₂、H₂和H₂O的气流；

-将所述气流送入冷却和H₂O分离工段；

-在所述冷却和H₂O分离工段中，将所述气流冷却并分离出所含水；

-将来自冷却和H₂O分离工段的基本无H₂O气流送入甲醇合成工段；

-基本无H₂O气流在所述的甲醇生产合成工段进行反应；

-将来自所述甲醇合成工段的含CO、CO₂、H₂和CH₃OH的气流送入甲醇分离工段；

-将含甲醇料流与基本无甲醇的含CO、CO₂和H₂的气流在所述甲醇分离工段分离；

-将来自所述甲醇分离工段的所述基本无甲醇气流送入所述低温CO转化工段；

本发明还涉及实施上述方法的氨和甲醇联合生产装置，和氨合成装置的现代化方法。

众所周知，在氨和甲醇联合生产领域，越来越需要提供一种易实施的合成方法，能够以较低的操作和投资费用，以及较低的能耗，达到预期的生产能力。

先有技术

为达到满足上述需求的目的，最近已有本领域人士提出一种氨和甲醇联合生产方法，其中将来自合成氨装置第二烃水蒸汽转化工段的富含CO、CO₂和H₂的气流转送到一个能冷凝和分离所含水的工段，然后再输送到生产甲醇的合成工段。此后，未反应的气体又重新送入到合成氨装置高温CO转化工段的下游。

尽管上述方法有某些优点，但仍存在着一些缺点，首先，来自甲醇合成工段的未反应气流，在送回合成氨过程之前，要与高或中压水蒸汽流混合，以使温度和H₂O浓度达到有利于其后的CO转化反应的值。

其次，由于按先有技术的氨和甲醇联合生产方法会产生高蒸汽消耗、高操作费用和高能耗问题，这一点就使利用合成氨装置存在的气体来生产甲醇的优越性大打折扣。

除此之外，在上述方法中，生产甲醇的反应工段包括一个压力通常在50bar和100bar间的循环合成管路，这个压力要大大高于合成氨装置中第二烃水蒸汽转化工段的压力。

因此，用于实施按先有技术方法的装置就需要特殊的设备，将未反应的气体再循环回合成反应器，并将来自第二烃水蒸汽转化工段的气流压缩，这样就有设备结构复杂和投资费用高的问题。

本发明概要

本发明所面临的问题是要提供一种简单易行且能够以较低操作和投资费用以及较低的能耗达到预期生产能力的氨和甲醇联合生产方法。

按照本发明，通过上述类型氨和甲醇生产方法能够解决上述问题，该方法的特征在于包括将已通过与来自第二烃水蒸汽转化工段的气流进行间接热交换而适当加热的含水液流送入来自甲醇分离工段的基本无甲醇气流中的步骤。

有利之处在于，可以用水饱和要输送到低温CO转化工段的基本无甲醇气流，并且通过间接利用来自第二烃水蒸汽转化装置的热量来调节气流的温度。

这样就避免了在氨和甲醇联合生产方法中用外加热源，例如像在先技术中所提及的引入水蒸汽的情况，因此也就大大降低了能耗。

送入基本无甲醇气流的含水液流的温度优选在100℃到300℃之间，使返回至合成氨过程的气流温度达到有助于在低温CO转化工段进行转化反应的温度。

此外，按照按本发明方法的特别优异实施方案，含水液流至少部分来自冷却和H₂O分离工段。

这样，按本发明的方法就能通过将甲醇合成工段上游的冷却和水分离工段中冷凝得到的水再循环到返回合成氨工段之前的未反应气流中，使其得以回收和利用。

因此，在送入低温CO转化工段的气流中的水浓度可通过限制或消除添加外部水到氨和甲醇联合生产过程中而得到控制，同时达到简化装置和减少操作和投资费用及能耗的目的。

有利之处在于，基本无水的气流是在一种“单程”型甲醇生产合成工段中进行反应，这样能使合成工段设备简化，因而，较之设有包括在先技术所述类型合成回路的甲醇反应工段的装置，投资费用大大降低。