合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及合成氨技术领域，具体涉及一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺。


背景技术：

2.中国合成氨工业起自南京永利宁厂，至今走过了近百年历史；合成氨工业是基础无机化工之一，氨是化肥工业和基础有机化工的主要原料，从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火箭燃料、炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后，转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。50年代后氨的原料构成发生重大变化，近30年来合成氨工业发展很快。
3.目前比较先进的方法有天然气制乙烯、低碳烯烃制乙烯、煤炭-甲醇-烯烃等几种。天然气制乙烯方法中，首先需要进行天然气转化制取合成气，然后用来合成烯烃，这种方法的主要优点是流程短、设备投资较低、co2排放少。但天然气重整制得的合成气往往氢碳比偏高，采用典型的天然气蒸汽转化法得到的合成气氢碳比一般为2.5～3.0，下游产品合成前经常需要补充co2来降低h2/co，需要额外消耗能量，而且天然气转化时需要大量的热量，需要的燃料天然气约占天然气总耗量的1/3，天然气消耗量大。若是能用其他廉价燃料代替传统转化方法中耗量较大的燃料天然气，将会大幅度的降低生产成本。
4.中国现有的煤制造合成氨、中压联醇、联尿素（国标）生产线，其中低压一步法合成天然气系统的塔后气送入合成氨系统制备合成氨，因塔后气中存在有甲烷，无法脱除，合成氨系统合成氨同时产生含甲烷的塔后气，甲烷的存在影响nh3的合成率，只能达到11.5%，一塔只有一产品，即合成氨。
5.为解决上述问题，本发明提出一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺，设计合理，构思巧妙，构筑全程封闭运行系统，二次注入氮气，双压三温双脱，脱除回收甲烷、液氨，同时调节合成塔塔后气中的氮氢比为1：2.5，从而二次制备nh3原料气，杜绝了合成塔内耗，有效容积率恢复27%，氨的单程合成率增加至20%，同时回收ch4，使合成塔单程叠加合成率达到塔后气的24%，增产新的能源产品天然气，实现一塔二产品的设计目的。


技术实现要素：

6.一种合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺，采用合成氨系统、低压甲烷合成系统、低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱、六段高压机连接构成的全封闭循环运行系统制备天然气；低压冷箱分别连接低压甲烷合成系统与六段高压机的四段入口，六段高压机的四段入口连接氮气管道，六段高压机的六段出口连接合成氨系统，合成氨系统连接第一高压冷箱，第一高压冷箱连接第二高压冷箱，第二高压冷箱通过循环机连接合成氨系统，第二高压冷箱连接氮气管道；所述的低压冷箱、第二高压冷箱分别连接天然气储槽，第一高压冷箱连接合成氨储槽；所述的低压冷箱的冷却温度为-85～-57℃，第一高压冷
箱的冷却温度为﹣109～-73℃，第二高压冷箱的冷却温度为﹣193～-129℃。
7.工艺步骤为：低压甲烷合成系统产生的低压nh3合成原料塔后气送入低压冷箱中，同时向低压冷箱中注入﹣200℃的氮气，为第一次注氮，在低压、-85～-57℃下脱甲烷，甲烷送入甲烷储槽内储存，剩余气体作为氨低压合成气从六段高压机的四段入口进入六段高压机压缩，再送入六段高压机的六段出口输送至合成氨系统内反应产生合成氨并送入合成氨储槽，为产品合成氨，同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3%、甲烷24%的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱，在高压、﹣109～-73℃下脱氨，液氨送入液氨储槽内储存，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱，同时向第二高压冷箱内注入-200℃的氮气，为第二次注氮，在高压、﹣193～-129℃下脱甲烷，甲烷送入天然气储槽内存储，为产品天然气，剩余气体自带压209-300kg/cm2作为nh3原料气通过循环机送入合成氨系统生产合成氨。
8.(1)合成气的制备：将煤与水蒸气、空气分离得到的氧气进行气化反应得到水煤气，水煤气经过净化得到煤制合成气；将天然气与二氧化碳或水蒸气进行重整反应，得到天然气制合成气；(2)甲醇的制备：将步骤(1)得到的煤制合成气或将其和天然气制合成气混合用于合成甲醇；(3)未反应气体的利用：将步骤(2)合成甲醇过程中未反应的气体分为三份，第一份循环用于步骤(2)的合成甲醇，第二份作为燃料给天然气重整反应提供热量，第三份用于燃气轮机发电和供热；(4)烯烃的制备与氨的制备：将步骤(2)得到的甲醇分成两份，一份用于制备烯烃且该过程中产生水；另一份甲醇与制备烯烃过程中产生的水进行重整反应，制备氢气和二氧化碳，分离氢气和二氧化碳，将分离得到的氢气与空气分离得到的氮气混合用于合成氨，分离得到的二氧化碳用于天然气重整反应。
9.系统还可以组成一种只生产甲醇和液化天然气(lng)的系统，不包含合成氨单元，保留其他单元即可。即，提供一种利用兰炭尾气联合生产甲醇和液化天然气 (lng)的系统，包括用于将兰炭尾气预处理得到不含焦油、硫化物，高分子烃类的气体预处理单元，气体预处理单元包括依次串联的过滤除尘装置、第一压缩装置、脱重烃装置、和干法脱硫装置；系统还包括变换单元，变换单元用于调节气体中的h2含量；系统还包括脱碳单元，脱碳单元用于脱除气体中的大部分co2；系统还包括甲醇合成及精馏单元，甲醇合成及精馏单元包括依次串联的第二压缩装置、甲醇合成装置、和甲醇精馏装置；系统还包括甲烷化单元；系统还包括深冷分离单元，深冷分离单元包括依次串联的纯化装置、和液化分离装置；所述气体预处理单元、变换单元、脱碳单元、甲醇合成及精馏单元、甲烷化单元、和深冷分离单元通过管道依次相连。
10.对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱的冷却管上还设置喷嘴；且在低压冷箱与第二高压冷箱出口处分别设置有氮氢检测装置，在检测到氮氢比不合格时，打开低压冷箱、第二高压冷箱内的喷嘴补充注入氮气调整氮氢比，合格氮氢比为1：2.5。
11.对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱均采用q235或304不锈钢制成，低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱的冷却管均采用q235或304不锈钢制成。
12.对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的全封闭循环运行系统还包括三个闪蒸塔，一个闪蒸塔连接低压冷箱与天然气储槽，一个闪蒸塔连接第一高压冷箱与合成氨储槽，一个闪蒸塔连接第二高压冷箱与天然气储槽；通过闪蒸塔的设计稳定温度，进一步提高液氨、甲烷的产品等级。
13.合成氨步骤：经深冷分离步骤中剩余的富n2和富h2按比例混合成生产合成氨的合成气，合成气进入合成氨单元，经第三压缩装置压缩后，经合成氨装置生成合成氨，附属氨冷冻装置提供冷量，最终得到液态合成氨产品。
14.本发明还提供了一种利用兰炭尾气联合生产甲醇和液化天然气的方法，采用了上述利用兰炭尾气联合生产甲醇、和液化天然气(lng)的系统，其特征在于，包括如下步骤：气体预处理步骤：兰炭尾气进入滤除尘装置，之后经第一压缩装置增压后，经脱重烃装置除去高分子杂质，再经干法脱硫装置脱除硫化物；变换步骤：经预处理步骤后兰炭尾气的一部分进入变换装置，通过变换反应将部分兰炭尾气中的部分co与水蒸气反应以转化为h2；脱碳步骤：经变换处理后进入脱碳单元，脱除其中的co2后，得到合成气；甲醇合成及精馏步骤：合成气经第二压缩装置增压后，进入甲醇合成装置，合成气 h2与co及co2反应生成粗甲醇，粗甲醇进入甲醇精馏进一步分离出精甲醇产品；甲烷化步骤：甲醇合成及精馏步骤中甲醇反应的尾气进入甲烷化单元，甲醇尾气中的h2与co及co2进一步反应生成甲烷，使甲醇尾气中的ch4含量升高；深冷分离步骤：甲烷化以后的气体经纯化装置脱除co2和水，剩余的气体为n2、h2、ch4，再经液化分离装置分离出液态ch4，即液化天然气。
15.对上述技术方案作进一步的改进和细化，所述的合成氨系统为南京化工机械厂制造的φ1500 或φ1200成套合成氨塔设备；所述的六段高压机为沈阳空气压缩机制造厂生产的m632型高压机。
16.一种煤制合成氨生产线工艺，它包括如下步骤：（1）利用空分系统将空气带压分离提出来纯氧、氮气以及产品氩气，纯氧、氮气经液化成产品液氧、液氮。
17.（2）将原料煤、水与步骤（1）产生的纯氧一起送入加压固定床纯氧连续湿式制气炉，在10～35kg/cm2、1250℃下反应产生自带压1kg/cm2的高含氢高含碳高洁半水煤气，以及400℃-430℃的中压夹套附产蒸气。
18.（3）步骤（2）中产生的高洁半水煤气通过电除尘系统除尘、湿式脱硫系统脱硫，脱硫后的高洁半水煤气通过六段高压机的一段入口送入六段高压机进行压缩，一段入口压力为1kg/cm2；脱硫产生的硫经过硫磺固定加工系统加工成商品硫磺。
19.（4）步骤（2）附产的400℃-430℃的中压夹套附产蒸气送入蒸汽发电系统发电，成商品电，同时产生发电蒸汽以及余热蒸汽，产生的余热蒸汽蒸汽送入步骤（2）中的加压固定床纯氧连续湿式制气炉中补充反应用水。
20.（5）从步骤（3）中的六段高压机的二段出口输出的压缩的高洁半水煤气脱co2，co2与步骤（4）产生的发电蒸汽、合成氨系统11制成的部分合成氨一起送入尿素合成系统合成尿素并送入尿素库区，为产品尿素；脱co2后的余气送入变换炉变换co为co2送入六段高压机的三段入口。
21.（6）从步骤（5）中的六段高压机的三段出口输出的气体送入低压甲烷合成系统合成甲烷，并送入天然气储槽，为产品天然气，同时附产低压nh3合成原料气，低压nh3合成原料气含小于等于0.5%的甲烷。
22.（7）步骤（6）产生的低压nh3合成原料塔后气经过上述合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺，生产产品天然气与合成氨。
23.一套系统全封闭运行实现原料煤的高效利用，产生八种有效产品，大大提高了原料煤的利用率，避免了资源的浪费，且生产过程零排放；在步骤（2）中的加压固定床纯氧连续湿式制气炉产生的炉制气（高洁半水煤气）有效利用率为100％，两次注氮加入非炉制气（氮气）有效利用率为33.3%，使得碳、氢、氮配比能够刚好全部合成甲烷、合成氨，有效商品合成率达到133.3%。大幅度提高了合成氨的产能，且新增产品液化天然气。
24.对上述技术方案作进一步的改进和细化，在步骤（2）中所述的加压固定床纯氧连续湿式制气炉与江西昌昱实业有限公司生产的煤气发生炉结构一致，包括炉体，炉体的直径为江西昌昱实业有限公司生产的煤气发生炉的直径的3.1倍，炉体和夹套锅炉的高度同比升高，且在炉体顶部增设有蒸汽二次加热增压盘管；利用纯氧与水蒸气混合加压10～35kg/cm
2 提高高洁半水煤气的生产效率，每小时达到1万-1.2万m 3
。
25.本发明利用变换单元co与水蒸气反应以转化为h2的深度可调整性，可调节气体中的h2/co。进而根据市场需要调节整个系统甲醇、液化天然气(lng)、合成氨的产量；或甲醇、液化天然气(lng)的产量；或液化天然气(lng)、合成氨的产量。
26.进一步地，本发明充分利用了兰炭尾气的n2和co难分离特性，不在甲醇合成的前序单元进行n2的脱除，而是通过甲醇装置及甲烷化装置把co转化成甲醇及(或)甲烷后，在实现n2的分离，合理的安排了系统流程的顺序，使得各装置的功能得以实现，同时在各装置中充分回收系统能量，优化了工艺流程，并降低了投资和能耗。
27.本发明优点是，设计合理，构思巧妙，构筑全程封闭运行系统，二次注入氮气，双压三温双脱，脱除回收甲烷、液氨，同时调节合成塔塔后气中的氮氢比为1：2.5从而二次制备nh3原料气，杜绝了合成塔内耗，有效容积率恢复27%，氨的单程合成率增加至20%，同时回收ch4，使合成塔单程叠加合成率达到塔后气的24%，增产新的能源产品天然气，实现一塔二产品的设计目的。
附图说明
28.图1是合成氨塔后气闭合循环综合利用制备天然气的工艺流程图。
29.图2是煤制合成氨生产线工艺的工艺流程图。
30.图3循环冷却系统连接示意图。
31.图中：空分系统1，加压固定床纯氧连续湿式制气炉2，电除尘系统3，湿式脱硫4，六段高压机8，硫磺固定加工系统5，低压甲烷合成系统10，蒸汽发电系统6，变换炉7，尿素合成系统9，合成氨系统11，第一高压冷箱13，第二高压冷箱14，低压冷箱12，循环机15。
具体实施方式
32.如图1所示，一种合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，采用合成氨系统11、低压甲烷合成系统10、低压冷箱12、第一高压冷箱13、第二高压冷箱14、六段高压机
8连接构成的全封闭循环运行系统制备天然气；低压冷箱12分别连接低压甲烷合成系统10与六段高压机8的四段入口，六段高压机8的四段入口连接氮气管道，六段高压机8的六段出口连接合成氨系统11，合成氨系统11连接第一高压冷箱13，第一高压冷箱13连接第二高压冷箱14，第二高压冷箱14通过循环机15连接合成氨系统11，第二高压冷箱14连接氮气管道；所述的低压冷箱12、第二高压冷箱14分别连接天然气储槽，第一高压冷箱13连接合成氨储槽；所述的低压冷箱12的冷却温度为-85～-57℃，第一高压冷箱13的冷却温度为﹣109～-73℃，第二高压冷箱14的冷却温度为﹣193～-129℃；所述的全封闭循环运行系统还包括三个闪蒸塔，一个闪蒸塔连接低压冷箱与天然气储槽，一个闪蒸塔连接第一高压冷箱与合成氨储槽，一个闪蒸塔连接第二高压冷箱与天然气储槽；通过闪蒸塔的设计稳定温度，进一步提高液氨、甲烷的产品等级；所述的低压冷箱12、第一高压冷箱13、第二高压冷箱14均为密封箱体，箱体内盘绕设置有冷却管，冷却管上设置有铝翅，低压冷箱12的冷却管一端连接液氮入口管道，低压冷箱12的冷却管另一端连接第一高压冷箱13的冷却管一端，第一高压冷箱13的冷却管另一端连接第二高压冷箱14的一端，第二高压冷箱14的另一端连接液氮出口管道，共同构成循环冷却系统；利用液氮通过低压冷箱12、第一高压冷箱13、第二高压冷箱14中的冷却管，能够很好的起到降温的作用；采用铝翅设计用于聚焦甲烷、合成氨；所述的低压冷箱12、第一高压冷箱13、第二高压冷箱14的冷却管上还设置喷嘴；且在低压冷箱12与第二高压冷箱14出口处分别设置有氮氢检测装置，在检测到氮氢比不合格时，打开低压冷箱12、第二高压冷箱14内的喷嘴补充注入氮气调整氮氢比，合格氮氢比为1：2.5；所述的低压甲烷合成系统10由两个中压甲醇合成塔串联构成，先后与低压冷箱12、六段高压机8的三段出口连接；中压甲醇合成塔采用甲烷触媒替代甲醇触媒；所述的中压甲醇合成塔为南京化工机械厂制造的成套中压甲醇合成塔；六段高压机8的三段出口输出的气体，依次通过串联的两个中压甲醇合成塔二次与中压甲醇合成塔内的甲烷触媒接触直接低压合成甲烷，高效；所述的合成氨系统11为南京化工机械厂制造的φ1500 或φ1200成套合成氨塔设备；所述的六段高压机8为沈阳空气压缩机制造厂生产的m632型高压机。
33.工艺步骤为：低压甲烷合成系统10产生的低压甲烷合成系统塔后气送入低压冷箱12中，并向低压冷箱12中注入-200℃的氮气，为第一次注氮，在低压、-85～-57℃下脱甲烷，甲烷送入甲烷储槽内储存，剩余气体作为氨低压合成气从六段高压机8的四段入口进入六段高压机8压缩，再送入六段高压机8的六段出口输送至合成氨系统11内反应产生合成氨并送入合成氨储槽，为产品合成氨，同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3％、甲烷24％的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱13，在高压、﹣109～-73℃下脱氨，液氨送入液氨储槽内储存，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱14，同时向第二高压冷箱14内注入-200℃的氮气，为第二次注氮，在高压、﹣193～-129℃下脱甲烷，甲烷送入天然气储槽内存储，为产品天然气，剩余气体自带压作为nh3原料气通过循环机15送入合成氨系统生产合成氨。
34.一种煤制合成氨生产线工艺，它包括如下步骤：所述原料气增压单元为增压泵；所述精馏单元为精馏塔；所述水洗脱氨净化单元为水洗脱氨塔；所述深度净化单元包括至少2组脱水机构，各脱水机构之间并联连接；所述脱水机构包括2个串联的分子筛吸附柱；参见图2，分子筛吸附柱1和3为一组，分子筛吸附柱2和4为
第二组；还设有分子筛吸附柱再生机构，所述分子筛吸附柱再生机构包括增压泵5和钢瓶 6；所述增压泵的一端通过阀门（b1、b2、b3、b4）与脱水机构的分子筛吸附柱连接，另一端与钢瓶连接。
35.所述各个分子筛吸附柱的输入端和输出端均设有阀门，图1中，a1、a2、a3、a4、a5、 a6、a7、a8、a9为lng生产线管路上的阀门；b1、b2、b3、b4为再生气管路上的阀门。
36.所述各个分子筛吸附柱上还设有配合的加热机构。
37.本发明的工作流程如下：合成氨原料尾气首先在除油单元除油后进入原料气增压单元，原料气增压至3mpa左右后进入水洗脱氨净化单元，在该单元中，通过高压无氧水对原料气中的绝大部份氨进行脱除；然后进入深度净化单元，进行脱碳、脱水处理；经过净化的原料气进入天然气液化提纯单元，液化后的lng进入储罐区储存。
38.所述深度净化单元的工作流程如下：把来自水洗除氨工段的气体和本发明的脱水装置相连，脱水装置中的两个吸附柱串联，另外两个吸附柱也串联，再把这两个脱水机构并联；然后再把脱水装置的输出端和精馏塔相连，其精馏提纯。
39.使用时，2组脱水机构交替使用，即当一组脱水机构使用，另一组脱水机构进行更换或再生；当一组使用，另一组再生的时候，再生的脱水机构中充满了天然气，天然气不能直接排空，需要把这些天然气进行收集处理，所以用增压泵把吸附器中的天然气充装到钢瓶中，再进行处理；增压泵用独立的管路系统和四个分子筛吸附柱相连，然后增压泵再和钢瓶相连，把吸附器中的天然气增压充装到钢瓶中。
40.在步骤（2）中所述的加压固定床纯氧连续湿式制气炉2与江西昌昱实业有限公司生产的煤气发生炉结构一致，包括炉体，炉体的直径为江西昌昱实业有限公司生产的煤气发生炉直径的3.1倍，炉体与夹套锅炉的高度同比升高，且在炉体顶部增设有蒸汽二次加热增压盘管；依据牛津实验室氮氢实用报告，利用纯氧与水蒸气混合加压10～35kg/cm2提高高洁半水煤气的生产效率，每小时达到1万-1.2万m3。
41.在步骤（1）中所述的空分系统为杭州空分（氧气）集团有限公司生产制造的2800万m3/h型（液氧）4000万m3/h型（液氮）合成氨专用的成套空分设备；在步骤（3）中所述的电除尘系统为沈阳电机设备化工厂生产制造的x-80000m3/h型合成氨专用的成套点除尘设备，湿式除硫系统为沈阳电机设备化工厂生产制造合成氨专用的成套湿式除硫设备，硫磺固体加工系统为沈阳电机设备化工厂生产制造合成氨专用的成套硫磺固体加工设备；在步骤（4）中所述的蒸汽发电系统为沈阳（电站）锅炉厂制造的75t/h的循环流化床锅炉与16万t/年的水溶液全循环成套设备构成；在步骤（5）中所述的尿素合成系统为日本三井实业株式会社生产制造的13万t/年的成套氨提气设备。
42.由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，合成气的制备：将煤与水蒸气、空气分离得到的氧气进行气化反应得到水煤气，水煤气经过净化得到煤制合成气；将天然气与二氧化碳或水蒸气进行重整反应，得到天然气制合成气；低压甲烷合成系统产生的低压甲烷合成系统塔后气送入低压冷箱中，同时向低压冷箱中注入﹣200℃的氮气，为第一次注氮，在低压、-85～-57℃下脱甲烷，甲烷送入甲烷储槽内储存，所述氮气通过步骤s2甲烷化工序的入口进入，与合格氢气按照物质的量之比为1：2.75～3.20混合形成氨合成气，并输送到所述步骤s3合成氨工序中；同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3%、甲烷24%的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱，在高压、﹣109～-73℃下脱氨，液氨送入液氨储槽内储存，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱使副产尾气在脱硫剂的作用下去除副产尾气中的h2s成分，并在加氢催化剂的作用下使 得副产尾气中的c2h2和c2h4加氢成为饱和烃，经脱硫加氢工序处理后的副产尾气形成第一原料气，所述第一原料气中c2h2的含量为5ppm以下，所述第一原料气中c2h4的含量为20ppm 以下。2.根据权利要求1所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，所述的低压冷箱、第一高压冷箱、第二高压冷箱均为密封箱体，箱体内盘绕设置有冷却管，冷却管上设置有铝翅，低压冷箱的冷却管一端连接液氮入口管道，低压冷箱的冷却管另一端连接第一高压冷箱的冷却管一端，第一高压冷箱的冷却管另一端连接第二高压冷箱的一端，第二高压冷箱的另一端连接液氮出口管道，共同构成循环冷却系统。3.根据权利要求2所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，使第二原料气经由脱碳工序以去除第二原料气中的co2，形成第三原料气，所述第三原 料气中，h2的体积百分含量为95.4％以上。4.根据权利要求2或3所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在，所述中温变换炉包括第一中温变换炉和第二中温变换炉，其中，40～50%的所述第一原料气经由加热炉输入第一中温变换炉中，50～60%的所述第一原料气作为冷激气直接输入第二中温变换炉中；所述第二中温变换炉和所述低温变换炉之间设置有废热回收器，所述废热回收器 通过管道与加热炉相连。5.根据权利要求1所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，所述的全封闭循环运行系统还包括三个闪蒸塔，一个闪蒸塔连接低压冷箱与天然气储槽，一个闪蒸塔连接第一高压冷箱与合成氨储槽，一个闪蒸塔连接第二高压冷箱与天然气储槽。6.根据权利要求1所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，所述的低压甲烷合成系统由两个中压甲醇合成塔串联构成，先后与低压冷箱、六段高压机的三段出口连接；中压甲醇合成塔采用甲烷触媒替代甲醇触媒；所述的中压甲醇合成塔为南京化工机械厂制造的成套中压甲醇合成塔。7.根据权利要求1所述的合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的工艺，其特征在于，所述的合成氨系统为南京化工机械厂制造的φ1500 或φ1200成套合成氨塔设备；所述的六段高压机为沈阳空气压缩机制造厂生产的m632型高压机。8.一种合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的装置，其特征在于，包括依次连
接的除 油单元、原料气增压单元、水洗脱氨净化单元、深度净化单元、精馏单元和存储单元；所述深度净化单元包括至少2组脱水机构，各脱水机构之间并联连接；所述脱水机构包 括至少2个串联的分子筛吸附柱；还设有分子筛吸附柱再生机构，所述分子筛吸附柱再生机 构包括增压泵和钢瓶；所述增压泵的一端通过阀门与脱水机构的分子筛吸附柱连接，另一端与钢瓶连接；所述气体预处理单元 包括依次串联的过滤除尘装置、第一压缩装置、脱重烃装置、和干法脱硫装置；系统还包括 变换单元，所述变换单元用于调节气体中的h2含量；系统还包括脱碳单元，所述脱碳单元用 于脱除气体中的大部分co2；系统还包括甲醇合成及精馏单元，所述甲醇合成及精馏单元包 括依次串联的第二压缩装置、甲醇合成装置、和甲醇精馏装置；系统还包括甲烷化单元；系统还包括深冷分离单元，所述深冷分离单元包括依次串联的纯化装置和液化分离装置；其 中所述气体预处理单元、变换单元、脱碳单元、甲醇合成及精馏单元、甲烷化单元、和深冷分 离单元通过管道依次相连。

技术总结
本发明涉及一种合成氨塔后气闭环循环综合利用制备天然气的装置及工艺，低压甲烷合成系统产生的低压甲烷合成系统塔后气送入低压冷箱中，同时并向低压冷箱中注入的氮气，剩余气体经六段高压机压缩后送入合成氨系统内反应产生合成氨，同时伴随产生由驰放气、循环气二气合一成含氨3％、甲烷24％的合成氨塔后气，合成氨塔后气送入第一高压冷箱，其余合成氨塔后气送入第二高压冷箱，同时向第二高压冷箱内注入的氮气，甲烷送入天然气储槽内存储，剩余气体通过循环机送入合成氨系统生产合成氨。设计合理，构思巧妙，实现一塔二产品的设计目的。实现一塔二产品的设计目的。


技术研发人员：林江
受保护的技术使用者：中国化学工程第十六建设有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25