1.利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:基于多個(gè)ISC地下氣化爐通過氣化產(chǎn)生的具備適當(dāng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的粗合成氣,氣化方式為空氣氣化或富氧氣化,所述方法包括如下步驟:
(1)粗合成氣預(yù)處理:粗合成氣經(jīng)冷卻、水洗和分離單元獲得溫度<60℃的干合成氣以及煤焦油和工藝水;
(2)干合成氣脫硫:通過克勞斯法、化學(xué)吸附法或殼牌Sulfinol酸氣回收法對干合成氣進(jìn)行脫硫處理;之后采用ZnO顆粒或可再生ZnO和鈦酸鋅顆粒進(jìn)行精脫硫處理,脫除的硫回收;
(3)干合成氣變換和冷卻:脫硫后的干合成氣在預(yù)熱裝置中加熱至260℃,輸送至等溫水煤氣變換單元,利用蒸氣將所含的CO轉(zhuǎn)化為CO2和H2;
(4)干合成氣脫碳:步驟(3)處理后的干合成氣冷卻后,輸送至脫碳單元,將CO2脫除并回收,用于合成尿素,所用脫碳工藝包括化學(xué)吸附法、物理吸附法、吸附床法、吸附再生法、低溫分離法或膜分離法;
(5)甲烷化與提純,經(jīng)過步驟(4)處理的合成氣僅含有CH4,N2、H2和可能存在的CO和CO2,在甲烷化單元,通過鎳基催化劑進(jìn)一步將可能殘余的CO和CO2脫除,甲烷通過凈化提純單元移除,最終合成氣中只含有N2和H2;
(6)合成氨;步驟(5)處理后的合成氣通過合成氣壓縮機(jī)增壓后輸送至合成氨單元,在高壓下,H2和N2反應(yīng)生成氨氣,并通過洗滌塔從未反應(yīng)的氣體中分離冷卻后生成氨水;
(7)合成尿素:從步驟(6)氨水中提取出氨氣與步驟(4)回收的CO2一起輸送至合成尿素單元,生產(chǎn)出最終產(chǎn)物尿素。
2.利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:基于多個(gè)ISC地下氣化爐通過氣化產(chǎn)生的具備適當(dāng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的粗合成氣,氣化方式為純氧氣化,該氣化方式通過空氣分離裝置向地下氣化爐注入氧氣進(jìn)行純氧氣化,所述空氣分離裝置同時(shí)生產(chǎn)氮?dú)?,通過增壓壓縮機(jī)直接輸送至合成氨單元,所述方法包括如下步驟:
(1)粗合成氣預(yù)處理:粗合成氣經(jīng)冷卻、水洗和分離單元獲得溫度<60℃的干合成氣以及煤焦油和工藝水;
(2)干合成氣脫硫:通過克勞斯法、化學(xué)吸附法或殼牌Sulfinol酸氣回收法對干合成氣進(jìn)行脫硫處理;之后采用ZnO顆?;蚩稍偕鶽nO和鈦酸鋅顆粒進(jìn)行精脫硫處理,脫除的硫回收;
(3)干合成氣變換和冷卻:脫硫后的干合成氣在預(yù)熱裝置中加熱至260℃,輸送至等溫水煤氣變換單元,利用蒸氣將所含的CO轉(zhuǎn)化為CO2和H2;
(4)干合成氣脫碳:步驟(3)處理后的干合成氣冷卻后,輸送至脫碳單元,將CO2脫除并回收,用于合成尿素,所用脫碳工藝包括化學(xué)吸附法、物理吸附法、吸附床法、吸附再生法、低溫分離法或膜分離法;
(5)干合成氣變壓吸附:干合成氣通過變壓吸附單元將H2有選擇性地、高效地分離,從而獲得純度>96%的氫氣;
(6)合成氨;步驟(5)獲得的氫氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓后輸送至合成氨單元,在高壓下,H2和N2反應(yīng)生成氨氣,并通過洗滌塔從未反應(yīng)的氣體中分離冷卻后生成氨水;
(7)合成尿素:從步驟(6)氨水中提取出氨氣與步驟(4)回收的CO2一起輸送至合成尿素單元,生產(chǎn)出最終產(chǎn)物尿素;
步驟(6)中N2:H2摩爾比通過調(diào)整空氣分離裝置生成的氮?dú)饪刂浦?.33。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:所述方法還包括:
步驟(2a)回收的硫經(jīng)過反應(yīng)獲得硫酸;
步驟(7a)合成硫酸銨,將步驟(6)生產(chǎn)的氨氣與步驟(2a)得到的硫酸送入硫酸銨合成單元,合成產(chǎn)物硫酸銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:所述方法還包括:
步驟(2a)回收的硫經(jīng)過反應(yīng)獲得硫酸;
步驟(6a)合成硝酸,步驟(6)生成的氨氣,被氧化后經(jīng)吸收生成硝酸;
步驟(7a)合成硫酸銨,將步驟(6)生產(chǎn)的氨氣與步驟(2a)得到的硫酸送入硫酸銨合成單元,合成產(chǎn)物硫酸銨;
步驟(7b)合成硝酸銨,將步驟(6)生產(chǎn)的氨氣與步驟(6a)得到的硝酸送入硝酸銨合成單元,合成產(chǎn)物硝酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:所述方法還包括:
步驟7(c),合成磷酸,以磷酸鹽巖為原料 ,其含有的三磷酸鹽與步驟(2a)的濃硫酸反應(yīng)生成磷酸和硫酸鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:所述方法還包括:
步驟7(d),合成NPK復(fù)合肥料,以磷酸鹽巖為原料 ,其含有的三磷酸鹽與步驟(6a)的硝酸反應(yīng)生成磷酸和硝酸鈣溶液,將磷酸、硫酸和硝酸銨與前述溶液混合,利用氨氣中和,中和完成后,加入硫酸銨、含鉀和鎂的化合物、磷酸銨、過磷酸鹽,最后將漿料輸送至造粒工藝,經(jīng)造粒、干燥、篩分、粉碎、冷卻和包衣,獲得NPK復(fù)合肥料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:將步驟(7b)合成的硝酸銨與碳酸鈣混合,獲得硝酸銨鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:將步驟(7b)合成的硝酸銨與適當(dāng)比例步驟(7)獲得的尿素混合,獲得脲-硝酸銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)化肥及中間體化工產(chǎn)品的方法,其特征在于:步驟(1)的工藝水輸送至工藝水處理單元進(jìn)行處理,處理的工藝水循環(huán)再利用于ISC地下氣化爐、粗合成氣冷卻、水洗和分離單元和其他下游工藝。