СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНВЕРСИИ И НИЗКОЙ ВЕЛИЧИНЫ ОТНОШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ВОДЯНОГО ПАРА К КОЛИЧЕСТВУ УГЛЕРОДА

1. Способ получения синтез-газа для производства аммиака из содержащего углеводороды сырья во входной части установки, включающий стадии:
конверсии указанного сырья с водяным паром с получением синтез-газа, содержащего водород, оксид углерода и диоксид углерода;
обработки указанного синтез-газа, включая конверсию оксида углерода и последующее удаление диоксида углерода,
отличающийся тем, что
конверсия синтез-газа включает стадию высокотемпературной конверсии с использованием катализатора на основе железа;
общая величина молярного отношения водяного пара к углероду во входной части - не выше 2,6; и в котором
указанная конверсия с водяным паром включает:
первую стадию конверсии, включающую первичную конверсию с водяным паром и, по усмотрению, включающую предварительную конверсию до указанной первичной конверсии с водяным паром, обеспечивая, таким образом, получение после конверсии первого газа;
вторую стадию конверсии с использованием потока оксиданта, обеспечивая, таким образом, получение синтез-газа, содержащего водород, оксид углерода и диоксид углерода;
причем указанные первая и вторая стадии конверсии осуществляются последовательно,
указанная вторая стадия конверсии осуществляется с использованием кислорода или обогащенного воздуха, содержащего не менее 50% кислорода, в качестве потока оксиданта.
2. Способ по п. 1, в котором указанная общая величина молярного отношения водяного пара к углероду находится в пределах 1,5-2,6.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанная температура высокотемпературной конверсии выше 300°С и предпочтительно - в диапазоне 320-500°С.
4. Способ по п. 1, в котором указанная первая стадия конверсии, включает стадию предварительной конверсии, исходным материалом для указанной стадии предварительной конверсии является углеводородное сырье, смешанное с водяным паром, указанный исходный материал имеет величину молярного отношения водяного пара к углероду, равную указанной общей величине молярного отношения, и в процессе осуществления этого способа дополнительный водяной пар не вводят.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтез-газ, полученный после указанной второй стадии конверсии, затем смешивают с водяным паром до подачи на высокотемпературную конверсию, для того чтобы повысить общую величину молярного отношения водяного пара к углероду во входной части до требуемого значения.
6. Способ по п. 5, в котором указанная первая стадия конверсии включает стадию предварительной конверсии и в котором предварительную конверсию и первичную конверсию с водяным паром осуществляют при низкой величине молярного отношения водяного пара к углероду, которая ниже указанной общей величины молярного отношения.
7. Способ по п. 6, в котором указанная низкая величина молярного отношения - ниже 2, а предпочтительно - примерно 1,5.
8. Способ по п. 5, в котором первичную конверсию с водяным паром осуществляют при величине молярного отношения водяного пара к углероду, которая выше указанной общей величины молярного отношения, и перед указанной второй стадией конверсии с потоком, выходящим со стадии первичной конверсии с водяным паром, смешивают некоторое количество свежего углеводородного сырья.
9. Способ по п. 8, в котором величина молярного отношения водяного пара к углероду для первичной конверсии с водяным паром находится в пределах 2,7-3.
10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанная первая стадия конверсии включает предварительную конверсию и первичную конверсию с водяным паром, предварительную конверсию осуществляют при первой величине молярного отношения водяного пара к углероду, а первичную конверсию с водяным паром осуществляют при второй величине молярного отношения водяного пара к углероду, которая равна или выше указанной первой величины молярного отношения, хотя обе, первая, и вторая указанные величины молярного отношения - ниже общей величины молярного отношения.
11. Способ по п. 10, в котором указанную первую величину молярного отношения выбирают в пределах 0,5-2, а указанная вторая величина молярного отношения составляет примерно 1,5-2.
12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что поток, выходящий со стадии первичной конверсии с водяным паром, смешивают с некоторым количеством свежих углеводородов.
13. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что некоторое количество газа после предварительной конверсии, выходящего с указанной стадии предварительной конверсии, смешивают с потоком, выходящим со стадии первичной конверсии с водяным паром, таким образом, обходя указанную стадию первичной конверсии.
14. Способ по п. 1, в котором общая величина молярного отношения водяного пара к углероду находится в пределах 2,2-2,4.
15. Способ по п. 1, дополнительно включающий низкотемпературную конверсию, которую осуществляют после высокотемпературной конверсии и при температуре около 200°С, секцию удаления диоксида углерода и, по усмотрению, секцию метанирования.
16. Способ по п. 1, в котором указанное углеводородное сырье представляет собой обессеренный природный газ.
17. Входная часть установки для получения синтез-газа для производства аммиака из содержащего углеводороды сырья, включающая:
ступень конверсии с водяным паром;
дополнительное оборудование для обработки синтез-газа, выходящего с указанной ступени конверсии, включающее по меньшей мере СО-конвертер и секцию удаления диоксида углерода,
отличающаяся тем, что
указанное дополнительное оборудование включает СО-конвертер для высокотемпературной конверсии (ВТК, англ. HTS) с использованием катализатора на основе железа;
объемы углеводородного сырья и водяного пара, вводимые во входную часть определяются так, что входная часть работает при общей величине молярного отношения водяного пара к углероду не выше 2,6; и в которой
указанная стадия конверсии с водяным паром включает:
первую ступень конверсии, включающую риформинг-установку (REF1) для первичной конверсии с водяным паром и, по усмотрению, включающую риформинг-установку (PREREF) для предварительной конверсии,
2
вторую ступень (REF2) конверсии, на которую подают поток оксиданта (О), для получения синтез-газа, содержащего водород, оксид углерода и диоксид углерода;
линию для подачи оксиданта на указанную риформинг-установку (REF2) для вторичной конверсии, подающую кислород или обогащенный воздух, содержащий не менее 50% кислорода, в качестве потока оксиданта.
18. Входная часть установки по п. 17, включающая трубопровод (PS) для ввода водяного пара, смонтированный для добавления водяного пара в поток, выходящий со второй ступени (REF2), на стороне входа СО-конвертера для высокотемпературной конверсии (HTS), в которой по меньшей мере часть оборудования на стороне входа указанного конвертера работает при величине молярного отношения водяного пара к углероду, которая ниже общей величины молярного отношения.
19. Входная часть установки по п. 17, в которой линия для подачи углеводородного сырья имеет обводной трубопровод для первой ступени (PREREF, REF1) конверсии, так что часть сырья обходит указанную первую ступень и направляется сразу на вторую ступень (REF2) конверсии.
20. Входная часть установки по п. 17, в которой первая стадия конверсии включает риформинг-установку (PREREF) для предварительной конверсии, кроме того, входная часть имеет обводной трубопровод для риформинг-установки первичной конверсии для части потока, выходящего из указанной риформинг-установки для предварительной конверсии, которая направляется непосредственно на вторую ступень (REF2) конверсии.
21. Входная часть установки по п. 17, включающая трубопровод (PS) для ввода водяного пара, смонтированный для добавления водяного пара к сырью на указанной первой ступени конверсии, и не включающая других трубопроводов для добавления водяного пара.
22. Способ модернизации входной части установки для производства аммиака, в котором в указанной входной части получают синтез-газ для производства аммиака путем конверсии с водяным паром содержащего углеводороды сырья,
в котором указанная входная часть включает ступень первичной конверсии и ступень вторичной конверсии с нагревом воздухом, а также включает СО-конвертер для высокотемпературной конверсии с использованием катализатора на основе железа,
и в котором первоначальная входная часть работает при общей величине молярного отношения водяного пара к углероду не ниже 2,6,
отличающийся тем, что
количество углеводородного сырья и количество водяного пара, которые подают во входную часть, регулируют так, что общая величина молярного отношения водяного пара к углероду для модернизированной входной части установки - не выше 2,6; а
указанную ступень вторичной конверсии модифицируют для работы с использованием вместо воздуха кислорода или обогащенного воздуха с концентрацией кислорода не менее 50% в качестве потока оксиданта.
23. Способ по п. 22, включающий монтаж паропровода (PS) для добавления заданного количества водяного пара в синтез-газ, выходящий со ступени вторичной конверсии, до ввода в СО-конвертер для высокотемпературной конверсии.
24. Способ по п. 22, включающий обеспечение обводного трубопровода для углеводородного сырья, смонтированного так, что часть сырья обходит указанную первую ступень конверсии и сразу направляется на вторую ступень конверсии.
25. Способ по любому из пп. 22-24, в котором ступень первичной конверсии включает риформинг-установку для предварительной конверсии, включающий обеспечение обводного трубопровода для риформинг-установки первичной конверсии для части потока, выходящего из указанной риформинг-установки для предварительной конверсии, так что указанная часть сразу направляется на вторую ступень конверсии.
26. Способ по п. 22, включающий монтаж риформинг-установки (АТК) для автотермической конверсии параллельно имеющимся риформинг-установкам для первичной и вторичной конверсии, причем на указанную риформинг-установку для автотермической конверсии подают часть исходного природного газа и водяного пара, включающий также прокладку трубопровода для потока, выходящего из указанной новой смонтированной риформинг-установки для автотермической конверсии, в СО-конвертер для высокотемпературной конверсии и смешивание потока, выходящего с указанной риформинг-установки для автотермической конверсии, с потоком, выходящим с имеющихся риформинг-установок для первичной и вторичной конверсии.