申请/专利权人：天津大学

申请日：2022-02-16

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114804148B

主分类号：C01C1/04

分类号：C01C1/04;C01B3/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.08.16#实质审查的生效;2022.07.29#公开

摘要：本发明属于石油化工技术领域，公开了一种丙烷脱氢与化学链燃烧以及合成氨耦合系统和工艺，通过对丙烷脱氢反应副产氢气和化学链燃烧副产氮气与下游合成氨反应的耦合，能够在生产高质量丙烯产物的同时联产液氨。丙烷脱氢反应分离出的含氢尾气只需经简单的变压吸附过程就可以获取高纯度氢气，可以避免化石燃料制氢等繁琐的生产过程，操作工艺更为简单；同时化学链燃烧技术通过两步完成燃料的间接燃烧，避免了二氧化碳的捕集过程，同时也会副产大量高纯度的氮气，避免空分制取氮气的过程。本发明避免了化石燃料制氢以及空分制取氮气设备的使用，也减少化石燃料的使用，提高能量利用效率，降低设备投资和运行成本，减少建设用地，装置经济效益更好。

主权项：1.一种丙烷脱氢与化学链燃烧以及合成氨耦合系统，其特征在于，包括脱C4精馏塔101，丙烷预加热单元102，丙烷脱氢反应单元103，脱氢反应气压缩单元104，脱氢反应气干燥单元105，脱氢反应气冷箱单元106，脱氢反应物分离单元107，脱C2精馏塔108，丙炔加氢反应单元109，丙烷丙烯精馏塔110，空气反应器单元201，第一旋风分离器单元202，燃料反应器单元203，第二旋风分离器单元204，二氧化碳分离单元205，变压吸附单元301，氮氢混合器单元302，氮氢混合气压缩单元Ⅰ303，氮氢混合气预加热单元304，合成氨反应单元305，合成氨反应气冷凝单元306，合成氨反应物分离单元307，氮氢混合气压缩单元Ⅱ308；所述脱C4精馏塔101的入口用于通入丙烷原料1，所述脱C4精馏塔101的塔顶气相出口与所述丙烷预加热单元102的气相入口连接，所述脱C4精馏塔101的塔釜液相出口用于得到C4等重组分液体2；所述丙烷预加热单元102的出口与丙烷脱氢反应单元103的入口连接，所述丙烷脱氢反应单元103的出口与所述脱氢反应气压缩单元104的入口连接，所述脱氢反应气压缩单元104的出口与所述脱氢反应气干燥单元105的入口连接，所述脱氢反应气干燥单元105的出口与所述脱氢反应气冷箱单元106的入口连接，所述脱氢反应气冷箱单元106的出口与所述脱氢反应物分离单元107的入口连接，所述脱氢反应物分离单元107的气相出口与所述变压吸附单元301的入口连接，所述脱氢反应物分离单元107的液相出口与所述脱C2精馏塔108的入口连接，所述脱C2精馏塔108的塔顶气相出口用于得到C2轻组分气体12，所述脱C2精馏塔108的塔釜液相出口与所述丙炔加氢反应单元109的液相入口连接，所述丙炔加氢反应单元109的气相入口用于通入氢气14，所述丙炔加氢反应单元109的出口与所述丙烷丙烯精馏塔110的入口连接，所述丙烷丙烯精馏塔110的塔顶气相出口用于得到丙烯产品16，所述丙烷丙烯精馏塔110的塔釜液相出口与所述丙烷预加热单元102的液相入口连接；所述空气反应器单元201的气相入口用于通入空气17，所述空气反应器单元201的出口与所述第一旋风分离器单元202的入口连接，所述第一旋风分离器单元202的气相出口与所述氮氢混合器单元302的第一气相入口连接，所述第一旋风分离器单元202的固体出口与所述燃料反应器单元203的固体入口连接，所述燃料反应器单元203的气相入口用于通入天然气18，所述燃料反应器单元203的出口与所述第二旋风分离器单元204的入口连接，所述第二旋风分离器单元204的固体出口与所述空气反应器单元201的固体入口连接，第二旋风分离器单元204的气相出口与所述二氧化碳分离单元205的入口连接，所述二氧化碳分离单元205的气相出口得到二氧化碳气体，所述二氧化碳分离单元205的液相出口得到水；所述变压吸附单元301的甲烷和氢气混合气出口用于得到氢气混合气28，所述变压吸附单元301的纯氢气出口与所述氮氢混合器单元302的第二气相入口连接；所述氮氢混合器单元302的出口与所述氮氢混合气压缩单元Ⅰ303的入口连接，所述氮氢混合气压缩单元Ⅰ303的出口与所述氮氢混合气预加热单元304的第一气相入口连接，氮氢混合气预加热单元304的出口与合成氨反应单元305的入口连接，所述合成氨反应单元305的出口与所述合成氨反应气冷凝单元306的入口连接，所述合成氨反应气冷凝单元306出口与所述合成氨反应物分离单元307的入口连接，所述合成氨反应物分离单元307的气相出口与所述氮氢混合气压缩单元Ⅱ308的入口连接，所述氮氢混合气压缩单元Ⅱ308的出口与所述氮氢混合气预加热单元304的第二气相入口连接，所述合成氨反应物分离单元307的液相出口用于得到液氨产品34。

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