[发明专利]一种合成氨驰放气中氢气的回收装置及回收工艺

说明书

技术领域

本发明属于合成氨驰放气回收再利用技术领域，具体涉及一种合成氨驰放气 中氢气的回收装置及回收工艺。

背景技术

在合成氨工艺中，为提高氨含量，保证合成系统惰性气体含量不超标，多 余的气体需要放空，这部分气体即是塔顶驰放气。大多数氮肥企业回收驰放气 中氨之后，对洗氨塔尾气主要有两种处理方法：一是送往吹风锅炉作为燃料使 用，该法缺点是热能浪费、污染环境；二是通过变压吸附装置除去驰放气中的 H₂，该法缺点是H₂回收率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种设备简单、操作方便、 运行可靠、在节能降耗同时能够实现产品的有效利用、且可减少环境污染的一 种合成氨驰放气中氢气的回收装置及回收工艺。

本发明的目的是这样实现的：包括合成系统驰放气管道、合成系统高压氮 氢压缩机一段入口、LNG生产装置，合成系统驰放气管道通过氨回收装置和加热 器的壳程与膜分离单元的首端膜分离装置的中部进口相连，所述膜分离单元的 顶部的氢气出口通过管道与合成系统高压氮氢压缩机一段入口相连，膜分离单 元末端膜分离装置的底部尾气出口通过管道与LNG生产装置相连。

所述膜分离单元包括若干个膜分离装置串联，若干个膜分离装置顶部的氢 气出口分别通过管道与合成系统高压氮氢压缩机一段入口相连，相邻的两个膜 分离装置的底部尾气出口之间设有近路管道，所述近路管道上安装有近路管道 阀门，所述末端膜分离装置底部尾气出口上设有第一阀门，所述若干个膜分离 装置顶部的氢气出口与合成系统高压氮氢压缩机一段入口之间分别设有第二阀 门。

所述第一阀门与相对应的近路管道之间设有氢气含量取样口，第一阀门与 LNG生产装置之间设有三通，三通的第三端与吹风气岗位相连；所述三通与LNG 生产装置之间设有第三阀门，三通的第三端与吹风气岗位之间设有第四阀门。

所述膜分离装置底部尾气出口与后一膜分离装置进口之间设有截止阀。

所述膜分离装置为五个。

所述合成系统驰放气管道和氨回收装置之间设有流量计。

一种合成氨驰放气中氢气的回收装置的回收工艺，包括如下步骤：

步骤一：合成系统驰放气管道中的驰放气通过氨回收装置和加热器的壳程 进入膜分离单元内，流量计对驰放气的流量进行检测，驰放气经过氨回收装置 后的氨含量小于200PPm，氨含量小于200PPm的驰放气进入加热器的壳程后加热 至40～50℃；

步骤二：当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于6000Nm³/h时，关 闭所有的近路管道阀门，打开截止阀，使加热后的驰放气通过膜分离单元，通 过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中若干个膜分离装置顶部的氢气出口进 入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜分离单元后的尾气通过第 一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述的尾气通过氢气含量取样 口取样，尾气中的氢气含量不大于30％；

步骤三：所述步骤二中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开 第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中；

步骤四：当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于4500Nm³/h，且小 于6000Nm³/h时，开启膜分离单元内的四个膜分离装置，将不开启的膜分离装置 中的近路管道阀门开启，将不开启的膜分离装置中截止阀关闭；将开启的四个 膜分离装置中相对应的近路管道阀门关闭，相对应的截止阀开启，使加热后的 驰放气通过膜分离单元，通过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中四个膜分 离装置顶部的氢气出口进入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜 分离单元后的尾气通过第一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述 的尾气通过氢气含量取样口取样，尾气中的氢气含量不大于30％；

步骤五：所述步骤四中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开 第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中；