[发明专利]一种含二氧化碳和有机物的氨气的分离装置和方法

说明书

本发明公开了一种含二氧化碳和有机物的氨气的分离装置和方法，通过一级洗涤、二级洗涤、增压、氨精制、有机物分离、碳化和过滤步骤，得到纯度≥99.9wt%的液氨产品和碳酸铵产品，以及便于进一步分离的不含氨和二氧化碳的有机物物料。本发明具有切实可行、简便高效、减排增效、适用范围广、液氨产品纯度高和节能环保等优点。

技术领域

本发明涉及一种含二氧化碳和有机物的氨气的分离装置和方法，具体涉及一种尿素和多元醇反应制备环状碳酸酯过程中产生的含有氨、二氧化碳、多元醇、环状碳酸酯的尾气的分离方法，属于化工分离技术领域。

背景技术

环状碳酸酯，即碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯等环状的有机碳酸酯，是一类重要的有机合成原料或溶剂。其传统的制备方法是由光气与多元醇反应来合成（光气法），也可以由环氧乙烷或环氧丙烷等环氧化合物与CO₂反应来制备（环氧化合物法）。但由于光气有剧毒，光气法已被淘汰。又因为环氧乙烷或环氧丙烷价格昂贵，且易爆炸，使得环氧化合物法生产成本高，且易出现安全问题。为了降低环状有机碳酸酯的生产成本和降低生产安全风险，近些年来人们开发出了尿素与多元醇醇解法制备环状碳酸酯（尿素法）的技术。因为尿素和多元醇价廉易得，反应条件温和，尿素法制备环状碳酸酯技术越来越受到重视。但由于尿素与多元醇醇解生成环状碳酸酯和氨气的同时，尿素也与原料中所携带的少量的水反应生成二氧化碳和氨气，使得反应过程中产生的尾气中不但含有氨，还含有二氧化碳，以及因提供分压而气化了的多元醇和环状碳酸酯。这种尾气直接用冷凝器低温冷凝分离时，其中的氨和二氧化碳能迅速反应生成氨基甲酸胺晶体，使冷凝器管道堵塞，生产无法继续进行。这也是尿素法制备环状碳酸酯工业化过程中的技术瓶颈。然而，迄今为止，人们尚未提出一种合理的切实可行的用于分离尿素与多元醇反应制备环状碳酸酯过程中产生的含有氨、二氧化碳、多元醇和环状碳酸酯的尾气的方法。

发明内容

针对尿素法制备环状碳酸酯过程中尾气难以分离的技术瓶颈问题，本发明旨在提供一种切实可行的高效的含有氨、二氧化碳、多元醇和环状碳酸酯的尾气的分离方法。

本发明提供了一种含二氧化碳和有机物的氨气的分离装置，包括一级洗涤塔、一级洗涤塔冷却器、二级洗涤塔、二级洗涤塔冷却器、压缩机、气液分离罐、氨精制塔、氨精制塔塔顶冷凝器、氨精制塔回流罐、氨精制塔再沸器、换热器、有机物分离塔、有机物分离塔塔顶冷凝器、有机物分离塔回流罐、有机物分离塔再沸器、碳化釜、过滤器；

一级洗涤塔侧面设有待处理的尾气入口，一级洗涤塔底部分别连接一级洗涤塔冷却器和换热器，一级洗涤塔与一级洗涤塔冷却器二者构成一个循环回路，一级洗涤塔顶部设有气体出口，通往二级洗涤塔；

二级洗涤塔的洗涤液出口分别连接二级洗涤塔冷却器和一级洗涤塔；并与二级洗涤塔冷却器构成一个循环回路，二级洗涤塔塔顶的气体出口连接压缩机；

压缩机的气体出口与氨精制塔连接，压缩机的液体出口与气液分离罐连接进行气液分离；气液分离罐的液体出口连接二级洗涤塔；气液分离罐的气体出口连接氨精制塔；

氨精制塔顶部的气体出口与氨精制塔塔顶冷凝器、氨精制塔回流罐依次连接构成一个循环回路，氨精制塔回流罐中采出液氨C；氨精制塔塔底液体出口分为两部分，一部分与氨精制塔再沸器连接构成一个循环回路，另一部分连接换热器、气液分离罐；

有机物分离塔的一侧入口连接换热器，顶部出口连接有机物分离塔塔顶冷凝器和有机物分离塔回流罐，有机物分离塔的底部液体出口分为两部分，一部分连接有机物分离塔再沸器并形成循环回路，另一部分经检测合格后送往下一工序；

有机物分离塔回流罐的气体出口连接碳化釜，底部液体出口分别连接有机物分离塔和碳化釜；

碳化釜底部出口连接过滤器，过滤器的滤液出口连接碳化釜。

本发明提供了一种含二氧化碳和有机物的氨气的分离方法，包括以下步骤：