[发明专利]一种合成氨驰放气中氢氨回收系统及其工艺方法

说明书

本发明提供一种合成氨驰放气中氢氨回收系统及其工艺方法，属于驰放气回收领域，其中回收系统包括高压放空富氢气回收装置、预冷换热器、深冷换热器、低温分离器、一级分离器、二级分离器；高压放空富氢气回收装置包括洗氨塔、游离水分离器、预热器和膜分离器，预冷换热器的进气端口还连通中压放空富氨气和闪蒸汽，预冷换热器的出口连接深冷换热器和一级分离器，深冷换热器的出口连接至低温分离器和二级分离器；低温分离器的液相出口连接至深冷换热器；工艺方法包括高压放空富氢气洗涤脱氨脱氢；中压放空富氨气脱氨；闪蒸汽脱氨；针对不同压力的驰放气，回收生产高纯氢气、液氨和燃料气，减少合成氨驰放气的排放，回收了氢、氨甲烷。

技术领域

本发明涉及一种驰放气回收技术，特别是涉及一种合成氨驰放气中氢氨回收系统及其工艺方法。

背景技术

在氨合成工艺中，为了避免氩气、甲烷等有害杂质对合成催化剂的影响，需要在不同工艺节点上连续排放大量不同压力的弛放气，如在冷交换热器后端设置高压放空富氢气，压力一般为15MPa，其中氢含量65％、甲烷含量10％、氮气含量19％、氩气含量2.4％、氨含量3.6％；在液氨闪蒸槽上设置中压放空，压力一般为5.0MPa，其中氢含量52％、甲烷含量15％、氮气含量17％、氩气含量3％、氨含量13％。同时，液氨储罐作为低温设备，不断挥发大量闪蒸气，其中氢含量32.8％、甲烷含量15.8％、氮气含量11.5％、氩气含量2.4％、氨含量37.5％。

现有的氨驰放气后通常会直接排放或燃烧，然而废气中含有的氢、氨、甲烷等物质直接排放或燃烧会生成空气污染物质，造成严重的环境污染，同时造成了能源的浪费。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种合成氨驰放气中氢氨回收系统及其工艺方法，针对不同压力的驰放气，回收生产高纯氢气、液氨和燃料气，减少合成氨驰放气的排放，回收了氢、氨甲烷等宝贵资源。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种合成氨驰放气中氢氨回收系统，其特征在于，所述合成氨驰放气中氢氨回收系统包括高压放空富氢气回收装置、预冷换热器、深冷换热器、低温分离器、一级分离器和二级分离器；

所述高压放空富氢气回收装置包括洗氨塔、游离水分离器、预热器和膜分离器，所述洗氨塔的进气口连通至高压放空富氢气；所述洗氨塔的气相出口依次连通游离水分离器、预热器和膜分离器，所述膜分离的非渗透气出口连通至所述预冷换热器；所述预冷换热器的进气端口还连通中压放空富氨气和闪蒸汽，所述预冷换热器的出口分别连接深冷换热器和一级分离器，所述深冷换热器的出口分别连接至低温分离器和二级分离器；所述低温分离器的液相出口连接至深冷换热器。

于本发明的一实施例中，所述合成氨驰放气中氢氨回收系统还包括低温透平膨胀机、高温透平膨胀机、一级冷却器和二级冷却器；所述低温透平膨胀机的膨胀端气相出口与所述二级分离器的气相出口合流后依次连接深冷换热器、预冷换热器和高温透平膨胀机的膨胀端进气口，所述高温透平膨胀机的膨胀端气相出口依次连通预冷换热器、高温透平膨胀机增压端、一级冷却器、低温透平膨胀机和二级冷却器。

于本发明的一实施例中，所述洗氨塔的下进口连通高压放空富氢气，洗氨塔的上进口设置脱盐水罐和增压水泵，洗氨塔的下出口设有节流阀，洗氨塔的上出口连通至所述游离水分离器。

于本发明的一实施例中，所述预冷换热器包括第一预冷通道、第三预冷通道和第四预冷通道；所述深冷换热器包括第一深冷通道、第三深冷通道、第四深冷通道和第五深冷通道；所述第一预冷通道的入口端连通所述膜分离器的非渗透气出口和中压放空富氨气，第一预冷通道的出口端依次连通第一深冷通道和低温分离器，低温分离器的液相出口和气相出口分别对应连接所述第三深冷通道和第四深冷通道。