[其他]液氨稀释法分离合成循环气中的氨

说明书

本发明涉及合成循环气中氨的分离技术。在已有的技术中，合成循环气中氨的分离通常采用冷冻法，如目前国内大，中、小型合成氨厂均采用这种方法。冷冻法分氨，需消耗大量冷冻功，而且当过程压力降低时，功耗随之提高，难以适应合成压力降低和节能的要求。非冷冻法分氨，较成熟的有水洗法。如英国的HumphereysGlasgen公司（ampo，78，papers）和荷兰SNAM公司（Hydrocarbon    processing，7，P    106，1972）。国内河南巩县回郭化肥厂采用吸氨排管的水洗分氨，但水洗分氨方法需庞大的干燥装置，再生能耗大，不易推广。

本发明的目的在于克服上述诸方法的缺点，提出一种新的分离合成循环气中氨的方法，即液氨稀释法。

本发明的要点在于，选择一种理想的有机溶剂作为液氨稀释剂，同时兼作吸收剂。合成循环气首先在吸收塔中与塔顶流下的吸收剂接触，并连续冷却。吸收剂可采用与氨无限互溶，且蒸汽压很低的有机溶剂，在过程中起着稀释和吸收的双重作用，从而使吸收塔送往后续工序的合成气中氨的含量可显著低于常规的冷冻法，而且气体中有机溶剂的含量通常可低于1PPM。塔底流出的富液通过减压和（或）加热的方法，在再生器中将富液中的氨释放。再生过程采用连续加热可逆逆流的再生方法。在不同的再生压力下释放的氨可以是气氨或液氨，分别作为产品，而贫液则通过泵送回吸收塔循环使用。

图1为该方法的150kg/cm²大型合成氨厂工艺流程图。

图2为该方法的300kg/cm²中型合成氨厂工艺流程图。

图3为该方法的200kg/cm²小型合成氨厂工艺流程图。

在图1的流程中，合成循环气经补充新鲜气后，送入吸收塔〔2〕与吸收剂接触，完成分氨目的。经分氨后的合成气离开塔顶，通过活性碳过滤器〔1〕，清除吸收剂后进入合成塔。而富液自塔顶引出，可经涡轮机〔3〕回收能量，减压至16kg/cm²，经预热器〔5〕后进入再生塔〔6〕，在塔内连续加热，贫液经热量回收和冷却后，由泵〔4〕加压送回吸收塔循环使用。释放的气氨通过回流塔〔7〕，经冷却而获得液氨，送入液氨槽〔8〕。

在图2的流程中，其吸收和再生部份的流程与大型合成氨厂大体相同，差别在于中型合成氨厂设有铜洗工段，通常约返回350公斤/吨NH₃的气氨，需要液化，其液化的方法系由吸收剂在吸收塔〔11〕中吸收自铜洗来的气氨，吸收后的富液被送入再生塔〔10〕中，再生塔〔10〕中的操作压力为16kg/cm²，用130℃～150℃热水加热，这部份热水还可继续用于再生塔〔6〕作再生热源。再生塔〔10〕出来的气氨经回流器〔9〕，冷却后液化，送入液氨槽。吸收剂经泵〔12〕和换热器〔5′〕送再生塔〔10〕，循环使用。

图3的流程与图1，图2大体相同，差别在于设置2个再生塔〔6〕，〔10〕，在吸收塔〔2〕中吸收了氨的富液先在再生塔〔6〕中再生，获得液氨，然后在再生塔〔10〕进一步再生，获得气氨，液氨送往铜洗工段，气氨送往碳化工段，同时以节流阀〔3〕代替涡轮机，并相应增加换热设备〔5′〕，〔5″〕和回流装置〔9〕，由于再生塔〔6〕采用深井水，再生塔〔10〕的再生压力低，则分别可用85℃以下的热水作为热源，为碳化流程小化肥厂充分利用低品位热源开辟了途径。

本发明的技术关键，在于选择性能优良，对于氨具有稀释作用的，又有吸收作用的有机溶剂如乙二醇，丙三醇，聚乙醇及其衍生物。

本发明的分氨技术，优点是明显的，由于删去了冷冻机，使功耗大幅度降低，并使废置的低品位热源得以充分利用。表1，表2，表3分别对各种类型的氨厂作出了技术经济评价，表中的数据充分地说明了这一点。

表1大型氨厂的能量与经济评价

液氨产品，夏季气温

（基准：吨NH₃）

净化要求：NH₃＝2.1%

^＊能量折算标准：

1Kwh＝3000kcal;

1吨循环水＝1000kcal;

低品位热源按7kg/cm²蒸汽的热效率为基准，以热效率比折算至标准热能。

表2中型氨厂的能量与经济评价液氨产品，夏季气温

（基准：吨NH₃）

净化要求：NH₃＝1.5%

^＊能量折算准准参见表1