[其他]多级氨合成法

权利要求书

1、一种工业用多级氨合成方法，用含有惰性气甲烷和氩气的氢、氮原料气补入氨合成回路在加压和氨合成塔的反应温度下通过氨触媒生产氨。所说的多级氨合成方法的特征是：

将多个氨合成回路分级串联组成一体。原料气加压后补入为首的第一级回路，然后自首至尾在各级回路中逐级消耗部分氢、氮气生产氨，逐级由前一级循环气中引出部分排放气补入后一级作继续合成氨的原料直至末级。由此将原料气带入的惰性气浓集到末级合成回路。各级回路生成的液氨用于多级热液氨洗涤惰性气。所说的多级热液氨洗是自首至尾将前一级或前几级合成回路所生成的液氨送到后一级经加热在压力下洗涤循环气中的惰性气，直到末级回路。这样降低循环气中的惰性气浓度，而把此惰性气进一步浓集到液氨中，最后由末级引出经减压释放与液氨分离。

2、根据权利要求1的多级氨合成法其特征是：

多个氨合成回路按生产能力由大到小依次串联排列组合组成多级。所说的每一级可由一个回路组成，也可由数个回路并联组成同一级。后一级合成回路的压力不大于前一级。惰性气浓度逐级提高。原料气惰气浓度0.5～3%。第一级循环气惰气浓度3～17%。末级合成回路惰气浓度15～40%。氢氮气生成氨的反应大部在低惰性气浓度的前面合成回路进行。液氨热洗循环气中惰性气大部分在高惰性气的末级合成回路进行。

3、根据权利要求1的多级氨合成法液氨洗的特征是：

采用多级热液氨洗惰性气时每一级中用于洗涤本级循环气中惰性气的液氨量大于或等于以前各级回路所产的液氨总量。

为首一级氨合成回路生成的液氨经加热后送入第二回路中氨洗塔，第二级经适当冷却的部分或全部氨合成塔出塔气由氨洗塔吸收塔底部进入在40～140℃下被液氨洗涤去部分惰性气。除末尾一级外所有各级只利用高压氨分离器的压力将氨洗用液氨送入各级氨洗塔。

4、根据权利要求1的多级氨合成法中液氨洗用液氨的特征是：

末级洗涤用液氨采用合成操作压力下的等压循环。在氨洗塔吸收惰性气后的热液氨中排出到低压作产品氨的液氨中惰性气摩尔分率由物料平衡确定。其数值为原料气中惰性气摩尔分率的1.91～1.98倍，抽出减压的产品氨量满足一次性带出全部原料气中惰性气要求。其余部分液氨经冷却释放出富惰性气的气提气。然后经液氨循环泵送回与前几级合成系统所产液氨汇合经加热再加入氨洗塔。不用经氨泵输送而进氨洗塔的产品氨为用液氨循环泵输送液氨量之 1/4 ～ 1/2 。

5、如权利要求1的多级氨合成法中各级气体成分的特征是：

按氢氮气生成氨的化学计量关系和氢氮气在液氨中的溶解度规律确定各级氢氮比。末级氢氮比可为1～3.2。除末级外其余各级氢氮比小于3.为1.5～2.97。原料气氢氮比小于3在2.90～2.995之间。

6、根据权利要求1的多级氨合成法其特征是：

末级合成回路液氨洗惰性气采用等压循环液氨洗。所说的末级包括二级合成的第二级。所说的等压循环液氨洗涤惰性气是

a、氨洗塔由上部吸收段和下部气提段组成，经适当冷却的合成塔出塔气全部或部分由吸收段底部送入塔，经液氨吸收惰性气后由上部出

b、前几级合成回路生产的液氨和由液氨泵循环送回的液氨由吸收段上部加入，在40～140℃温度下吸收上述循环气中惰性气。

c、吸收段底部的液氨向下送到气提段，在吸收段中随惰性气同时溶解于液氨的部分氢、氮气在40～140℃下被气提段底部引入的气提气中的惰气气提浓集到气相，而气提气中相当一部分惰气又溶解于液氨。由液氨脱吸之气体向上进入吸收段。

d、出脱气段液氨经冷却到-23～10℃，进入气液分离器，分离得的气提气通入上述气提段。

e、出氨分离器的液氨经液氨循环泵送回与上述b点液氨汇合，以数倍于该级所产氨量送入氨洗塔中再次热液氨洗循环气中惰性气。

f、出脱气塔液氨部分送去减压在低压气液分离器中闪蒸出含惰性气为主要成分的弛放气，闪蒸出气体后液氨作产品输出。