[其他]液氨稀釋法分離合成循環(huán)氣中的氨

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• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000008560
• 申請日: 1985-10-31
• 公開（公告）號: CN1003582B
• 公開（公告）日: 1989-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成芳;劉凡;劉時賢;孫文粹;孫璇君
• 申請（專利權(quán)）人: 華東化工學(xué)院
• 代理公司: 華東化工學(xué)院科研處成果專利科
• 代理人: 羅大忱;盛志范

本發(fā)明提供了一類具有無毒、腐蝕性小、氨溶解量大、揮發(fā)性低的有機溶劑，作為液氨的稀釋劑和吸收劑，并藉助它們的作用，高效地分離合成循環(huán)氣中的氨。

本發(fā)明涉及合成循環(huán)氣中氨的分離技術(shù)，在已有的技術(shù)中，合成循環(huán)氣中氨的分離通常采用冷凍法，如目前國內(nèi)大，中、小型合成氨廠均采用這種方法。冷凍法分氨，需消耗大量冷凍功，而且當(dāng)過程壓力降低時，功耗隨之提高，難以適應(yīng)合成壓力降低和節(jié)能的要求。為此，發(fā)展了非冷凍分氨技術(shù)，如U.S.Patent 3，354，615提出了一種水洗分氨法，但該法存在一個嚴(yán)重缺點，即作為溶劑的水其分壓大，高達(dá)100PPm以上，它的存在不僅嚴(yán)重地沾污了合成氣，而且危及了氨合成催化劑的活性，為此必須設(shè)置一系列的龐大的脫水干燥裝置來補救，但仍未能消除使催化劑失活的隱患。中國河南鞏縣回郭化肥廠試用了水洗分氨技術(shù)，經(jīng)實踐檢驗表明該法主要存在三大缺點：

1.雖然NH₃在水中的溶解量比較大，可是由于水的極性大，解吸困難，從而分氨效率降低。

2.需要設(shè)置龐大的干燥裝置，不僅設(shè)備投資大，而且干燥劑必須經(jīng)常再生，能耗大。

3.催化劑易失活，壽命較短。

因此，該法不易推廣。

為了克服水洗分氨法的缺點，人們發(fā)展了有機溶劑分氨技術(shù)，如S.U.452.171專利，提出采用己二腈，N-甲基-2-吡咯烷酮有機溶劑作為氨的吸收劑，可以有效地將氨從合成循環(huán)氣中分離出來，但該專利所提供的有機溶劑存在如下嚴(yán)重缺點：

1.毒性大，如己二腈。

2.價格貴，特別是N-甲基-2-吡咯烷酮。

3.腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備不能長期運轉(zhuǎn)。

因此，亦難于獲得工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的目的在于克服上述諸法的缺點，提供一類具有無毒、無腐蝕的、價廉、氨溶解量大、揮發(fā)性低的有機溶劑，作為液氨稀釋劑和吸收劑，并藉助它們的作用高效地分離出合成循環(huán)氣中的氨。

本發(fā)明的要點在于，選擇一種理想的有機溶劑作為液氨稀釋劑，同時兼作吸收劑;合成循環(huán)氣首先在吸收塔中與塔頂流下的吸收劑接觸，并連續(xù)冷卻;吸收劑可采用與氨無限互溶，且蒸汽壓很低的有機溶劑，在過程中起著稀釋和吸收的雙重作用，從而使吸收塔送往后續(xù)工序的合成氣中氨的含量可顯著低于常規(guī)的冷凍法，而且氣體中有機溶劑的含量通常可低于1PPm;塔底流出的富液通過減壓和（或）加熱的方法，在再生器中將富液中的氨釋放;再生過程采用連續(xù)加熱可逆逆流的再生方法，在不同的再生壓力下釋放的氨可以是氣氨或液氨，分別作為產(chǎn)品，而貧液則通過泵送回吸收塔循環(huán)使用。

圖1為該方法的150kg/cm²大型合成氨廠工藝流程圖。

圖2為該方法的300kg/cm²中型合成氨廠工藝流程圖。

圖3為該方法的200kg/cm²小型合成氨廠工藝流程圖。

在圖1的流程中，合成循環(huán)氣經(jīng)補充新鮮氣后，送入吸收塔〔2〕與吸收劑接觸，完成分氨目的。經(jīng)分氨后的合成氣離開塔頂，通過活性碳過濾器〔1〕，清除吸收劑后進入合成塔。而富液自塔底引出，可經(jīng)渦輪機〔3〕回收能量，減壓至16kg/cm²，經(jīng)預(yù)熱器〔5〕后進入再生塔〔6〕，在塔內(nèi)連續(xù)加熱，貧液經(jīng)熱量回收和冷卻后，由泵〔4〕加壓送回吸收塔循環(huán)使用。釋放的氣氨通過回流塔〔7〕，經(jīng)冷卻而獲得液氨，送入液氨槽〔8〕。

在圖2的流程中，其吸收和再生部份的流程與大型合成氨廠大體相＊，差別在于中型合成氨廠設(shè)有鋼洗工段，通常約返回350公斤/噸NH，的氣氨，需要液化，其液化的方法系由吸收劑在吸收塔〔11〕中吸收自銅洗來的氣氨，吸收后的富液被送入再生塔〔10〕中，再生塔〔10〕中的操作壓力為16kg/cm²，用130℃～150℃熱水加熱，這部份熱水還可繼續(xù)用于再生塔〔6〕作再生熱源。再生塔〔10〕出來的氣氨經(jīng)回流器〔9〕，冷卻后液化，送入液氨槽。吸收劑經(jīng)泵〔12〕和換熱器〔5′〕送再生塔〔10〕，循環(huán)使用。