[發(fā)明專利]一種利用合成氨尾氣生產(chǎn)液化氬的方法及裝置

無效

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• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102425916A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆云飛;趙小紅;朱菁
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶創(chuàng)本深冷天然氣有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工尾氣處理及綜合利用，特別是對合成氨尾氣的處理及綜合利用并生產(chǎn)液氬的領(lǐng)域。

技術(shù)背景

氬是一種工業(yè)中常使用的惰性氣體，可以作為電燈泡內(nèi)保護(hù)氣，焊接和切割金屬時的保護(hù)氣，用作電弧焊接不銹鋼、鎂、鋁和其他合金的保護(hù)氣體等，具有廣泛的用途和較高的經(jīng)濟(jì)價值。

合成氨廠排放的尾氣中含氨氣、氫氣、甲烷、氮?dú)夂蜌鍤猓渲袣鍤夂吭?％～8％。一般的氬氣生產(chǎn)是利用空分裝置從空氣中生產(chǎn)氬。空氣中氬含量約為0.932％，遠(yuǎn)小于合成氨尾氣中的氬含量。所以合成氨尾氣是生產(chǎn)氬的很好的原料。目前合成氨廠的尾氣采用放空、燃燒或初步回收氨后放空、燃燒的方式，這種做法不僅浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境，同時也降低了合成氨廠的經(jīng)濟(jì)效益，尾氣中的氬無法得到回收。

鑒于合成氨尾氣中氬含量較高，適合用于生產(chǎn)液氬，同時氬具有廣泛用途，所以需要一種利用合成氨尾氣生產(chǎn)液氬的方法和裝置來回收合成氨尾氣中的氬，變廢為寶，避免資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種利用合成氨尾氣生產(chǎn)液氬的方法及裝置，以解決合成氨尾氣放空或燃燒，無法回收氬氣的缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種利用合成氨尾氣生產(chǎn)液氬的方法及裝置，包括以下步驟：步驟1：將合成氨馳放氣和放空氣混合；步驟2：分離合成氨尾氣(包括馳放氣和放空氣)中的氨組分和氫組分；步驟3：分離合成氨尾氣中的甲烷組分；步驟4：對尾氣進(jìn)行精餾處理，將氮?dú)夂蜌鍤夥蛛x，獲得液化氬；步驟5：將液化氬送入儲罐儲存。

其中，步驟1之前需要采用增壓或減壓的方式將馳放氣壓力和放空氣壓力統(tǒng)一，然后再將馳放氣和放空氣混合。

其中，馳放氣和放空氣混合裝置1與深冷氨氫分離裝置2相連。步驟2中，氨組分在-60℃～-75℃溫度范圍內(nèi)被初步分離，氨組分在-120℃～-135℃溫度范圍內(nèi)被進(jìn)一步分離；氫組分在-170℃～-190℃溫度范圍內(nèi)被分離。深冷氨氫分離后的尾氣中氨組分含量小于100ppm，氫組分含量小于5％。

其中，深冷氨氫分離裝置2與深冷甲烷分離裝置3相連。深冷氨氫分離后的尾氣進(jìn)入深冷甲烷分離裝置3。

其中，步驟3中采用精餾的方式分離甲烷。深冷氨氫分離后的尾氣中的甲烷以液態(tài)的形式被分離出來。甲烷分離后的尾氣中甲烷含量小于1ppm。

其中，深冷甲烷分離裝置3與深冷液氬生產(chǎn)裝置4相連。深冷甲烷分離后的尾氣進(jìn)入深冷液氬生產(chǎn)裝置4。

其中，步驟4中采用精餾的方式生產(chǎn)液氬。氬以液態(tài)形式作為產(chǎn)品輸出。產(chǎn)品液氬中，氬含量大于99.999％，雜質(zhì)含量滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4842-2006中對高純氬的技術(shù)要求。

其中，步驟4中生產(chǎn)得到的液氬通過低溫輸送設(shè)備輸送到儲罐儲存。

其中，步驟2中的深冷氨氫分離裝置2、步驟3中的深冷甲烷分離裝置3、步驟4中的深冷液氬生產(chǎn)裝置4都與制冷循環(huán)5相連。步驟2、步驟3、步驟4中需要用到的冷量由制冷循環(huán)5提供。

其中，制冷循環(huán)5采用氮?dú)馀蛎浀姆绞将@得冷量。

其中，步驟4中，深冷液氬生產(chǎn)裝置4的副產(chǎn)品氮組分可以為制冷循環(huán)5補(bǔ)充制冷劑。制冷循環(huán)5也可由外部氮?dú)庋a(bǔ)充制冷劑。

其中，步驟4中，深冷液氬生產(chǎn)裝置4可以以氣態(tài)形式和液態(tài)形式輸出氮組分。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的利用合成氨尾氣生產(chǎn)液氬的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的深冷液氬生產(chǎn)裝置4示意圖

圖3為本發(fā)明的利用合成氨尾氣制取液氬的方法的流程圖

其中，附圖標(biāo)記：

1：混合裝置???????????2：深冷氨氫分離裝置?????3：深冷甲烷分離裝置

4：深冷液氬生產(chǎn)裝置???5：制冷循環(huán)?????????????6：冷凝器

7：氮-氮換熱器????????8：精餾塔???????????????9：蒸發(fā)器

10：過冷器????????????11：氣液分離罐??????????12：低溫泵

具體實施方式