[發明專利]一種氨合成放空氣氨回收方法

無效

• 申請號: 201110293518.5
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102502704A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 劉軍
• 申請（專利權）人: 劉軍
• 主分類號: C01C1/12
• 分類號: C01C1/12
• 代理公司: 通化旺維專利商標事務所有限公司 22205
• 代理人: 王偉

技術領域

本發明涉及合成氨廠的一種氨合成放空氣氨回收方法。?

背景技術

在已有技術中，各合成氨廠的氨合成工序放空口位置有二處，一處是在第三氨分離器之后，補氣位置在第三氨分離器之前，屬于補氣之后放空。在此處放空，合成循環氣經過了氨冷器和第三氨分離器，放空氣中氨含量最低，氨含量一般在2.5％(體積)左右，放空氣去氨洗塔回收氨的負荷輕，在氨洗塔生成的氨水少。但放空氣中有剛剛補充進來的精煉氣，將精煉氣也一同放出，損失了含有74％(體積)左右氫氣并經過多道工序精制的精煉氣，精煉氣消耗高，增加了合成氨成本。此處的放空氣中惰性氣體濃度低，放空氣量大；另一處是在氨冷器入口之前，并在補氣口位置之前，屬于補氣之前放空。在此處放空，精煉氣還沒有補充進來，放空氣中無精煉氣，放空氣中惰性氣體濃度高，放空氣量小。但放空氣沒有經過氨冷器和第三氨分離器，放空氣中氨含量高，氨含量一般在10％(體積)左右，一是加重了氨洗塔的負荷，使氨洗塔出口氨含量上升，影響后面回收氫氣的中空纖維膜的使用壽命；二是回收的氨水多，由于放空氣中含有較多的氨，這些氨在氨洗塔被水吸收生成氨水，使稀氨水過剩，加重了尿素裝置的解吸系統、深度水解系統的負荷，使解吸的低壓蒸汽用量增加，深度水解的高壓蒸汽用量也增加，電耗也增加，并會影響尿素系統的正常生產。?

顯然，上面的二處放空口位置都存在明顯的不足，但又無兩全其美的位置和方法，各合成氨廠目前還都在上面的二處放空口位置中的一處放空。?

有很少數的廠在氨合成系統又另外增加冷交、氨冷器、氨分離器三臺高壓設備，用氨冷器將放空氣中的氣氨冷凝成液氨，液氨再與放空氣分離的方法回收放空氣中的氨，要用冷凍工序來的液氨加到氨冷器內，利用液氨蒸發變成氣氨的冷量降低放空氣溫度，將放空氣中的氣氨冷凝成液氨，氣氨回冷凍工序去氨壓縮機壓縮，增加了氨壓縮機電耗。氣氨去冷凍工序的氨壓縮機一級壓縮，氨冷器內的氣氨壓力較高，可以將補氣之前的放空氣中氨含量由10％(體積)?左右降到2.5％(體積)左右；如果在氨冷器的氣氨出口再增加一臺氨壓縮機提壓，二級壓縮氣氨，氨冷內的氣氨壓力低，放空氣中氨含量可以由10％(體積)左右降到1％(體積)左右，但電耗又進一步增加。以上氨回收方法要增加三臺高壓設備，增加兩套中高壓液位計，兩套中高壓調節閥，高壓設備和儀表的投資多，增加操作工的工作量。?

有個別的廠在氨合成系統以外增加小冷交換器、冷量回收器、小氨冷器、小氨分離器四臺高壓設備，回收放空氣中的氨。小冷交換器二次出口氣體去節流降溫，將其冷量回收用于降低放空氣溫度，補充冷量。小氨分離器的高壓調節閥排出的液氨直接去小氨冷器蒸發成氣氨，小氨冷器出口的氣氨經過新增加的氨壓縮機的壓縮、提壓，氣氨再去冷凍工序的氨壓縮機壓縮，氣氨要二級壓縮。此方法回收了一些高壓氣體節流的冷量，也回收了小氨分離器排出低溫液氨的冷量。但送到冷凍工序的氣氨中含有小氨分離器排出液氨中溶解的氫氣等不凝性氣體，每噸液氨中約有30m³(標態)左右的不凝性氣體，占氣氨體積的2.2％(體積)以上。這些混有不凝性氣體的氣氨被送到冷凍工序后，氫氣等不凝性氣體在氨冷凝器內不冷凝，并占據了氨冷凝器的容積和換熱面積，使氣氨在氨冷凝器的冷凝嚴重惡化，氨壓縮機的負荷明顯增加，導致氨壓縮機出口壓力升高，冷凍工序的電耗增加，并且還要連續或間斷地排出氨冷凝器內不斷積累的不凝性氣體，同時帶出氣氨，損失大量的氣氨。?

已有技術中存在以下不足：?

1、放空口位置在第三氨分離器之后，補氣位置在第三氨分離器之前，即補氣之后放空工藝，雖然放空氣中氨含量低，但放空氣中有剛剛補充進來的精煉氣，將精煉氣也一同放出，損失了精煉氣，精煉氣消耗高，放空氣量大，增加了合成氨成本；?

2、放空口位置在氨冷入口之前，并在精煉氣補氣口位置之前，即補氣之前放空工藝，雖然放空氣中沒有精煉氣，放空氣量小，但放空氣中氨含量高，加重了氨洗塔的負荷，使氨洗塔出口氨含量上升，回收的氨水多；?

3、目前，不論是放空口位置在第三氨分離器之后，補氣位置在第三氨分離器之前的補氣之后放空工藝，還是放空口位置在氨冷入口之前，并在精煉氣補氣口位置之前的補氣之前放空工藝，都是在放空氣出了放空口以后不再處理放?空氣，出放空氣口的放空氣直接去提氫的氨洗塔，沒有專門用來分離和回收當放空氣中含有液氨的氨分離器，故沒有兩全其美的放空口，所以目前氨合成工序只能在二處都有明顯不足的放空氣口中的一處放空；?