[發明專利]一種利用合成氨放空氣、馳放氣制取液化甲烷的方法

無效

• 申請號: 201310467844.2
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103539603A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 孟廣銀;吳文慧;王志勇;張成勝;何樹文;陳振偉;王緒春
• 申請（專利權）人: 山東潤銀生物化工股份有限公司
• 主分類號: C07C7/04
• 分類號: C07C7/04;C07C9/04;C01B23/00;C01C1/12;C01B3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及化工尾氣回收及綜合利用領域，尤其涉及一種利用合成氨放空氣、馳放氣制取液化甲烷的方法。

背景技術

合成氨廠排放的尾氣中含甲烷、氮氣、氫氣、氬氣及氨氣等，同時合成氨生產中還排放二氧化碳。而國內還沒有較好的處理合成氨尾氣的方法，目前氮肥廠的合成氨尾氣都采取燃燒或直接放空的方法，這種做法不僅浪費了能源、污染了環境，同時也降低了氮肥廠的經濟效益。其中的有益的甲烷與氬氣無法得到回收。

迫于目前環境污染的日益嚴重，能源的日益匱乏，業界急需一種處理合成氨尾氣的方法，可以將尾氣中的氨、甲烷、氫氣回收，變廢為寶，避免環境的污染及能源的浪費。

發明內容

本明所要解決的技術問題在于提出一種利用合成氨放空氣、馳放氣制取液化甲烷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：

合成氨放空氣、馳放氣的凈化：壓力為25-30MPa合成氨放空氣經薄膜調節閥減壓至6-12MPa，氨庫來的馳放氣進入無動力氨回收系統回收其中的氨后與減壓后的放空氣混合一起進入高壓水洗塔，除去氣體中剩余氨，除氨的氣體經氣液分離器、加熱器，溫度由水洗后的30℃左右升至40-55℃，氨含量小于50ppm，進入膜分離系統，提取混合氣中的氫氣，壓力為1.5-1.8Mpa，提氫后的混合氣壓力降為4.0-4.5Mpa，進入分子篩吸附系統除去其中的水分，水分含量≤1ppm。

步驟二：

凈化后的混合氣的深冷液化：凈化后的混合氣進入主換熱器，被冷卻到-137℃--140℃，然后進入氣液分離器，出氣液分離器的液體進入精餾塔底部的蒸發器進一步降溫后(溫度降至-148℃)，進入過冷器，與出精餾塔的尾氣進行換熱，經減壓節流與出氣液分離器經減壓節流的氣體混合進入精餾塔，混合氣體的溫度降至-159℃--162℃，進入精餾塔的物料經傳質、傳熱，液態甲烷由精餾塔底部排出，不凝的氮氣、氬氣從精餾塔頂部排出，經過冷器、主換熱器回收冷量復熱后送出。

步驟三：

復熱后，所述復熱后氣體溫度20℃-25℃，氣體經加熱器加熱到180-210℃后，送入分子篩吸附系統中作為再生氣使用。

還包括步驟四，將步驟二中從精餾塔頂部分離出來的不凝氣體(甲烷含量≤1ppm)送入氬氣液化裝置，通過冷卻、精餾工藝將其中的氬氣液化，并將液化氬氣從氬氣液化裝置中分離出來。

所述分子篩吸附系統，由兩臺分子篩吸附器組成，分子篩吸附器為立式圓筒體、筒體里面裝填5A球型8×12日分子篩，當凈化后的混合氣通過分子篩吸附器時，裝填的分子篩將混合氣中的水分吸附，吸附飽和后，切換到另一分子篩吸附器繼續吸附，吸附水分后的分子篩由180-210℃的再生氣反向再生，分子篩吸附器成對交替使用，一只工作時，另一只被再生。(吸附溫度40℃，壓力4.5MPa，再生溫度180-210℃)

所述主換熱器、過冷器所需要的冷量由混合制冷劑N₂-CH₄提供，節能10％-20％。

所述氬氣液化裝置所需冷量由混合制冷劑N2-CH4提供，節能10％-20％。

從氬氣液化裝置中分離出來的液化氬氣的溫度為-185℃--195℃，壓力為0.24MPa，液氬含量大于99％。

有益效果：

1、甲烷回收率高于90％，液化甲烷純度大于95％；

2、氬氣回收率高于90％，液氬純度大于99％；

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明的利用合成氨放空氣、馳放氣制取液化甲烷流程圖

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

圖1為本發明的利用合成氨放空氣、馳放氣制取液化甲烷及液氬的系統的示意圖，如圖1所示，該裝置主要包括：無動力氨回收裝置、高壓水洗塔、汽水分離器、加熱器、膜分離系統、分子篩吸附系統、主換熱器、氣液分離器、精餾塔、液態甲烷儲罐、膨脹機、過冷器、N₂-CH₄冷卻循環系統、氬氣液化裝置。