[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201310467844.2
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103539603A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工尾氣回收及綜合利用領(lǐng)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(shù)

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(chǎn)中還排放二氧化碳。而國內(nèi)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(huán)境，同時也降低了氮肥廠的經(jīng)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(huán)境污染的日益嚴(yán)重，能源的日益匱乏，業(yè)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(huán)境的污染及能源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本明所要解決的技術(shù)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(jīng)薄膜調(diào)節(jié)閥減壓至6-12MPa，氨庫來的馳放氣進入無動力氨回收系統(tǒng)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(jīng)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(tǒng)，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(tǒng)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(fā)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(jīng)減壓節(jié)流與出氣液分離器經(jīng)減壓節(jié)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(jīng)傳質(zhì)、傳熱，液態(tài)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(jīng)過冷器、主換熱器回收冷量復(fù)熱后送出。

步驟三：

復(fù)熱后，所述復(fù)熱后氣體溫度20℃-25℃，氣體經(jīng)加熱器加熱到180-210℃后，送入分子篩吸附系統(tǒng)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(tǒng)，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(dāng)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(xù)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(jié)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(jié)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(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1為本發(fā)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(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

圖1為本發(fā)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(tǒng)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(tǒng)、分子篩吸附系統(tǒng)、主換熱器、氣液分離器、精餾塔、液態(tài)甲烷儲罐、膨脹機、過冷器、N₂-CH₄冷卻循環(huán)系統(tǒng)、氬氣液化裝置。