[發(fā)明專利]一種從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710351910.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN108946662A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓菲;牛玉振;劉賓;王劍峰;王居毅;郭俊強(qiáng);楊凱遠(yuǎn);胡麗春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州福斯達(dá)深冷裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/56
• 分類號(hào): C01B3/56
• 代理公司: 杭州聚邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33269
• 代理人: 蔣全強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)，包括分子篩干燥器(A/B)、過濾器、高壓板翅式換熱器、高壓球形分離器、低溫氣液分離器、調(diào)節(jié)閥Ⅰ和調(diào)節(jié)閥Ⅱ，所述分子篩干燥器（A/B）設(shè)置在氨回收下游，所述分子篩干燥器（A/B）下游設(shè)置有過濾器，所述過濾器的出口端連接高壓板翅式換熱器，本發(fā)明從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)是采用一種等壓回收氫的低溫技術(shù)，壓縮功損耗少，回收的高壓富氫氣可直接返回到合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段入口；本發(fā)明能量消耗比普里森膜分離裝置低，并且進(jìn)出口氣體溫差只有4℃左右，本發(fā)明從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)從本質(zhì)上保證了冷凝分離過程的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，可以保證91%以上的氫氣回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成氨工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

合成氨工業(yè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)的化學(xué)工業(yè)，在化學(xué)工業(yè)中占據(jù)很重要的地位，合成氨被廣泛地應(yīng)用于化肥、硝酸、炸藥、塑料、合成纖維、油漆和感光材料多種產(chǎn)品生產(chǎn)。

目前以天然氣為原料的合成氨系統(tǒng)，采用國(guó)外UHDE-ICI-AMV低能耗工藝流程，UHDE-ICI-AMV技術(shù)有一個(gè)突出特點(diǎn)：在二段爐加入過量空氣，一是將一段爐部分甲烷轉(zhuǎn)移到二段爐，剩余甲烷進(jìn)行轉(zhuǎn)化，二是得到合適的氫氮比，二段轉(zhuǎn)化爐加入過量空氣，多余N₂及CH₄利用深冷分離法，回收H₂補(bǔ)入系統(tǒng)生產(chǎn)合成氨，一般氨回收后的氣體中含氫63.38％，如果將此含氫尾氣送去作燃料是極大的浪費(fèi)，此外由于在二段爐加入過量空氣，使新鮮氣中存在有多余的氮?dú)猓瑸閷?shí)現(xiàn)合成回路氫、氮比的最佳值，應(yīng)進(jìn)行氫回收，以彌補(bǔ)新鮮氣中氫氣的不足，尾氣中主要含氫、氮、甲烷及氬氣，這些氣體在同一壓力下，具有不同的冷凝溫度，其中氫的冷凝溫度最低，根據(jù)這一原理，采用深冷法將氫氣加以回收利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)，具備壓縮功耗小以及工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有的從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)在對(duì)合成氨馳放氣中進(jìn)行氫氣回收的時(shí)候都是通過直接燃燒浪費(fèi)的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)，包括分子篩干燥器(A/B)、過濾器、高壓板翅式換熱器、高壓球形分離器、低溫氣液分離器、調(diào)節(jié)閥Ⅰ和調(diào)節(jié)閥Ⅱ，所述的分子篩干燥器（A/B）接在氨回收系統(tǒng)之后；所述的過濾器接在所述的分子篩干燥器（A/B）之后；所述的過濾器出口管與所述的高壓板翅式換熱器凈化后馳放氣入口相連；所述的高壓球形分離器混合物料入口與所述的高壓板翅式換熱器凈化后馳放氣出口相連；所述的高壓球形分離器富氫氣出口管與所述的高壓板翅式換熱器富氫氣入口相連；所述的高壓板翅式換熱器富氫氣出口與合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段入口相連；所述的高壓球形分離器富甲烷出口管與所述的低溫氣液分離器混合物料入口相連；所述的低溫氣液分離器的氣液兩相管口分別與所述的高壓板翅式換熱器燃料氣入口相連；所述的高壓板翅式換熱器燃料氣出口與燃料系統(tǒng)相連，所述的富甲烷出口管和富氫氣出口管上安裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥Ⅰ和調(diào)節(jié)閥Ⅱ，其最主要的步驟是節(jié)流膨脹制冷過程（即焦耳-湯姆遜效應(yīng)），在節(jié)流膨脹制冷過程之前有一個(gè)預(yù)處理過程。

優(yōu)選的，所述從合成氨馳放氣中回收氫氣的系統(tǒng)采用節(jié)流膨脹的制冷技術(shù)分離合成氨馳放氣中的氫氣。

優(yōu)選的，所述的預(yù)處理過程中的分子篩干燥器（A/B）設(shè)置為2個(gè)，一用一備，相互切換使用，切換時(shí)間約為9小時(shí)，清除氣體中NH₃、H₂0含量均小于1ppm。

優(yōu)選的，所述的節(jié)流膨脹制冷過程中經(jīng)過預(yù)處理后的凈化后馳放氣進(jìn)入高壓板翅式換熱器，與高壓球形分離器來(lái)的低溫富氫氣換熱。

優(yōu)選的，所述的CH₄、Ar、部分N₂液化為液體與未液化的氫氣進(jìn)入高壓球形分離器，氫氣被富集為富氫氣，經(jīng)高壓板翅式換熱器交換冷量后送走。