[發(fā)明專利]一種合成氨排放氣的處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811395958.X
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109612203A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林迥;何樹文;李思華;劉麗華;李傳棟;李強(qiáng);李同強(qiáng)
• 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: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;F25J5/00;C01C1/04;C01C1/02;C01B3/50
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

本發(fā)明一種合成氨排放氣深冷液化的處理方法，包括以下步驟：合成氨排放氣預(yù)處理、深冷液化甲烷、精制甲烷。合成氨排放氣預(yù)處理采用了多級節(jié)流減壓自制冷技術(shù)，得到氨用于生產(chǎn)尿素；采用管束式微濾膜得到氫，可用于氨合成；制冷劑由增壓機(jī)增壓獲得機(jī)械能，在絕熱狀態(tài)下，通過膨脹機(jī)等熵制冷使得混合制冷劑達(dá)到超低溫狀態(tài)；在深冷箱內(nèi)，超濾混合氣與超低溫制冷劑進(jìn)行第一次冷交換、再與來自精餾塔不凝氣進(jìn)行第二次冷交換，甲烷實(shí)現(xiàn)全部液；最后經(jīng)內(nèi)置蒸發(fā)器式精餾塔精餾得到車用液化甲烷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到合成氨排放氣的綜合利用技術(shù)，具體涉及到一種合成氨排放氣深冷液化制備甲烷的方法。

背景技術(shù)

我國有氮肥廠500多家，合成氨產(chǎn)量7000萬噸，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。生產(chǎn)工藝普遍采用以煤為原料的固定床氣化工藝，該工藝決定了合成氣循環(huán)過程中甲烷逐漸積累，降低了氨的合成效率并增加能耗，當(dāng)達(dá)到20%左右時必須進(jìn)行排放。生產(chǎn)每噸合成氨大約排放循環(huán)氣300Nm³，排放氣中含NH3：12%，H2：41%，CH4：24%，N2：19%等。

早期氮肥廠的循環(huán)排放氣直接排入大氣，其中NH3、H2、CH4等有效資源無法高效利用，同時也污染了大氣環(huán)境。從上世紀(jì)90年代初，合成氨行業(yè)相繼開展了節(jié)能減排綜合利用技術(shù)的研究與開發(fā)。采用等壓氨回收技術(shù)，回收的氨用于尿素生產(chǎn)。研究了“變壓吸附提氫技術(shù)與裝置”提取氫氣，經(jīng)壓縮返回氨合成系統(tǒng)。脫氨提氫后主要含CH4和N2的合成氨排放氣作為三廢鍋爐燃料。上述技術(shù)都不能達(dá)到合成氨排放氣有效資源的全部高效高值利用，同時動力消耗大，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有合成氨排放氣綜合利用技術(shù)存在的有效資源不能高效高值利用以及消耗動力大的問題，提供一種經(jīng)脫氨提氫后的合成氨排放氣深冷液化得到的液化甲烷用于車用燃料、得到的氨和氫能夠用于生產(chǎn)化肥，實(shí)現(xiàn)在低能耗條件下合成氨排放氣中有效資源全部高效高值利用的目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種合成氨排放氣深冷液化的處理方法，包括以下步驟：

S1、合成氨排放氣預(yù)處理：初步降溫后依次輸送至氨冷器，經(jīng)兩個串聯(lián)的多級減壓閥繼續(xù)輸送至氨分離器；

在氨分離器中分離出液氨和氨分不凝氣，將液氨輸送至氨庫、將氨分不凝氣輸送至超微濾膜分離器；

在超微濾膜分離器中，將氫氣濾出輸送至氨合成崗位、將其余的超濾混合氣輸送至深冷箱；

S2、深冷液化甲烷：超濾混合氣經(jīng)深冷箱深冷降溫將其中的甲烷氣體完全冷凝液化，繼續(xù)將該超濾混合氣輸送至氣液分離器；

S3、精制甲烷：超濾混合氣在氣液分離器中分離輸出氣液兩相，分離混合氣氣相和液相分別輸送至精餾塔內(nèi)，在精餾塔的塔釜內(nèi)能量交換后輸出至過冷器，塔釜中預(yù)存有液化的甲烷；

精餾塔的塔頂不凝氣輸送至過冷器；

在過冷器內(nèi)，分離混合氣氣相和液相分別輸出至精餾塔的塔體中，塔頂不凝氣輸出至深冷箱后排出尾氣，尾氣輸送至三廢鍋爐。

上述步驟S3中，所述過冷器內(nèi)的分離混合氣氣相經(jīng)一個多級減壓閥輸送至塔體的下層填料上方，所述過冷器內(nèi)的分離混合氣液相經(jīng)一個多級減壓閥輸送至塔體的上層填料上方。

上述步驟S3中，分離混合氣氣相離開塔釜時溫度為-159~-166℃，所述下層填料上方的分離混合氣氣相溫度為-194~-198℃；

分離混合氣氣相、由塔釜中甲烷以及低沸點(diǎn)雜質(zhì)氣化上行的混合氣、分離混合氣液相三者在塔體中冷交換得到過冷不凝氣，該過冷不凝氣上行至過冷不凝氣出口時溫度為-175~-186℃；

在過冷器中，過冷不凝氣與分離混合氣氣相冷交換后，分離混合氣氣相降溫至-174~-180℃。