[發明專利]一種合成氨原料氣凈化方法及基于其的合成氨工藝

有效

• 申請號: 202010815062.3
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112090221B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉金成;楊萬成;崔佳宏;董樵;劉慧琴;谷如江;王洪忠;趙艷平;吳海良;牛肖鋒;石松濤;齊偉;黃啟辰
• 申請（專利權）人: 河北正元氫能科技有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/14;C01B3/02;C01B3/56;C01C1/04
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 龔家驊

本發明涉及合成氨技術領域，特別是關于一種合成氨原料氣凈化方法，包括下述步驟：1)甲醇洗洗滌塔出口的不含硫富甲醇液經由不含硫閃蒸槽，得到不含硫閃蒸汽I；2)甲醇洗洗滌塔出口的含硫富甲醇液先經由含硫閃蒸槽，得到含硫閃蒸汽，含硫閃蒸汽進入洗滌段脫硫，然后以脫硫劑對不含硫閃蒸汽進行深度脫硫，得到不含硫閃蒸汽II；3)不含硫閃蒸汽I和不含硫閃蒸汽II匯合后去燃料氣總管，進入下一工段。以本發明中的改性硅膠進行深度脫硫后可將不含硫閃蒸汽中的硫含量降低至不高于0.05mg/Nm³，避免后續工段中因硫化物的存在而可能導致的危及生產安全的情況的發生，顯著降低現有技術合成氨系統運行的總能量消耗和總投資成本。

技術領域

本發明涉及合成氨生產技術領域，特別是關于一種合成氨原料氣凈化方法及基于其的合成氨工藝。

背景技術

合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨，為一種基本無機化工流程?，F代化學工業中，氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。合成氨工業在20世紀初期形成，開始用氨作火炸藥工業的原料，為戰爭服務，第一次世界大戰結束后，轉向為農業、工業服務。隨著科學技術的發展，對氨的需要量日益增長。

合成氨生產中需要將原料氣先經脫硫、脫碳后，得到氮、氫混合氣在高溫高壓和催化劑存在下而直接合成氨。合成氨原料氣中的硫是以不同形式的硫化物存在的，作為原料氣的半水煤氣中一般都含有0.6g/Nm³以上的硫化氫及有機硫化物，硫化物的存在容易導致甲醇、合成氨生產中催化劑中毒，引起金屬腐蝕、堵塞設備和管道及影響產品質量。在傳統合成氨生產原料氣的凈化中，甲醇洗工藝是常見的脫硫、脫碳工藝，常規設計中，甲醇洗洗滌塔出口的含硫和不含硫的富甲醇液分別經閃蒸槽去閃蒸，閃蒸氣主要成分為二氧化碳和氫氣。這兩股閃蒸氣合并后去循環壓縮機加壓后去甲醇洗原料氣系統回收。這種操作存在的問題是以二氧化碳為主要成分的閃蒸氣在系統循環中增加了脫碳的負荷，且循環壓縮機一直做功，消耗了大量電能，不利于合成氨生產的節能降耗(圖1)。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一旨在提供一種合成氨原料氣凈化方法，顯著降低了現有技術合成氨系統運行的總能量消耗和總投資成本，可減少磨煤系統中氮氣的配入量，降低生產對氮氣的消耗，以本發明中的改性硅膠進行深度脫硫后可將不含硫閃蒸汽中的硫含量降低至不高于0.05mg/Nm³，極大地避免了后續工段中因硫化物的存在而可能導致的危及生產安全的情況的發生。

本發明的目的之二旨在提供一種合成氨工藝，述合成氨工藝流程簡單，高溫高壓工段較少，易于操作管理，工藝流程運行成本較低，利于維護，而且廢水、廢氣排放較少，能耗降低，利于規?；茝V應用。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案。

[1]一種合成氨原料氣凈化方法，包括下述步驟：

1)甲醇洗洗滌塔出口的不含硫富甲醇液經由不含硫閃蒸槽，得到不含硫閃蒸汽I；

2)甲醇洗洗滌塔出口的含硫富甲醇液先經由含硫閃蒸槽，得到含硫閃蒸汽，含硫閃蒸汽進入洗滌段脫硫，得到不含硫閃蒸汽II；

3)不含硫閃蒸汽I和不含硫閃蒸汽II匯合后去燃料氣總管，進入下一工段；

所述洗滌段以不含硫甲醇液作為洗滌液。

在本發明的一些優選實施方案中，所述洗滌段脫硫使不含硫閃蒸汽II中硫含量小于預設的含量閾值10mg/Nm³，收集含硫液體，結晶。