專利名稱：一種合成氨的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成氨的生產(chǎn)方法，特別是合成氨生產(chǎn)過程中，精煉工序和液氨貯罐氣再利用工序的改進(jìn)方法。
現(xiàn)有的合成氨的生產(chǎn)方法，先制備含氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，然后將其進(jìn)行脫硫、一氧化碳變換、脫去二氧化碳的處理，再經(jīng)精煉工序吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫，將得到的純凈氫氣和氮?dú)膺M(jìn)行合成制得合成氨，進(jìn)入液氨貯罐，再經(jīng)液氨貯罐氣回收工序?qū)⒁喊辟A罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣中夾有的部分氨氣回收，分離出剩余的氣體送出作燃料。其中，精煉工序吸收液循環(huán)使用過程是吸收液經(jīng)精煉吸收塔吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫反應(yīng)之后，經(jīng)減壓進(jìn)入再生塔加溫反應(yīng)分離出一氧化碳、二氧化碳、氨氣及水氣，再經(jīng)水冷器冷卻，另將液氨經(jīng)液氨計(jì)量瓶轉(zhuǎn)變成氨氣，充入水冷器中的吸收液中，使吸收液總氨含量保持在每升7—11摩爾，再經(jīng)過氨冷降溫，增壓至13—15兆帕斯卡進(jìn)入精煉吸收塔循環(huán)使用。而液氨貯罐氣回收工序是將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣用水等壓吸氨，分離出的氣體送出作燃料，將得到的氨水采用蒸汽蒸氨的方法回收得液氨?，F(xiàn)有技術(shù)存在的問題是精煉工序須將液氨轉(zhuǎn)變成氨氣，充氨的過程斷斷續(xù)續(xù)，氨氣在常壓的水冷器中反應(yīng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致總氨含量難以穩(wěn)定，吸氨過程在水冷器中進(jìn)行，故水冷器容易損壞，產(chǎn)品液氨消耗大，，每生產(chǎn)一噸液氨，精煉工序就要消耗液氨25公斤左右。再則，液氨貯罐氣回收工序回收氨氣的工序復(fù)雜，能量消耗高，每回收一噸液氨需消耗七噸左右蒸汽，回收率低，只有60—80％左右。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能充分回收液氨貯罐氣帶出的氨氣，降低合成氨生產(chǎn)過程中精煉工序的氨損耗，解決水冷器易壞問題和穩(wěn)定吸收液總氨含量的合成氨的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種合成氨的生產(chǎn)方法，先將制備的含氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w進(jìn)行脫硫、一氧化碳變換、脫去二氧化碳的處理，再經(jīng)精煉工序吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫，將得到的純凈氫氣和氮?dú)膺M(jìn)行合成制得合成氨，進(jìn)入液氨貯罐，再將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣中夾有的部分氨氣回收，分離出剩余的氣體送出作燃料，其中，精煉工序的吸收液在循環(huán)使用過程中通過補(bǔ)充氨氣使其總氨含量保持在每升7—11摩爾，本發(fā)明的特點(diǎn)是將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣通過可吸氨的裝置加入精煉工序吸收液的循環(huán)使用過程，直接向吸收液補(bǔ)充氨氣，分離出剩余的氣體送出作燃料。這樣，精煉工序不需消耗液氨，也不需將液氨轉(zhuǎn)變成氨氣的裝置，充氨的過程持續(xù)穩(wěn)定，氨氣在可吸氨的裝置中反應(yīng)穩(wěn)定，吸收液中總氨含量也穩(wěn)定，水冷器中沒有吸氨反應(yīng)不容易損壞；又取消了液氨貯罐氣回收工序回收氨氣的復(fù)雜工序，降低了能量消耗，提高了液氨貯罐氣的液氨回收率。
所述的合成氨的生產(chǎn)方法，精煉工序吸收液循環(huán)使用過程是用吸收液經(jīng)精煉吸收塔吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫反應(yīng)之后，經(jīng)減壓進(jìn)入再生塔加溫反應(yīng)分離出一氧化碳、二氧化碳、氨氣及水氣，再經(jīng)水冷降溫，補(bǔ)充氨氣，再經(jīng)氨冷降溫，增壓至13—15兆帕斯卡，進(jìn)入精煉吸收塔循環(huán)使用，進(jìn)入精煉吸收塔前須濾去沉淀，其特點(diǎn)是最好在精煉工序吸收液水冷降溫后，引出吸收液增壓進(jìn)入可吸氨的裝置中，將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣也通入可吸氨的裝置對吸收液補(bǔ)氨，補(bǔ)氨后的吸收液經(jīng)緩沖后再進(jìn)行水冷降溫送入氨冷階段，可吸氨的裝置分離出的氣體送出作燃料?？山档秃铣砂鄙a(chǎn)中的能量損耗，又使工序合理簡單。
所述的合成氨的生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)是可吸氨的裝置最好采用承壓極限不小于1.5兆帕斯卡的氨氣吸收塔。使吸收液吸氨更加充分，可提高液氨貯罐氣中氨氣的回收率。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采取了用液氨貯罐氣在精煉工序向吸收液補(bǔ)充氨氣的合成氨的生產(chǎn)方法，精煉工序不需消耗液氨，也不需要將液氨轉(zhuǎn)變成氨氣過程和裝置，充氨的過程持續(xù)穩(wěn)定，氨氣在可吸氨的裝置中反應(yīng)穩(wěn)定，吸收液中總氨含量穩(wěn)定，水冷器不容易損壞，且壽命延長，每生產(chǎn)一噸合成氨，精煉工序就節(jié)約液氨25公斤左右。又因取消了液氨貯罐氣回收工序回收氨氣的復(fù)雜工序，降低了能量消耗，每回收一噸合成氨可節(jié)約蒸氣七噸左右，回收率提高到96％以上。解決了長期以來在合成氨生產(chǎn)過程中精煉工序氨耗高，吸收液總氨含量不穩(wěn)定，水冷器容易損壞這一技術(shù)難題。簡化了整個(gè)生產(chǎn)工藝。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的精煉工序中向循環(huán)使用的吸收液補(bǔ)充氨氣的工藝示意圖。
圖3為本發(fā)明用液氨貯罐氣在精煉工序向循環(huán)使用的吸收液補(bǔ)充氨氣的工藝示意圖。
圖2中，精煉工序吸收液循環(huán)使用過程是吸收液經(jīng)精煉吸收塔吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫反應(yīng)之后，減壓進(jìn)入再生塔加溫反應(yīng)分離出一氧化碳、二氧化碳、氨氣及水氣，再經(jīng)水冷器冷卻，將液氨經(jīng)液氨計(jì)量瓶蒸發(fā)成氨氣后，在0.08兆帕斯卡，40—45℃的工藝條件下，陸續(xù)充入水冷器中部向吸收液補(bǔ)充氨，使吸收液總氨含量保持在每升7-11摩爾，再經(jīng)過氨冷，用增壓泵壓入精煉吸收塔，進(jìn)精煉吸收塔前濾去沉淀。吸氨過程在水冷器中不連續(xù)進(jìn)行，反應(yīng)不穩(wěn)定，很容易損壞水冷器，吸收液的總氨含量也不穩(wěn)定。
下面對照圖1、圖3進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。圖1、圖3為本發(fā)明合成氨的生產(chǎn)方法用于年產(chǎn)3萬噸合成氨工藝流程的實(shí)施例。先制備含氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，然后將其進(jìn)行脫硫、一氧化碳變換、脫去二氧化碳的處理，再在精煉工序用醋酸銅氨液作吸收液反應(yīng)去除剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫，得到的純凈氫氣和氮?dú)?，進(jìn)行合成制得合成氨，進(jìn)入液氨貯罐，液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣中氨的含量較高，其成分為氫氣22—25％；氮?dú)?—12％；甲烷10—14％；氨氣45—51％；氬氣1.5—2.5％。每生產(chǎn)一噸合成氨就要產(chǎn)生液氨貯罐氣65—70標(biāo)準(zhǔn)立方米，折合帶出液氨25.8公斤，將此氨氣回收，可滿足醋酸銅氨液加氨的需要量。精煉工序的吸收液是醋酸銅氨液，醋酸銅氨液循環(huán)使用過程是將醋酸銅氨液用增壓泵加壓至13—15兆帕斯卡后進(jìn)入精煉吸收塔中吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫，反應(yīng)之后，經(jīng)減壓進(jìn)入再生塔加溫反應(yīng)分離出一氧化碳、二氧化碳、氨氣及水氣，再經(jīng)水冷器冷卻，在水冷器階段通過補(bǔ)充氨氣使其總氨含量保持在每升7—11摩爾的范圍內(nèi)，再經(jīng)過氨冷降溫，用增壓泵加壓至13—15兆帕斯卡后進(jìn)入精煉吸收塔循環(huán)使用。進(jìn)精煉吸收塔之前，須除去硫化銅沉淀。精煉吸收塔的承壓極限不小于15兆帕斯卡。本實(shí)施例中，在水冷器出口引出溫度為40—45℃的醋酸銅氨液，流量為每小時(shí)4.6立方米，占總循環(huán)量的四分之一，經(jīng)增壓泵加壓到1.9—2.0兆帕斯卡送入氨氣吸收塔上部，從上向下流動，將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣通入氨氣吸收塔，液氨貯罐氣流量為每小時(shí)280標(biāo)準(zhǔn)立方米，壓力為1.5兆帕斯卡左右，氨氣吸收塔塔徑為0.6米，高度為15.1米，內(nèi)裝10米高聚丙稀鮑爾環(huán)填料，塔內(nèi)氨貯罐氣壓力接近1.5兆帕斯卡，此氨氣吸收塔的承壓極限不小于2兆帕斯卡。醋酸銅氨液經(jīng)填料層與液氨貯罐氣逆流接觸吸收氨后，醋酸銅氨液溫度升高到65—70℃，總氨含量從每升8.2摩爾上升到每升11.3摩爾，補(bǔ)氨后的醋酸銅氨液在氨氣吸收塔內(nèi)1.5兆帕斯卡左右壓力的作用下進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)緩沖后，在液位差的作用下再從水冷器入口進(jìn)入水冷器進(jìn)行冷卻，再進(jìn)入氨冷過程，部分再循環(huán)吸氨，這樣醋酸銅氨液的總氨含量可保持在每升8—9摩爾的范圍內(nèi)。液氨貯罐氣經(jīng)氨氣吸收塔內(nèi)醋酸銅氨液吸氨后，被分離送出，送出的氣體中氨含量從50.03—50.1％降低到1.5—2％左右。因吸氨過程在氣壓為1.5兆帕斯卡左右，溫度為40—70℃的工藝條件下進(jìn)行，氨氣分壓為0.7—0.8兆帕斯卡，氨的吸收率高，總氨含量穩(wěn)定，在水冷器之外的氨氣吸收塔反應(yīng)，不會損壞水冷器。本實(shí)施例中，氨的回收率達(dá)97.4％，每小時(shí)回收合成氨104公斤。一年中，精煉工序節(jié)約液氨750噸，折合人民幣150萬元。
權(quán)利要求
1.一種合成氨的生產(chǎn)方法，先將制備的含氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w進(jìn)行脫硫、一氧化碳變換、脫去二氧化碳的處理，再經(jīng)精煉工序吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫，將得到的純凈氫氣和氮?dú)膺M(jìn)行合成制得合成氨，進(jìn)入液氨貯罐，再將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣中夾有的部分氨氣回收，分離出剩余的氣體送出作燃料，其中，精煉工序的吸收液在循環(huán)使用過程中通過補(bǔ)充氨氣使其總氨含量保持在每升7—11摩爾，本發(fā)明的特征在于將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣通過可吸氨的裝置加入精煉工序吸收液的循環(huán)使用過程，直接向吸收液補(bǔ)充氨氣，分離出剩余的氣體送出作燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氨的生產(chǎn)方法，精煉工序吸收液循環(huán)使用過程是用吸收液經(jīng)精煉吸收塔吸收剩余的一氧化碳、二氧化碳及硫化氫反應(yīng)之后，經(jīng)減壓進(jìn)入再生塔加溫反應(yīng)分離出一氧化碳、二氧化碳、氨氣及水氣，再經(jīng)水冷降溫，補(bǔ)充氨氣，再經(jīng)氨冷降溫，增壓至13—15兆帕斯卡，進(jìn)入精煉吸收塔循環(huán)使用，進(jìn)入精煉吸收塔前須濾去沉淀，其特征在于最好在精煉工序吸收液水冷降溫后，引出吸收液增壓進(jìn)入可吸氨的裝置中，將液氨貯罐減壓時(shí)放出的液氨貯罐氣也通入可吸氨的裝置對吸收液補(bǔ)氨，補(bǔ)氨后的吸收液經(jīng)緩沖后從再進(jìn)行水冷降溫送入氨冷階段，可吸氨的裝置分離出的氣體送出作燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的合成氨的生產(chǎn)方法，其特征在于可吸氨的裝置最好采用承壓極限不小于1.5兆帕斯卡的氨氣吸收塔。
全文摘要
一種合成氨的生產(chǎn)方法，將制備的混合氣體脫硫、一氧化碳變換、脫二氧化碳，再精煉得氫氣和氮?dú)庵坪铣砂比胍喊辟A罐。將液氨貯罐氣直接加入精煉工序吸收液的補(bǔ)氨過程，分離剩余氣體送出。精煉工序?qū)⑽找合任找谎趸?、二氧化碳及硫化氫，再分離出上述氣體后進(jìn)行水冷，最好將液氨貯罐氣通入水冷后的吸收液補(bǔ)氨，然后吸收液經(jīng)緩沖再水冷、氨冷、增壓、進(jìn)入精煉吸收塔循環(huán)使用。精煉工序不耗液氨，吸收液總氨含量穩(wěn)定，水冷器不易壞，液氨貯罐氣的氨氣回收率達(dá)96％以上。簡化了生產(chǎn)工藝，也降低了能耗。
文檔編號C01C1/04GK1124230SQ9511280
公開日1996年6月12日 申請日期1995年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月5日
發(fā)明者趙祥海, 王兆東 申請人:連云港化肥廠