一種合成氨尾氣處理及提取lng方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及合成氨技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種合成氨尾氣處理及提取LNG方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著合成氨裝置日益向大型化、集中化、自動(dòng)化、低能耗與環(huán)境友好型方向的發(fā) 展，如何處理合成氨放空尾氣，如何做好放空尾氣中有效氫氣、氮?dú)饣厥?，放空尾氣中的?性氣體甲烷、氬氣如何利用等等，這些與合成氨尾氣相關(guān)的技術(shù)問題的突破越來(lái)越迫切，在 近年內(nèi)必將成為所有大中型合成氨廠越來(lái)越重視的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種合成氨尾氣處理及提取LNG方法，具有LNG收率高、與合 成氨裝置配套好、經(jīng)濟(jì)效益顯著的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種合成氨尾氣處理及提取 LNG方法，包括以下步驟：
[0005] (1)合成氨尾氣在2. 5-4. 5MPa操作壓力下，采用液化分離冷箱中引出的制冷介質(zhì) 氮?dú)鈱⑺龊铣砂蔽矚饫鋮s至-5 °C，合成氨尾氣中的氨氣冷卻成液氨，進(jìn)行氣液分離，得到 液氨產(chǎn)品和分離液氨后的合成氨尾氣，所述液氨產(chǎn)品與合成氨尾氣換熱至液氨沸騰，制得 氨氣產(chǎn)品，之后氨氣產(chǎn)品采用冰機(jī)加壓送至消耗氨氣系統(tǒng)使用，分離液氨后的合成氨尾氣 中氨氣的體積百分比含量低于1%，所述分離液氨后的合成氨尾氣再經(jīng)水洗深度除氨，副產(chǎn) 得到氨水，水洗深度除氨后的合成氨尾氣中氨含量<lOOppm，水洗深度除氨后的合成氨尾 氣經(jīng)分子篩吸附劑干燥至露點(diǎn)為-65°C，之后送入所述液化分離冷箱中進(jìn)行低溫精餾；
[0006] (2)液化分離技術(shù)流程采用中高壓直接液化分離模式，低溫精餾的原理是利用合 成氨尾氣中各組分的沸點(diǎn)差異，實(shí)現(xiàn)甲烷組分的分離提純，具體為：所述液化分離冷箱的冷 卻分離壓力控制為2. 5-4. 5MPa，液化溫度控制在-165°C~_170°C，該處壓力和溫度的參數(shù) 控制非常關(guān)鍵，在此條件下，合成氨尾氣中的〇14氣體液化，保證了甲烷的收率，合成氨尾氣 中的氮?dú)?、氬氣部分液化，合成氨尾氣中的氫氣少量溶解于液態(tài)物質(zhì)，之后進(jìn)行氣液分離， 得到氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)送至合成氨系統(tǒng)使用或用于提取氫氣，之后將液化分 離冷箱的冷卻分離壓力調(diào)至〇. 5~I.OMPa，對(duì)所述液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行閃蒸精餾提純，制得LNG產(chǎn) 品。
[0007] 本發(fā)明提供的合成氨尾氣處理及提取LNG方法，其中液化分離冷箱制冷流程采用 單級(jí)氮?dú)馀蛎浿评浞椒?，單?jí)氮?dú)馀蛎浿评浞椒ň哂袉?dòng)時(shí)間短，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，投資小等 優(yōu)點(diǎn)。液化分離技術(shù)流程采用中高壓直接液化分離模式，LNG收率高，可達(dá)到98%以上；操 作壓力高，液化分離冷箱的冷卻分離壓力控制為2. 5-4. 5MPa，有效利用了氫氮?dú)鈩?dòng)力能，為 目前最優(yōu)的合成氨放空尾氣回收有效氫模式；電耗低，生產(chǎn)每噸LNG僅耗電1200千瓦，比液 氮洗工藝流程每噸LNG電耗低700千瓦左右；操作簡(jiǎn)單，開停車時(shí)間僅2小時(shí)左右，大大降 低了開停車放空損失；系統(tǒng)操作溫度控制范圍廣，負(fù)荷控制40%~110% ;操作彈性高。
[0008] 采用本發(fā)明方法，LNG產(chǎn)品收率多97%，高壓回收合成氨尾氣中的有效氫至合 成氨系統(tǒng)重復(fù)利用，生產(chǎn)合成氨，有效氫收率多95%，回收合成氨尾氣中的氨，氨收率 彡99. 5%。LNG產(chǎn)品的純度多99. 2%。本發(fā)明提供的合成氨尾氣處理及提取LNG方法，LNG 收率高，回收得到的氮?dú)錃夥祷叵到y(tǒng)重復(fù)利用，與合成氨裝置配套好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0010] 實(shí)施例
[0011] 一種合成氨尾氣處理及提取LNG方法，具體包括以下步驟：
[0012] (1)本實(shí)施例的原料氣合成氨尾氣組成見表1所示，合成氨尾氣在4MPa操作壓 力下，采用液化分離冷箱中引出的一股制冷介質(zhì)氮?dú)鈱⒑铣砂蔽矚饫鋮s至-5°C，合成氨尾 氣中的氨氣冷卻成液氨，進(jìn)行氣液分離，得到液氨產(chǎn)品和分離液氨后的合成氨尾氣，液氨產(chǎn) 品與合成氨尾氣進(jìn)行熱交換至液氨沸騰，制得氨氣產(chǎn)品，之后氨氣產(chǎn)品采用冰機(jī)加壓送至 磷銨系統(tǒng)使用，分離液氨后的合成氨尾氣中氨氣的體積百分比含量為0. 78%，分離液氨后 的合成氨尾氣經(jīng)水洗以深度除氨，副產(chǎn)得到氨水，水洗深度除氨后的合成氨尾氣中氨含量 <lOOppm，水洗深度除氨后的合成氨尾氣經(jīng)分子篩吸附劑干燥至露點(diǎn)為-65°C，之后送入 液化分離冷箱中進(jìn)行低溫精餾，低溫精餾的核心原理是利用合成氨尾氣氣體中各組分的沸 點(diǎn)差異，實(shí)現(xiàn)甲烷組分即LNG的分離提純；
[0013] 表1原料氣合成氨尾氣組成
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種合成氨尾氣處理及提取LNG方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 合成氨尾氣在2. 5-4. 5MPa操作壓力下，采用液化分離冷箱中引出的制冷介質(zhì)氮?dú)?將所述合成氨尾氣冷卻至-5 °C，合成氨尾氣中的氨氣冷卻成液氨，進(jìn)行氣液分離，得到液氨 產(chǎn)品和分離液氨后的合成氨尾氣，所述液氨產(chǎn)品與合成氨尾氣熱交換至液氨沸騰，制得氨 氣產(chǎn)品，之后氨氣產(chǎn)品采用冰機(jī)加壓送至消耗氨氣系統(tǒng)使用，分離液氨后的合成氨尾氣中 氨氣的體積百分比含量低于1 %，所述分離液氨后的合成氨尾氣再經(jīng)水洗深度除氨，副產(chǎn)得 到氨水，水洗深度除氨后的合成氨尾氣中氨含量<lOOppm，水洗深度除氨后的合成氨尾氣 經(jīng)分子篩吸附劑干燥至露點(diǎn)為-65°C，之后送入所述液化分離冷箱中進(jìn)行低溫精餾； (2)所述液化分離冷箱的冷卻分離壓力控制為2. 5-4. 5MPa，液化溫度控制 在-165°C~_170°C，合成氨尾氣中的014氣體液化，之后進(jìn)行氣液分離，得到氣態(tài)物質(zhì)和液 態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)送至合成氨系統(tǒng)使用或用于提取氫氣，之后將液化分離冷箱的冷卻分離 壓力調(diào)至0. 5~1.0 MPa，對(duì)所述液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行閃蒸精餾提純，制得LNG產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氨尾氣處理及提取LNG方法，其特征在于，液化分離冷箱 制冷流程采用單級(jí)氮?dú)馀蛎浿评浞椒ā?br>3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成氨尾氣處理及提取LNG方法，其特征在于，LNG產(chǎn)品 收率多97%，有效氫收率多95%，氨收率多99. 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成氨尾氣處理及提取LNG方法，其特征在于，LNG產(chǎn)品的純 度彡99. 2%〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及合成氨技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種合成氨尾氣處理及提取LNG方法，具體為：合成氨尾氣2.5-4.5MPa下冷卻至-5℃，氣液分離得到液氨產(chǎn)品，液氨產(chǎn)品換熱至沸騰得氨氣產(chǎn)品，送至消耗氨氣系統(tǒng)使用，分離液氨后的合成氨尾氣再經(jīng)水洗深度除氨，副產(chǎn)得到氨水，水洗深度除氨后的合成氨尾氣經(jīng)分子篩吸附劑干燥，之后進(jìn)行低溫精餾；壓力控制為2.5-4.5MPa，溫度-165℃～-170℃，然后氣液分離得到氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)送至合成氨系統(tǒng)使用或用于提取氫氣，之后將液化分離冷箱冷卻分離壓力調(diào)至0.5～1.0MPa，對(duì)液態(tài)物質(zhì)閃蒸精餾提純，制得LNG產(chǎn)品。本發(fā)明方法LNG產(chǎn)品收率≥97％，純度≥99.2％，LNG收率高、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【IPC分類】C01C1-12, B01D53-02, C10L3-10, F25J3-08, B01D53-18, B01D53-00, B01D53-26
【公開號(hào)】CN104689678
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510039431
【發(fā)明人】蔣遠(yuǎn)華, 楊曉勤, 張武, 楊中維, 馮加新, 虞云峰, 黃志亮, 周曉華, 肖聰, 黃河
【申請(qǐng)人】湖北宜化化工股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日