[发明专利]一种氨合成放空气氨回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成氨厂的一种氨合成放空气氨回收方法。 

背景技术

在已有技术中，各合成氨厂的氨合成工序放空口位置有二处，一处是在第三氨分离器之后，补气位置在第三氨分离器之前，属于补气之后放空。在此处放空，合成循环气经过了氨冷器和第三氨分离器，放空气中氨含量最低，氨含量一般在2.5％(体积)左右，放空气去氨洗塔回收氨的负荷轻，在氨洗塔生成的氨水少。但放空气中有刚刚补充进来的精炼气，将精炼气也一同放出，损失了含有74％(体积)左右氢气并经过多道工序精制的精炼气，精炼气消耗高，增加了合成氨成本。此处的放空气中惰性气体浓度低，放空气量大；另一处是在氨冷器入口之前，并在补气口位置之前，属于补气之前放空。在此处放空，精炼气还没有补充进来，放空气中无精炼气，放空气中惰性气体浓度高，放空气量小。但放空气没有经过氨冷器和第三氨分离器，放空气中氨含量高，氨含量一般在10％(体积)左右，一是加重了氨洗塔的负荷，使氨洗塔出口氨含量上升，影响后面回收氢气的中空纤维膜的使用寿命；二是回收的氨水多，由于放空气中含有较多的氨，这些氨在氨洗塔被水吸收生成氨水，使稀氨水过剩，加重了尿素装置的解吸系统、深度水解系统的负荷，使解吸的低压蒸汽用量增加，深度水解的高压蒸汽用量也增加，电耗也增加，并会影响尿素系统的正常生产。 

显然，上面的二处放空口位置都存在明显的不足，但又无两全其美的位置和方法，各合成氨厂目前还都在上面的二处放空口位置中的一处放空。 

有很少数的厂在氨合成系统又另外增加冷交、氨冷器、氨分离器三台高压设备，用氨冷器将放空气中的气氨冷凝成液氨，液氨再与放空气分离的方法回收放空气中的氨，要用冷冻工序来的液氨加到氨冷器内，利用液氨蒸发变成气氨的冷量降低放空气温度，将放空气中的气氨冷凝成液氨，气氨回冷冻工序去氨压缩机压缩，增加了氨压缩机电耗。气氨去冷冻工序的氨压缩机一级压缩，氨冷器内的气氨压力较高，可以将补气之前的放空气中氨含量由10％(体积) 左右降到2.5％(体积)左右；如果在氨冷器的气氨出口再增加一台氨压缩机提压，二级压缩气氨，氨冷内的气氨压力低，放空气中氨含量可以由10％(体积)左右降到1％(体积)左右，但电耗又进一步增加。以上氨回收方法要增加三台高压设备，增加两套中高压液位计，两套中高压调节阀，高压设备和仪表的投资多，增加操作工的工作量。 

有个别的厂在氨合成系统以外增加小冷交换器、冷量回收器、小氨冷器、小氨分离器四台高压设备，回收放空气中的氨。小冷交换器二次出口气体去节流降温，将其冷量回收用于降低放空气温度，补充冷量。小氨分离器的高压调节阀排出的液氨直接去小氨冷器蒸发成气氨，小氨冷器出口的气氨经过新增加的氨压缩机的压缩、提压，气氨再去冷冻工序的氨压缩机压缩，气氨要二级压缩。此方法回收了一些高压气体节流的冷量，也回收了小氨分离器排出低温液氨的冷量。但送到冷冻工序的气氨中含有小氨分离器排出液氨中溶解的氢气等不凝性气体，每吨液氨中约有30m³(标态)左右的不凝性气体，占气氨体积的2.2％(体积)以上。这些混有不凝性气体的气氨被送到冷冻工序后，氢气等不凝性气体在氨冷凝器内不冷凝，并占据了氨冷凝器的容积和换热面积，使气氨在氨冷凝器的冷凝严重恶化，氨压缩机的负荷明显增加，导致氨压缩机出口压力升高，冷冻工序的电耗增加，并且还要连续或间断地排出氨冷凝器内不断积累的不凝性气体，同时带出气氨，损失大量的气氨。 

已有技术中存在以下不足： 

1、放空口位置在第三氨分离器之后，补气位置在第三氨分离器之前，即补气之后放空工艺，虽然放空气中氨含量低，但放空气中有刚刚补充进来的精炼气，将精炼气也一同放出，损失了精炼气，精炼气消耗高，放空气量大，增加了合成氨成本； 

2、放空口位置在氨冷入口之前，并在精炼气补气口位置之前，即补气之前放空工艺，虽然放空气中没有精炼气，放空气量小，但放空气中氨含量高，加重了氨洗塔的负荷，使氨洗塔出口氨含量上升，回收的氨水多； 

3、目前，不论是放空口位置在第三氨分离器之后，补气位置在第三氨分离器之前的补气之后放空工艺，还是放空口位置在氨冷入口之前，并在精炼气补气口位置之前的补气之前放空工艺，都是在放空气出了放空口以后不再处理放 空气，出放空气口的放空气直接去提氢的氨洗塔，没有专门用来分离和回收当放空气中含有液氨的氨分离器，故没有两全其美的放空口，所以目前氨合成工序只能在二处都有明显不足的放空气口中的一处放空；