[发明专利]一种低温精馏分离氨和二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温精馏分离氨和二氧化碳的方法，尤其是涉及一种适用于分离生产尿素和三聚氰胺产生的尾气中氨和二氧化碳的方法。

背景技术

生产尿素和三聚氰胺所产生的尾气的主要成分是氨和二氧化碳混合气体，目前主要采用的分离方法是：首先，氨和二氧化碳混合气体通过用水吸收后生成碳铵液；接着，将碳铵液转移至二氧化碳解吸塔，采用蒸汽加热，再用大量的水洗涤分离出部分二氧化碳和低浓度的高氨碳比溶液；然后，再将低浓度、高氨碳比的溶液转移到蒸氨塔中，用大量蒸汽使其蒸发，蒸发后的氨和二氧化碳水蒸汽混合物，经冷凝吸收产出部分的氨气和碳铵液，碳铵液返回二氧化碳解吸塔，从而实现氨和二氧化碳的分离。但是，该方法投资大，能耗高，公用工程的配套难度大。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种节能、工程造价低、公用工程的配套难度小的低温精馏分离氨和二氧化碳的方法。

本发明提供了一种低温精馏分离氨和二氧化碳的方法，其中，以氨和二氧化碳混合气体作为原料，将氨和二氧化碳混合气体冷却后进行精馏分离。

根据本发明提供的低温精馏分离氨和二氧化碳的方法，其中，将冷却后的氨和二氧化碳混合气体加入精馏塔中进行精馏分离，在精馏塔顶部得到二氧化碳气体，在精馏塔底部得到氨。

优选地，向所述精馏塔中加入回流液，所述回流液包含作为必要组分的液体二氧化碳以及作为选择组分的氨和二氧化碳混合液。更优选地，所述液体二氧化碳从精馏塔的顶部加入。

优选地，所述精馏塔底部有上升气，所述上升气为氨气。

优选地，将冷却后的氨和二氧化碳混合气体从所述精馏塔的中部加入。

根据本发明提供的低温精馏分离氨和二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将氨和二氧化碳混合气体加入换热器中进行冷却，然后将其全部或其一部分加入精馏塔中；

(2)将二氧化碳气体加入换热器中进行冷却；

(3)当步骤(1)中将经过换热器冷却后的氨和二氧化碳混合气体全部加入精馏塔中时，使步骤(2)中经换热器冷却后的二氧化碳气体进入设置在精馏塔底部的冷凝器中进行冷却，得到液体二氧化碳，将其作为回流液加入精馏塔中；

当在步骤(1)中将经过换热器冷却后的氨和二氧化碳混合气体的一部分加入精馏塔中时，使步骤(1)中经换热器冷却后的另一部分氨和二氧化碳混合气体和步骤(2)中经换热器冷却后的二氧化碳气体进入设置在精馏塔底部的冷凝器进行冷却，得到氨和二氧化碳混合液以及液体二氧化碳，将它们作为回流液加入精馏塔中；

(4)在精馏塔中，将氨和二氧化碳混合气体精馏分离，在精馏塔顶部得到二氧化碳气体，在精馏塔底部得到液氨；

其中，在所述精馏塔底部得到的液氨经冷凝器换热后，液氨气化产生氨气，将其中一部分氨气作为所述上升气，而将另一部分氨气和从精馏塔顶部得到的二氧化碳气体加入步骤(1)和(2)所述的换热器中，从而实现对步骤(1)中所述的氨和二氧化碳混合气体以及步骤(2)中所述的二氧化碳气体的冷却，然后将它们分别作为产品引出。

优选地，步骤(2)中所述二氧化碳气体的压力为1.5-5.0MPa。

步骤(3)中，回流液的必要组分液体二氧化碳以及选择组分氨和二氧化碳混合液均可以节流后再加入精馏塔中。

所述精馏塔可以选用单级精馏塔，也可以选用双级精馏塔。当选用双级精馏塔时，第一精馏塔中压力大于第二精馏塔中压力，氨和二氧化碳混合气体先在第一精馏塔中分离得到液体二氧化碳以及氨和二氧化碳混合液；然后在第二精馏塔中，将氨和二氧化碳混合液进一步分离成气体二氧化碳和气氨，二个精馏塔之间通过冷凝器连接。但是，所述精馏塔优选为单级精馏塔。

根据上述分离方法，为了补充系统的冷损，其中，在步骤(1)中所述氨和二氧化碳混合气体经换热器冷却后，将其全部或其中一部分加入膨胀机中进行膨胀制冷，膨胀后的混合气体进入精馏塔。

根据本发明提供的方法，为了补充系统的冷损，其中，在步骤(3)中，将经换热器冷却后的二氧化碳气体加入膨胀机中进行膨胀制冷，然后使其进入设置在精馏塔底部的冷凝器进行冷却。

根据本发明提供的方法，为了补充系统的冷损，还可将液体二氧化碳或液氨，优选液体二氧化碳，依次通入所述换热器和所述冷凝器中进行热交换以补充冷损。