Способ удаления инертных примесей из продувочного газа производства аммиака

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИНЕРТНЫХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ПРОДУВОЧНОГО ГАЗА ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА,включающий абсорбцию инертных примесей жидким аммиаком, десорбцию растворенных газов из жидкого амммиака и возврат очищенной газовой смеси в цикл производства аммиака, отличающийся, тем, что, с целью повьвиения степени очистки газа, продувочный газ перед абсорбцией насыщают парами аммиака на стадии десорбции растворенных газов из жидкого аммиака. О э х it

б б

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ню ор, З р С 01 С 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (Z1 ) 3376693/28-26 (22) 30.10.81 (46) 15.01.84, Бюл.Р2 (.72 ) A. П. Дарюси и. (53) 661.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9431098 кл, С 01 Б 3/00, 1969, 2. Патент CUIA Р 3805536 кл.. 62-17, опублик. 1964 (прототип). (54)(57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИНЕРТНЫХ

HPHMECEH ИЭ ПРОДУВОЧНОГО ГАЗА ПРОИЗВОЛСТВА АММИАКА, включающий абсорбцию инертных примесей жидким аммиаком, десорбцию растворенных газов из жидкого амммиака и возврат очищенной газовой смеси в цикл производства аммиака, отличающийся, тем, что, с целью повиаения степе-. ни очистки газа, продувочный газ перед абсорбцией йасыщают парами аммиака на стадии десорбции растворенных газов из жидкого аммиака.

1u 66941

Изобретение относится к способам производства синтетического аммиака, а именно к удалению инертных примесей, например аргона и метана, из циркуляционного газа.

Известен способ извлечения инертных примесей иэ циркуляционного газа синтеза аммиака, включающий стадии абсорбции иэ 0,01-0,9 циркуляционного газа инертных газов аргона и метана жидким аммиаком при 30-100 С, десорб- 10 ции и отдувки растворенных газов иэ аммиака при пониженной температуре, возврата очищенной от инертов азотоводородной смеси в цикл синтеза и подачи очищенного жидкого аммиака 15 на рециркуляцию Г13 .

Недостатком известного способа является низкая степень очистки газа от инертных примесей.

Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому результату к изобретению является способ извлечения инертных примесей иэ циркуляционного газа синтеза аммиака, включающий стадию абсорбции из циркуляционного газа, подаваемого в низ эоны абсорбции, инертных газов аргона и метана при повышенной температуре жидким подогретым до 25-100 С продукO ционным аммиаком, к которому добавляют циркуляционный аммиак и конденсат очищенного газа, подаваемые в верх зоны абсорбции, двухступенчатой десорбции растворенных газов из .насыщенного примесями жидкого аммиака сначала отдувкой легколетучих газов водорода и азота.и затем десорбции о охлаждением от -20 до +10 С, возврата обогащенной азотом и водородом очищенной газовой смеси в цикл синтеза аммиака, дросселирования жидко- 40 го аммиака после стадии десорбции с выделением в газовой фазе обогащенной аргоно-метановой фракции, подачей на отдувку в зону десорбции газа, рециркуляцией жидкого аммиака 45 в цикл очистки Е23.

Недостатком известного способа является низкая степень очистки газа(Aq-22, СН„ -69,4%) из-за реэкога снижения температуры абсорбции (на

30-40 С при подаче в горячую зону абсорбции продувочного газа.

Целью изобретения является повышение степени очистки газа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления инертных примесей из продувочног< газа производства аммиака, включающему абсорбцию инертных примесей 60 жицким аммиаком, десорбцию растворенных газов из жидкого аммиака и возврат очищенной газовой смеси в цикл производства аммиака, продувочный газ перед абсорбцией насыщают парами 65 аммиака на стадии десорбции растворенных газов из жидкого аммиака.

Подача продувочного газа в зону десорбции позволяет за счет самоиспарения насыщающего его аммиака снизить температуру растворителя в этой ступени со 125-120 до 100 С с одновременными уменьшением объема растворителя, увеличением за счет насыщенных паров аммиака объема газовой фазы (примерно вдвое) и избирательной десорбции иэ него водорода и азота, исключив вредное охлаждение зоны абсорбции при насыщении в ней парами аммиака циркуляционного газа.

На чертеже дана схема осуществления предлагаемого способа.

Технология способа состоит в следующем.

Продувочный газ 1, отбираемый иэ линии выхода циркуляционного газа коыденсационной колонны агрегата синтеза, содержащий, согласно материальному балансу, в азотводородной смеси 4, 745 об. Ъ 4я,12 27% СНц и 12,35% М э при температуре 40 С и давлении 300 ата поступает в верхнюю часть сатурационно-насытятельной ступени зоны,десорбции абсорбционно-десорбционной колонны 2, в которой он нагревается до 125-127 С и насыщается парами N

Выходящий из узла 4 очищенный газ

5, содержащий 0,452 об.Ъ А и 0,089%

СН, при температуре 40 С и 295 ата поступает в линию всаса циркуляционной ступени компрессора агрегата синтеза.

Растворитель — жидкий аммиак двумя готоками 6 и 7 соответственно иэ сепаратора блока воздушного охлаждения и конденсационной колонны агрегата синтеза, регенерированный чистый жидкий аммиак 8 из сборника 9 отпарной колонны 10, подаваемый насосом 11, проходят сначала теплообменник 12 и затем паровой подогреватель 13. перед которым к регенерированному аммиаку 8 добавляется конденсат очищенного газа 14 узла 4, и поступают отдельными потоками на тарелки 15-17 эоны абсорбции колонны 2. Для поддержания постоянной степени абсорб= ции по мере уменьшения объема сухих газов при движении их по тарелкам и конденсации образующихся избыточ- . ных насыщающих их паров аммиака соответственно уменьшается суммарная подача горячего 18-20 и холод1066941,Содержание компонентов мольные доли, при использовании предлагаемого способа!

?(омпоненты

Сырой)Очищенный

Сырой Очищенный

0,052 0,00428

0,063

0,,022

0,0755

0,00085

0,06

0,17 сн„

ВНИИПИ Заказ 11138/24 Тираж 470 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного 21-23 аммиака, подаваемого для поглощения теплоты конденсации избыточных паров аммиака.

Метаново-аргоновая фракция 24, содержащая в сухом газе (беэ учета паров ин ) 15, 7 об. Ъ Ач,51, 45 а СН, 5

1,45% Н и 31,4Ъ Nz выделяемая в колонне 10 при 89 С выходит из нее при 40 С и 50 ата.

Подача двумя потоками основной части растворителя (сырого продук- 10 ционного и смешанного с частью циркуляционного аммиака ) в низ эоны абсорбции позволяет поглотить там основнс1е количество примесей газов, поступающих из зоны десорбции допол- 15 нительно к растворенным газам, содержащимся в сыром продукционном аммиаке, и затем в зоне десорбции полностью освободить насыщенный растворитель от плохо растворимого водорода, увеличив выход его по отношению к продувочному газу за счет танковых газов, например, на 15%. Подача в верх зоны абсорбции насыщенного припримесями конденсата очищенного газа вместе с циркуляционным аммиаком при соотношении потоков в верх и низ зоны абсорбции 1:4 позволяет почти полностью удалить остатки примесей иэ очищаемого газа, достигая высокой стестепени его очистки. При этом в зоне абсорбции конденсат очищенного газа дополняют конденсатом рецикла, образующимся за счет отвода теплот абсорбции компонентов газа. Высокая . степень очистки позволяет внизить долю отдуваемого циркуляционного синтез/газа по отношению к прототипу в четыре раза с соответствующим уменьшением расходных коэффициентов и объемов аппаратов данной абсорб- 40 ционной установки. Подогрев всего подаваемого в колонну растворителя до 125 С с поддержанием в зоне абсорбции температуры 125-120О С при помощи дополнительного охлаждения 45 или при необходимости подогрева, компенсирующих приход теплот абсорбции компонентов газа и конденсации насыщенных паров аммиака, уменьшает расход лимитирующего циркуляционного аммиака по сравнению с известным способом.

Пример . Продувочный газ агрегата синтеза аммиака в количестве 150,4 нм /тнеу,содержащий Н 79, 694 им 1, Ivy - 26, 550 нм, А»7,136 нм, СН»- 18 450 им и юн 18,57 нм, подают в насытительно-охладительную ступень эоны десорбции колонны. Растворитель в количестве

2250 нм /т Л и,состоящий иэ конденУ сата очищенного газа и рецикла, циркуляционного и сырого продукционного аммиака агрегата синтеза, подаваемый через теплообменник и подогреватель, поступает при температуре 125 С тремя потоками в верх и е низ зоны абсорбции в примерных мольных долях от общей подачи — верх, середина, низ:. 0,242, 0,313 и.0,445.

При этом из сырого продукционного аммиака, подаваемого в ниэ абсорбционной зоны, дополнительно выделяют в зоне десорбции 25, 6955 имия газа состава Н - 11,861 нм, Ivz — 3,953 нм

А»- 1,4765 нм и CH» — 8,405 нм .

Суммарное количество поступающего газа (без учета аммиака, возвращаемого в цикл синтеза аммиака), сос тавляет 157,5255 нм /т Ф з,состава

Н вЂ” 91,555 нм, ч -30,503 HM, А»вЂ”

8,0125 нм и СН» — 26,855 нм .

Выходящую после теплообмен ника ,очищенную азотводороднув смесь в количестве 105,541 нм /т ин„содер жащую Hz — 90,8 им Hz-14,2 нм ; А»-.

0,452 нм и СЙ» — 0,089 нм возвра.щают в цикл синтеза аммиака.

Использование способа согласно изобретению позволяет уменьшйть содержание инертов(сравнительные данные представлены в таблице).

Предлагаемый способ позволяет поднять. степень извлечения водорода продувочных газов до 99%. Расход продувочного газа по сравнению с известным способом уменьшается в 4 раза, а расход растворителя - аммиака - более чем в 4 раза.

Содержание компонентов, мольные доли, при использовании известного способа