Способ извлечения аммиака из продувочных и танковых газов

Предложен способ извлечения аммиака из продувочных и танковых газов. Способ одновременного извлечения аммиака из продувочных и танковых газов состава, об.%: аммиак - 0,1-12, водород - 15-58, другие газы - остальное, включает раздельную промывку газов в скрубберах и общую стадию конденсации и сушки аммиака. Промывка производится в многоступенчатых скрубберах с охлаждением аммиачных растворов между ступенями абсорбции, а выделение аммиака после первой ступени каждого скруббера осуществляется методом выпаривания аммиачных растворов, подаваемых при одинаковом давлении в общий аппарат объемного или пленочного типа, после совершения каждым раствором работы расширения в гидравлических турбинах. Достигаемый технический результат - улучшение экономических и экологических показателей производства. 1 ил.

 

Изобретение относится к области химико-технологических энергосберегающих процессов, в которых образуются газовые смеси, содержащие аммиак, водород, метан и инертные газы. Оно может найти применение при реконструкции действующих и создании новых высокоэффективных производств аммиака. В настоящее время считается общепринятым, что при выделении из продувочных и танковых газов водорода, азота, аргона и криптоно-ксеноновой смеси, независимо от применяемого способа их разделения (низко-температурный, мембранный или адсорбционный), необходимо обеспечить их предварительную очистку от аммиака. Это связано с тем, что попадание аммиака на мембраны вызывает их необратимое уплотнение: в криогенных системах аммиак может переходить в твердое состояние; в адсорбционных установках наличие аммиака в перерабатываемом газе снижает активность адсорбентов.

Известен способ утилизации аммиака из продувочных и танковых газов [RU №2217669, кл. F25J 3/06], основанный на их охлаждении хладагентом - аммиаком и парциальной конденсации NH3.

Недостатком известного способа являются большие энергозатраты на получение холода, вызванные тем, что для частичной конденсации аммиака с объемной концентрацией 0,1-12 об.% требуется охлаждать весь поток.

По указанной причине более предпочтительны технологические процессы, предусматривающие удаление аммиака из исходных продувочных и танковых газов промывкой водой.

Наиболее близким по технической сущности является метод отделения аммиака, описанный в [Справочник азотчика. 2-е изд. перераб. М.: Химия. 1986. С.385]. Он включает абсорбцию продувочных или танковых газов водой в аппаратах колонного типа и сжигание очищенной газовой смеси в трубчатой печи. Производимая аммиачная вода содержит около 25% мас. аммиака и используется преимущественно в качестве азотного удобрения при посевных работах. Недостатками указанного способа являются сезонный спрос на аммиачную воду и высокие транспортные затраты в случае транспортирования данного вида удобрения на дальние расстояния. Как следствие, большая часть производимой аммиаксодержащей воды из системы абсорбции продувочных и танковых газов сбрасывается в канализацию, что приводит к увеличению денежных средств на переработку промышленных стоков.

Технической задачей изобретения является способ переработки продувочных и танковых газов, предусматривающий возможность выдачи аммиака в жидком виде и улучшение экономических и экологических показателей производства.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе танковые и продувочные газы подаются в отдельные скрубберы, состоящие, по меньшей мере, из двух ступеней, с охлаждением воды между ступенями скрубберов. Образующиеся при этом крепкие аммиачные растворы расширяются в отдельных гидравлических турбинах до одинакового давления, после чего указанные жидкостные потоки смешиваются и поступают на выпаривание аммиака с дальнейшей его глубокой осушкой и ожижением. Очищенные от аммиака продувочный и танковый газы направляются в отдельные установки по рекуперации водорода и извлечению аргона.

Сущностью предлагаемого технического решения является способ одновременного извлечение аммиака из продувочных и танковых газов состава, об.%:

аммиак 0,1-12
водород 15-58
другие газы остальное

включающий раздельную промывку газов в скрубберах и общую стадию конденсации и сушки аммиака, причем промывка производится в многоступенчатых скрубберах с охлаждением аммиачных растворов между ступенями абсорбции, а выделение аммиака после первой ступени каждого скруббера осуществляется методом выпаривания аммиачных растворов, подаваемых при одинаковом давлении в общий аппарат объемного или пленочного типа за счет теплоты внешнего источника, после совершения каждым раствором работы расширения в гидравлических машинах.

Заявленное изобретение может быть реализовано следующим образом.

Продувочные газы (чертеж) непрерывно подаются в скруббер 1, последовательно проходят, как минимум, две его ступени и направляются в систему извлечения водорода и инертных газов. Образующийся в скруббере 1 крепкий водоаммиачный раствор поступает в гидравлическую турбину 6, в которой он расширяется до заданного давления, например до давления хранения жидкого аммиака в продуктовых емкостях, и через рекуперативный теплообменник 16 перекачивается в выпарной аппарат 15 для извлечения аммиака. Для поддержания в нем необходимого температурного режима может использоваться любой технологический поток пара или конденсата, выполняющий функции теплового источника. Выделившийся из воды аммиак последовательно проходит рекуперативный теплообменник 16 и влагоотделитель 10, после чего поступает в один из двух попеременно работающих адсорберов блока глубокой адсорбционной осушки 11. Осушенный до температуры точки росы (минус 40°С) продукт конденсируется в воздушном конденсаторе 12 при обдувании его вентилятором 13.

Вода из нижней части выпарного аппарата 15 проходит рекуперативный теплообменник 16, сжимается в насосе 7, оборудованном дополнительным электродвигателем 8, и через охладитель 4 подается на орошение второй верхней ступени скруббера 1. Образующийся на ней слабый водоаммиачный раствор самотеком поступает в буферную емкость 2 и затем насосом 5 через охладитель 3 подается в первую ступень скруббера 1

Параллельно с этим танковые газы поступают в скруббер 24, отмываются в нем от аммиака и направляются в систему извлечения водорода и инертных газов. Образующийся в скруббере 24 крепкий водоаммиачный раствор поступает в гидравлическую турбину 20, расширяется в ней до давления, равного давлению расширения аммиачного раствора в гидравлической турбине 6, и подается в выпарной аппарат 15. Подача воды на орошение второй ступени скруббера 24 с предварительным ее охлаждением в охладителе 25 осуществляется насосом 18, находящимся на одном валу с гидравлической турбиной 20 и электродвигателем 17. Слабый водоаммиачный раствор после второй ступени скруббера 24 самотеком поступает в буферную емкость 23 и затем насосом 21 через охладитель 22 направляется в первую ступень скруббера 24.

Подача свежей воды на орошение скрубберов 1 и 24 производится с помощью насосов 7 и 18, соединенных с соответствующими гидравлическими турбинами 6 и 20 и снабженных дополнительными электродвигателями 8 и 17. Насос 9 используется для подпитки системы свежей водой в режиме выпаривания аммиака.

Если давление потока танковых газов ниже давления хранения жидкого аммиака в продуктовых емкостях, то подача крепкого водоаммиачного раствора в выпарной аппарат 15 осуществляется, минуя гидравлическую турбину 20. Соответственно, изменяется и конечное давление расширения в гидравлической турбине 6. В этом режиме насос 18 работает с отсоединенной муфтой 19. Дожатие жидкого аммиака до давления его хранения в продуктовых емкостях осуществляется насосом 14.

Согласно проведенным расчетам производительность установки по переработке 4000…6000 нм3/ч продувочных и 1500…2500 нм3/ч танковых газов с концентрацией аммиака 1,5 и 5,0 об.% соответственно, в течение года достигает 720-1200 тонн.

Удельный расход воды на промывку продувочных и танковых газов, как правило, не превышает 0,15 кг/нм3. Применительно к агрегатам аммиака типа АМ-76 это соответствует потреблению воды на скруббер 820…1270 кг/ч.

Основным энергопотребляющим оборудованием стадии отмывки продувочных и танковых газов от аммиака являются водяные насосы. Вместе с тем, расход электрической энергии на их привод удается существенно уменьшить за счет использования работы расширения водоаммиачных растворов в гидравлических турбинах.

Дополнительным эффектом от внедрения разработанного способа извлечения аммиака из продувочных и танковых газов синтеза аммиака является исключение сбросов в канализацию аммиаксодержащей воды, что способствует улучшению экологической обстановки и снижению затрат на переработку стоков. Исключается также образование оксидов азота в результате сжигания танковых газов в печах риформинга.

Таким образом, на основе предлагаемого технического решения можно улучшить экономические и экологические показатели производства за счет извлечения аммиака из продувочных и танковых газов.

Способ одновременного извлечения аммиака из продувочных и танковых газов состава, об.%:

Аммиак 0,1-12
Водород 15-58
Другие газы Остальное,

включающий раздельную промывку газов в скрубберах и общую стадию конденсации и сушки аммиака, отличающийся тем, что промывка производится в многоступенчатых скрубберах с охлаждением аммиачных растворов между ступенями абсорбции, а выделение аммиака после первой ступени каждого скруббера осуществляется методом выпаривания аммиачных растворов, подаваемых при одинаковом давлении в общий аппарат объемного или пленочного типа, после совершения каждым раствором работы расширения в гидравлических турбинах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промысловой подготовки нефтяного газа с получением товарного газа. .

Изобретение относится к способам осушки газа и может быть применено для подготовки природных и нефтяных газов к транспорту и переработке. .

Изобретение относится к способам разделения отходящих газовых смесей химического производства методом глубокого охлаждения и может быть использовано в химической промышленности для получения жидкого аммиака.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к способу выделения из природного газа сжиженных углеводородных газов, например пропанбутановых фракций. .

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для получения сжиженных газов, а также разделения компонентов газовых смесей.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к способам очистки криоагентов от примесей, и может быть использовано в установках по переработке природного газа, криогенных гелиевых и воздухоразделительных установках.

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть применено для обеспечения работоспособности холодильных устройств различного назначения при использовании в качестве рабочего тела различных жидких и газообразных веществ.

Изобретение относится к переработке нефтяных и природных газов с целью получения этана, пропан-бутановой фракции, товарного газа и может быть использовано на предприятиях газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для разделения компонентов газовых смесей методом их сжижения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к области химико-технологических энергосберегающих процессов, в которых используются газовые смеси, содержащие такие ценные продукты, как аммиак и водород

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для получения сжиженных газов, а также разделения компонентов газовых смесей или выделения одного или нескольких целевых компонентов

Изобретение относится к технике глубокой осушки и низкотемпературной переработки нефтяных газов и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности

Изобретение относится к дросселирующему клапану и к способу увеличения размеров капелек жидкости в протекающем через дросселирующий клапан потоке текучей среды

Изобретение относится к способам очистки гелиевого концентрата от примесей и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей промышленности

Изобретение относится к способу выделения гелия из гелийсодержащей фракции, в частности из гелий-, азот- и метансодержащей фракции

Устройство предназначено для обработки газа. Устройство содержит: компрессор (1); теплообменник; разделитель; расширитель (3); клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента; ответвляющийся канал (13); первый теплообменник (24) ответвляющегося канала и второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа в разделителе и который обходит первый теплообменник (24) ответвляющегося канала; второй выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием в расширителе (3) и который обходит второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый термометр (23) в магистральном канале; второй термометр (26) в ответвляющемся канале (13); третий термометр (27) в разделителе; клапан (20) регулирования расхода в магистральном канале; и средство (5) регулирования, которое регулирует клапан (20) регулирования расхода и/или клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего термометров (23, 26, 27). Технический результат - эффективное регулирование температуры газа без учета влияния нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области газовой промышленности. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей включает первичную сепарацию пластовой смеси, охлаждение газа, его низкотемпературную сепарацию, подачу газового конденсата в колонну деэтанизации, после чего деэтанизированный газовый конденсат охлаждают на первой ступени нестабильным газовым конденсатом первичной сепарации, а затем на второй ступени его охлаждают до отрицательной температуры нестабильным газовым конденсатом низкотемпературной сепарации. Кроме того, для подачи в качестве орошения в колонну деэтанизации используют подготовленный нестабильный газовый конденсат низкотемпературной сепарации с температурой от -10 до +10°C. Установка содержит линию 24 подачи пластовой смеси, первичный сепаратор 2, выход которого для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата с первым трехфазным разделителем 3, выветривателем 4 и первым теплообменником 11, а выход первого трехфазного разделителя 3 для газа соединен с входом низкотемпературного сепаратора 6. Выход первого теплообменника 11 соединен последовательно трубопроводами для газового конденсата с первой буферной емкостью 12, вторым теплообменником 13 и зоной питания колонны 14 деэтанизации. Выход низкотемпературного сепаратора 6 для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами для газового конденсата со вторым трехфазным разделителем 7, третьим и четвертым теплообменниками 15 и 16, второй буферной емкостью 17 и зоной орошения колонны 14 деэтанизации. Выход колонны 14 деэтанизации для газового конденсата последовательно соединен трубопроводами с охлаждающими пространствами второго, первого и четвертого теплообменников 13, 11 и 16. Изобретение позволяет охладить деэтанизированный газовый конденсат перед подачей в трубопровод внешнего транспорта до отрицательной температуры; снизить унос фракции С3+ с газами деэтанизации за счет понижения температуры верха колонны 14 деэтанизации до температуры от (плюс) 30 до (плюс) 5°C при использовании в качестве орошения нестабильного газового конденсата с температурой от (минус) 10 до (плюс) 10°C. 2 н. и 5. з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях. Согласно способу осушки и очистки природного газа с последующим сжижением в трехпоточной вихревой трубе с получением холодного, горячего газообразных и жидкого потоков проводят сепарацию образовавшегося сжиженного газа и сбор в накопительной емкости-сепараторе. При этом охлаждение или нагрев природного газа проводят до температуры максимальной конденсации углеводородной фракции C4 и выше путем подачи холодного или горячего потоков газа вихревой трубы в рекуперативные теплообменники. После этого проводят многоступенчатую центробежную сепарацию газового потока от образовавшегося углеводородного конденсата - фракции C4, водного конденсата, гидратов и механических примесей - шлама, которые выводят в емкость-сепаратор для дальнейшей переработки. Отсепарированный газ после охлаждения холодным потоком в рекуперативном теплообменнике направляют на вход вихревой трубы, а выходящий из нее холодный поток после дросселирования направляют совместно с отсепарированной жидкой фазой из горячего потока вихревой трубы в расходный сепаратор. Из верхней части расходного сепаратора отводят газообразный товарный продукт, а из нижней части - товарную сжиженную фракцию природного газа. Устройство для осушки и очистки природного газа с последующим его сжижением содержит линию подачи исходного потока природного газа, рекуперативные теплообменники с линиями подачи холодного и горячего потоков вихревой трубы, сепаратор, вихревую трубу с линиями подачи и отвода разделенных газообразного и сжиженного потоков газа, емкость-сепаратор сбора и разделения компонентов очистки газа. Устройство дополнительно содержит следующие аппараты: рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего из магистрального газопровода, рекуперативный теплообменник подогрева того же газа, многоступенчатый центробежный сепаратор, рекуперативный теплообменник охлаждения газа, поступающего в вихревую трубу, расходный сепаратор. Вихревая труба содержит сепарационное устройство. Аппараты соединены между собой трубопроводами с запорно-регулирующими вентилями. При этом многоступенчатый центробежный сепаратор имеет корпус с тангенциальным входным патрубком, сепарационный элемент, размещенный соосно корпусу с образованием кольцевого канала. Внутри сепарационного элемента размещен внутренний патрубок с тангенциальными щелями и имеющий нижний и верхний конические отражатели. В средней части патрубка имеются размещенные по периметру тангенциальные прямоугольные прорези. В верхней части патрубка установлен диффузор с коническим отражателем и находятся окна, напротив которых имеются окна сепарационного элемента. Над сепарационным элементом установлен сетчатый отбойник, над которым в корпусе установлен патрубок с коническим отражателем. В днище корпуса сепаратора установлен патрубок, соединенный через запорно-регулирующий вентиль большого сечения с емкостью-сепаратором. Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение эффективности разделения тяжелой жидкой фазы от газа, а также предотвращение образования кристаллогидратов и повышение эффективности сжижения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх