Способ выделения аммиака из продувочных газов синтеза аммиака Советский патент 1980 года по МПК C01C1/12 

1

Изобретение относится к способам выделения аммиака из газовых смесей, в частности из продувочных газов синтеза аммиака, и может быть использовано в химической промышленности.5

Известен способ вьщеления аммиака из газовой смеси путем абсорбции водными растворами аммиака .

Недостатком этого способа является невысокая степень извлечения аммиака. 10 Остаточное содержание аммиака в очищенной газовой смеси составляет 0,61,0 об. %.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 5 результату является способ выделения аммиака из продувочных газов синтеза аммиака путем абсорбции его водой с получением аммиачной воды .

Продувочные газы поступают на аб- 20 сорбцию при температуре 25-35с. При этом растворение аммиака в воде сопровождается выделением большого коли- , честна тепла, которое необходимо отводить для увеличения движущей силы 25 абсорбции. Процесс абсорбции проводят при 40-60 0. Тепло абсорбции отводят путем охлаждения абсорбента -водой через стенку в выносных или встроенных теплообменниках. .30

Известный способ имеет следующие недостатки.

Невысокая степень извлечения аммиака {остаточное содержание аммиака в очищенном газе 0,5-1,0 об.%) из про-дувочных газов синтеза аммиака приводит к повышенному содержанию окислов азота в дымовых газах трубчатой печи, которые на действующих производствах аммиака выбрасывают в атмосферу, загрязняя окружакяцую среду.

Наличие теплообменников для отвода тепла абсорбции значительно усложняет конструкцию абсорбера. Применение других хладагентов экономически нецелесообразно, так как в этом случае существенно усложняется технологическая схема и увеличиваются капитальные и энерге- гические затраты.

Целью изобретения является увеличение степени извлечения аммиака из продувочных газов синтеза аммиака и упрощение способа.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом извлечения аммиака из продувочных газов путем абсорбции, состоящим в том,что продувочные газы перед абсорбцией предварительно охлгикдают до (+5)-(-5)С. При этом предварительное охлаждение продувочных газов синтеза аммиака проводят в вихревой трубе. Изобретение отличается от известно го технического решения тем, что тепло абсорбции отводится непосредственно исходным газом, охлг сденным на 10-40 С ниже температуры абсорбента. Это позволяет полностью отводить тепло абсорбции в непосредственном контакте газа и жидкости и снизить температуру абсорбента.Охлаждается не сам абсорбент, а газ, поступающий в абсорбер, который в свою очередь, охлаждает абсорбент в непосредственном контакте. В качестве генератора холода используют вихревую трубу, в которой утилизируется энергия давления продувочных газов. В вихревой трубе охлаждение газа происходит за счет вихревого эффекта (эффекта РанкаХилша), который заключается в разделении закрученного потока газа на. два потока - холодный и горячий. Установка выделения аммиака состоит из вихревой трубы, водяного холодильника и абсорбера. Пример. Продувочные газы в количестве 23000 , содержание (%) 3 NHg-, 10 СН4; 3 Ar; 21 N3; 63 Hj, под давлением 200 ат, с температу рой + поступают в вихревую трубу где расширяются до 11 ат и разделяются на два потока: холодный (с темпера турой ) и горячий (с температурой 95-100 с) . Горячий поток (30% от общего расхода) охлаждают в водяном холодильнике до + 40°С и далее смешивают с холодным потоком. Газовая смес с температурой - 5°С поступает в аб сорбер. В абсорбере происходит поглощение аммиака водой сполучением аммиачной воды, содержащей 19% аммиака. При это тепло абсорбции отводится охлажденным исходным газом в прямом контакте с ам миачной водой. Продувочные газы после абсорбера, содержащие 0,009 об.% аммиака, поступают на сжигание в труб чатую печь паровой конверсии метана П р и м е р 2. Продувочные газы в количестве 23000 ,содержащие (% 2 11 СН.; 3 Аг; 21 Мд; 63 Н. Давлением 200 ат с температурой , поступают в вихревую трубу, где расширяются до 11 ат и разделяются на два потока - холодный и горячий. Горячий поток (301 от общего расхода, с температурой 125-135 С) поступает в водяной холодильник, где охлаждается до + 40с.- Холодный поток с температурой -10°С смешивают с горячим потоком, выходящим из холодильника, и газовая смесь с температурой +5°С поступает в абсорбер. В абсорбере происходит поглощение аммиака водой с получением аммиачной воды, содержащей 15% аммиака. Очищенная газовая смесь с остаточным содержанием аммиака 0,018 об.% поступает на сжигание в трубчатую печь паровой конверсии метана. Расчеты показали, что применение вихревой трубы в предлагаемом изобретении экономически целесообразно. Внедрение предлагаемого способа в производстве аммиака мощностью 2720 т в сутки позволит снизить содержание окислов азота в дымовых газах трубчатой печи, которые выбрасываются в атмосферу и, следовательно, уменьшить загрязнение окружающей среды. Формула изобретения 1.Способ выделения аммиака из продувочных газов синтеза аммиака путем абсорбции его водой, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения аммиака и упрощения способа, продувочные газы перед абсорбцией предварительно охлаждгиотся до (+5)-(-5)с. 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что предварительное охлаждение продувочных газов проводят в вихревой трубе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 1244746, кл. С 01 С 1/04, 20.07.68. 2.Атрощенко В.И., Алексеев A.M. и др. Курс технологии связанного азота. М., Химия, 1968. с. 247.