Способ получения жидкого аммиака Советский патент 1982 года по МПК C01C1/02 

1

Изобретение относится к способу синтеза аммиака из азота и водорода и касается извлечения аммиака из прюдувочных и танковых газов.

Известен способ пол чения жидкого аммиака путем синтеза его из водорода и азота с циркуляцией азотоводородной смеси, поглощения аммиака из реакционных газов аммиачной водой, которую затем направляют в производство мочевины.l .

Недостаток известного способа - неполное извлечение аммиака из отходящих газов.

Наиболее близким к предлагаемому по- технической сущности и достигаемому результату является способ получения жидкого аммиака, включающий синтез аммиака из азота и водорода с циркуляцией азотоводородной смеси, охлаждение циркуляционного 1-аза с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного аммиака с образованием

танковых газов, продувку цикла синтеза, выделение жидкого аммиака из танковых и продувочных газов промывкой их аммиачной водой с получением крепкой амми- . ачной воды, разгонку крепкой аммиачной воды паром с получением жидкого аммиака и увлажнение продукционного аммиака 2 .

Недостатки способа состоят в невысокой степени извлечения аммиака из продувочных и танковых газов, в повыщенных энергозатратах, в загрязнении атмосферы при сжигании выбросных газов, содержащих аммиак.

Цель изобретения - увеличение выхода готового продукта.

Поставленная цель достигается согласно способу получения жидкого аммиака, включающему синтез аммиака из азота и водорода с циркуляцией азотоводородной смеси, охлаждение циркуляционного газа с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного аммиака с образованием танковых газов продувку цикла синтеза, вьшеление жидкого амюиака из танковых и продувочны газов промывкой их аммиачной водой с получением крепкой аммиачной воды, раз гонку крепкой аммиачной воды паром с получением жидкого аммиака и увлажнение продукционного аммиака. Аммиачную воду, подаваемую на промывку охлаждаю разгонку крепкой аммиачной воды ведут до содержания влаги в полученном жидк9 аммиаке 7-8 вес. %, который затем подают на увлажнение продукционного аммиака. Аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлаждают в испарителе жидкого аммиака до температуры минус 10-15°С. Степень поглощения аммиака из газа зависит от температуры подаваемой на отмывку аммиачной воды, так как сниже ние температуры аммиачной воды приводит к снижению парциального давления аммиака над раствором, т.е. к уменьшению потерь аммиака с газами. Применяя захолаживание раствора перед абсорбцией, добиваются снижения потерь аммиака с газами до 11 кг/ч, т.е. в предлагаемом способе удается полнее извлечь аммиак из газа, так как парциальное давление аммиака над раств ром сниж ается в десятки раз. Руц- над 1О%-ным раствором при t 35-4CFC равно 150-180 мм рт. ст. Pyjj над 10%-ным раствором при -t 5 - минус равно 10-20 мм рт.ст В предлагаемом способе слабая амми ачная вода может быть захоложена до - -IsPc (аммиак испаряется при температуре -33 С и давлении 1 атм. ,аб Извлечение аммиака из продувочных и танковых газов повышается до 99,4% по сравнению с известным способом, где степень извлечения составляет 80- 85%. Разгонку аммиачной воды ведут до содержания влаги в аммиаке, равного 7-8%. Именно такое содержание влаги позволяет увлажнить весь продукционный аммиак до требуемого содержания влаги, т.е. до 0,4 вбс.%. Неполная разгонка крепкой аммиачной воды позволяет сократить в 2,0-2,2 раза расход пара и исключить установку для подготовки воды для увлажнения продукционного аммиака. На чертеже показана технология пред лагаемого способа. Циркуляционный газ (ЦТ) подают в колонку 1 синтеза, где в присуствии катализатора из азота и водорода образует ся аммиак. Затем циркуляционный газ охлаждают в холодильнике 2, при этом аммиак , содержащийся в газе, конденсируется (примерно 8О%). Жидкий аммиак (ЖА) отделяют от циркуляционного газа в сепараторе 3, дросселируют до 15 атм и направляют в сборник 4 жидкого аммиака. При дросселировании из жидкого аммиака выделяются танковые газы, (ТГ), которые удаляют из сборника 4. Циркуляционный газ из сепаратора 3 возвращают в колонну 1 синтеза, при этом часть газа удаляют из цикла в виде постоянной продув1ш (ПГ). В колонну синтеза постоянно добавляют свежую аэотоводород- ную смесь (ABC). Продувочные газы (ПГ) направляют в эжектор 5, где за счет давления продувочных газов дожимают танковые газы до 40 атм, затем смесь танковьхх и продувочных газов направляют в абсорбер, 6, где отмывают содержащийся в них аммиак захоложенной 5-10 С аммиачной водой концентрацией 1О% (АВ 10%). Очищенные танковые и продувочные газы с содержанием аммиака не более 0,14 об.% из абсорбера 6 направляют на сжигание. Аммиачную воду закрепляют в абсорбере 6 до 30-35%. Тепло поглощения аммиака водой снимают в испарителе 7 жидкого аммиака, циркулируя через испаритель 7 до крепкой аммиачной воды. При этом крепкую аммиачную воду охлаждают от -Ь 50 до 10 С и возвращают в среднюю часть абсорбера 6. Крепкую ак миачную воду из абсорбера 6 с температурой подают в теплообменник 8,, где подогревают до температуры около 105-112С. Нагретую до 1О5-112°С дммиач ную воду вместе с вьшелнвшейся при нагревании парогазовой смесью подают в колонну 9 разгонки. Разгонку аммиачной воды в колонне 9 производят под давлением 20 атм. изб. при с помощью пара, который подают в кипятильник 10. Аммиачная вода кипит в кипятильнике 1О при . Горячую аммиачную воду концентрацией 10% с температурой 18О С из колонны 9 ра&гонки охлаждают в теплообменнике 8 до 60-7 , затем захолаживают в исгарителе 11 жидкого аммиака до 510 С и подают на отмьтку в абсорбер 6. Газообразный аммиак (ГА) вместе с п.рами воды из верхней части колонны 9 разгонки направляют в конденсатор 12. Конденсируя газообразный аммиак вместе с парами воды в конденсаторе 12 получают обводненный аммиак (ОЖА), содержащий до 8 вес.% воды. Жидкий аммиак из сборника 4 смешивают с обводненным аммиаком из конденсатора 12 и получают готовый продукт. Предлагаемый способ получения жидкого аммиака позволяет увеличить выход целевого продукта на 0,52%. Формула изобретения 1. Способ получения жидкого аммиака включающий синтез аммиака из азота и водорода с шфкуляцией азотоводородной смеси, охлаждение циркуляционного газа с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного аммиака с образованием танковых газов, продувку цикла синтеза, вьшеление жидкого аммиа ка из танковых и продувочных газов промывкой вх аммиачной водой с получением крепкой аммиачной воды, разгонку 1фепкой аммиачйой воды паром с полученвём жидкого аммиака и увлажнение пр дукпиовного аммиака, о т л и .ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения выхода готового продукта, аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлаждают, разгонку крепкой аммиачной воды ведут до содержания влаги в получаемом жидком аммиаке 7-8 вес.%, который затем подают на увлажнение продукционного аммиака. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлаждают в испарителе жидкого аммиака. 3.Способ по пп. 1и 2, отличающийся тем, что аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлажда,ют до минус . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 12883О9, йсл. С 1 А, опублик. 1972. 2.Патент ФРГ № 12О5956, кл. 12 К 1/1О, опублик. 1962 (прототип).

ЦГ

/ЙбГ )

5 тпг

9

|гг

,.Го/п(бш HoHdeffcanj Гпг на с иганае