一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法与流程-半岛BOB·(中国)官方网站

文档序号:34131600发布日期:2023-11-28阅读:556来源:国知局


1.本技术涉及氨气回收制备技术领域,种氨装置中事具体而言,合成涉及一种氨合成装置系统中事故氨气回收的系统方法。


背景技术:

2.氨气,故氨无机化合物,流程常温下为气体,种氨装置中事无色有刺激性恶臭的合成气味,易溶于水,系统氨溶于水时形成氨水。故氨在合成氨工艺中事故排放气一般通过排入火炬燃烧去处理,流程由于事故排放气中的种氨装置中事氨含量较高,直接排放是合成一种资源的浪费,如果将这部分氨加以回收的系统话,能达到节约资源,故氨提高经济效益的流程目的。
3.合成氨装置中,典型的事故工况包括在液氨球罐事故状态安全阀泄放气、氨冷器换热管破裂安全阀泄放气等,正常排放气工况包括液氨球罐温度升高时液氨蒸发气相氨、液氨球罐正常驰放气等,其中排放气中氨含量较高。当前,合成氨工艺事故排放气通过排入火炬燃烧处理,反应产生的nox不仅污染环境,而且排放气中的氨含量较高,未能加以回收,造成了资源的浪费。


技术实现要素:

4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,该氨合成装置系统中事故氨气回收的方法包括事故工况处理及正常工况处理,其中事故工况处理包括以下几个步骤:
5.步骤一:由事故工况位置排出的排放气分两股分别进入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,在高效吸氨器1#与高效吸氨器2#内通过水溶液对氨进行吸收;
6.并且其反应式如下:
7.nh3+h2o=nh3·
h2o
8.步骤二:氨经高效吸氨器1#与高效吸氨器2#吸收后进入循环氨水罐,循环氨水罐底部设置两台循环氨水泵,液相一部分返回至高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,另一部分制成氨水供其他装置利用;
9.步骤三:循环氨水罐中未被吸收的气相氨进入洗氨塔用除盐水进行再次洗涤并吸收;
10.步骤四:洗氨塔设置两台循环氨水泵,从洗氨塔出来的液相再次返回高效吸氨器1#与高效吸氨器2#作为溶剂对氨气进行吸收,经处理后达标气相排入非氨火炬系统进行燃烧处理。
11.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法正常工况处理包括以下几个步骤:
12.步骤一:由正常工况位置排出的排放气进入高效吸氨器3#,在高效吸氨器内通过水溶液对氨进行吸收,氨经高效吸氨器3#吸收后进入循环氨水罐;
13.并且其反应式如下:
14.nh3+h2o=nh3·
h2o
15.步骤二:循环氨水罐出来的液相一部分返回至高效吸氨器3#,另一部分制成氨水供其他装置利用;
16.步骤三:循环氨水罐中未被吸收的气相氨进入洗氨塔用除盐水进行再次洗涤并吸收;
17.步骤四:洗氨塔设置两台循环氨水泵,从洗氨塔出来的液相再次返回高效吸氨器3#,作为溶剂对氨气进行吸收,经处理后达标气相排入非氨火炬系统进行燃烧处理。
18.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,在步骤一中,高效吸氨器1#与高效吸氨器2#为并联安装,排放气分为两股分别通入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#内部进行分散处理提高反应效率。
19.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,在步骤一中,因水吸收氨属于放热反应,温度升高会降低氨的吸收率,故需要循环冷却水撤热,以提高氨的吸收效率。
20.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,在步骤一中,循环上水分为两组分别进入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,经过循环冷却后,高效吸氨器1#与高效吸氨器2#的回水管道通过总管进入储水位置后,经冷却后使用水泵返回循环上水位置。
21.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,在步骤一中,高效吸氨器3#同时也配备循环上水和循环回水部件,用于对高效吸氨器3#内部循环撤热,提高高效吸氨器3#内部氨的吸收效率。
22.根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,回收氨水的浓度可通过控制洗氨塔的除盐水量以及进入高效洗氨塔的洗涤水量进行调节。
23.本技术的有益效果:
24.1、本发明将装置正常工况下排放的驰放气与事故工况下的泄放气利用一套氨回收装置进行处理,将事故工况与正常工况下产生的含氨排放气经过一系列的吸收与处理,制成所需浓度的氨水回收利用,同时,确保了排入火炬的排放气达到排放要求,无需分别建装置对氨进行回收利用,节省了建设与设备的投资成本,且对设备的利用达到最大化。
25.2、本发明对氨合成工艺中事故排放气中的氨进行了高效的回收,并且使最终的尾气达到火炬排放要求,解除了新建氨火炬系统面临的装置位置可选择性低、设备费用成本高等问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1是本发明中氨气回收反应系统示意图;
28.图2是本发明中不同工况氨气排放量条形图;
29.图3是本发明中氨吸收率变化曲线图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。
31.为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施方式中的附图,对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本技术一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本技术保护的范围。
32.下面参考附图描述根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法。
33.如图1-图3所示,根据本技术实施例的一种氨合成装置系统中事故氨气回收的方法,该氨合成装置系统中事故氨气回收的方法包括事故工况处理及正常工况处理,其中事故工况处理包括以下几个步骤:
34.步骤一:由事故工况位置排出的排放气分两股分别进入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,在高效吸氨器1#与高效吸氨器2#内通过水溶液对氨进行吸收;
35.并且其反应式如下:
36.nh3+h2o=nh3·
h2o
37.步骤二:氨经高效吸氨器1#与高效吸氨器2#吸收后进入循环氨水罐,循环氨水罐底部设置两台循环氨水泵,液相一部分返回至高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,另一部分制成氨水供其他装置利用;
38.步骤三:循环氨水罐中未被吸收的气相氨进入洗氨塔用除盐水进行再次洗涤并吸收;
39.步骤四:洗氨塔设置两台循环氨水泵,从洗氨塔出来的液相再次返回高效吸氨器1#与高效吸氨器2#作为溶剂对氨气进行吸收,经处理后达标气相排入非氨火炬系统进行燃烧处理。
40.正常工况处理包括以下几个步骤:
41.步骤一:由正常工况位置排出的排放气进入高效吸氨器3#,在高效吸氨器内通过水溶液对氨进行吸收,氨经高效吸氨器3#吸收后进入循环氨水罐;
42.并且其反应式如下:
43.nh3+h2o=nh3·
h2o
44.步骤二:循环氨水罐出来的液相一部分返回至高效吸氨器3#,另一部分制成氨水供其他装置利用;
45.步骤三:循环氨水罐中未被吸收的气相氨进入洗氨塔用除盐水进行再次洗涤并吸收;
46.步骤四:洗氨塔设置两台循环氨水泵,从洗氨塔出来的液相再次返回高效吸氨器3#,作为溶剂对氨气进行吸收,经处理后达标气相排入非氨火炬系统进行燃烧处理。
47.根据本技术,在步骤一中,高效吸氨器1#与高效吸氨器2#为并联安装,排放气分为两股分别通入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#内部进行分散处理提高反应效率。
48.根据本技术,在步骤一中,因水吸收氨属于放热反应,温度升高会降低氨的吸收率,故需要循环冷却水撤热,以提高氨的吸收效率。
49.根据本技术,在步骤一中,循环上水分为两组分别进入高效吸氨器1#与高效吸氨器2#,经过循环冷却后,高效吸氨器1#与高效吸氨器2#的回水管道通过总管进入储水位置后,经冷却后使用水泵返回循环上水位置。
50.根据本技术,在步骤一中,高效吸氨器3#同时也配备循环上水和循环回水部件,用于对高效吸氨器3#内部循环撤热,提高高效吸氨器3#内部氨的吸收效率。
51.根据本技术,在步骤三中,回收氨水的浓度可通过控制洗氨塔的除盐水量以及进入高效洗氨塔的洗涤水量进行调节。
52.并且根据上述实施例,下列进行两种实际操作进一步解释本发明氨合成装置系统中事故氨气回收的方法:
53.示例一(事故工况):
54.液氨球罐事故状态泄放气33000nm3/h,含氨量约24t/h~26t/h,分别进入并联的高效吸氨器1#、2#,利用循环冷却水对高效吸氨器进行冷却,提高氨的吸收效率。排放气中的氨被来自洗氨塔95t/h~110t/h的除盐水吸收,氨吸收率可达95%以上,氨水经高效吸氨器1#、2#后进入循环氨水罐,20%氨水经循环氨水泵送入界区外,供其他装置使用;其他浓度氨水则返回至高效吸氨器1#、2#。气相进入洗氨塔,经除盐水洗涤后,液相返回至高效吸氨器1#、2#,气相则满足火炬系统可接受氨浓度要求。
55.示例二(正常工况):
56.液氨球罐正常驰放气543nm3/h,含氨量约300kg/h~500kg/h,进入高效吸氨器3#,利用循环冷却水对高效吸氨器进行冷却,提高氨的吸收效率。排放气中的氨被来来自洗氨塔的1.1t/h~2.0t/h除盐水吸收,氨吸收率达95%以上,氨水经高效吸氨器3#后进入循环氨水罐,20%氨水经循环氨水泵送入界区外,供其他装置使用;其他浓度氨水则返回至高效吸氨器3#。气相进入洗氨塔,经除盐水洗涤后,液相返回至高效吸氨器3#,气相则满足火炬系统可接受氨浓度要求。
57.并且上述两个操作中,每个操作经过多次有效循环,并且计算平均值结果,在计算平均值结果前,先计算中位数,随后将该有效循环内的多个操作数值中的最高值与最低值取消,并且取消与中位数相差超过百分之2的数值,最终计算出结果。
58.将装置正常工况下排放的驰放气与事故工况下的泄放气利用一套氨回收装置进行处理,无需分别建装置对氨进行回收利用,节省了建设与设备的投资成本,且对设备的利用达到最大化,对氨合成工艺中事故排放气中的氨进行了高效的回收,并且使最终的尾气达到火炬排放要求,解除了新建氨火炬系统面临的装置位置可选择性低、设备费用成本高等问题。
59.以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
60.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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