Способ удаления инертных примесей из продувочного газа производства аммиака

(сг ) (22) (46) (.72 ) (53) Р 2 б 3 ип).ХОИЗкл,. 6 (54)( БРИИЕ Щ СООЭ СОВЕТСНИХ ОИАЯИСТИЧЕСИИХ СПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3376693/28-2630,10,8115.01,84, БюлА.П. Дарюсин661,53(088.8)) 1, Авторское109 В, кл. С 012. Патент СО)А Р2-17, опублик57) СПОСОБ УДАЛСЕЯ ИЭ ПРОДУВ идетельство3/Оюза 1969,805536,1964 ( протоЕНИЯ ИНЕРТНЫНОГО ГАЗА ПР ВОДСТВА инертных десорбци кого а .газовой аммиака, тем, что ни очистред абсо миака на ных газо АММИАКА, включающий абсорбциюпримесей жидким аммиаком,ю растворенных газов из жидмммиака и возврат очищенноймеси в цикл производстваотли ч ающи йс я,с целью повиаения степе-.и газа, продувочный газ пебцией йасыщают парами амстадии десорбции растворениз жидкого аммиака.Изобретение относится к способампроизводства синтетического аммиака,а именно к удалению инертных примесей,например аргона и метана, из циркуляционного газа,Известен способ извлечения инертных примесей иэ циркуляционного газасинтеза аммиака, включающий стадииабсорбции иэ 0,01-0,9 циркуляционногогаза инертных газов аргона и метанажидким аммиаком при 30-100 С, десорб Оции и отдувки растворенных газов иэаммиака при пониженной температуре,возврата очищенной от инертов азотоводородной смеси в цикл синтеза иподачи очищенного жидкого аммиака 15на рециркуляцию Г 11,Недостатком известного способаявляется низкая степень очистки газаот инертных примесей.Наиболее близким по технической 20сущности и достигаемому результатук изобретению является способ извлечения инертных примесей иэ циркуляционного газа синтеза аммиака, включающий стадию абсорбции из циРкуляционного газа, подаваемого в низ эоныабсорбции, инертных газов аргонаи метана при повышенной температуреОжидким подогретым до 25-100 С продукционным аммиаком, к которому добавляют циркуляционный аммиак и конденсат очищенного газа, подаваемые вверх зоны абсорбции, двухступенчатойдесорбции растворенных газов из .насыщенного примесями жидкого аммиакасначала отдувкой легколетучих газовводорода и азота.и затем десорбцииохлаждением от -20 до +10 С, возврата обогащенной азотом и водородомочищенной газовой смеси в цикл синтеза аммиака, дросселирования жидкого аммиака после стадии десорбциис выделением в газовой фазе обогащенной аргоно-метановой Фракции,подачей на отдувку в зону десорбциигаза, рециркуляцией жидкого аммиака 45в цикл очистки 23.Недостатком известного способаявляется низкая степень очистки гаэа Аю, СН -69,4) из-за резкогоснижения температуры абсорбции на30-40 С при подаче в горячую зонуабсорбции продувочного газа. Целью изобретения является повышение степени очистки газа.55Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления инертных примесей из продувочного газа производства аммиака, включающему абсорбцию инертных примесей 60 жкцким 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.4 я,12 27 СНц и 12,35 ан при температуре 40 С и давлении 300 ата поступает в верхнюю часть сатурационно-насытятельной ступени эоны,десорбции абсорбционно-десорбционной колонны 2, в которой он нагревается до 125-127 С и насыщается парами ЮНз. Термостатирование заданных температур нагре-. ва ( 125-127 С) при наличии недорекуперации и потерь тепла компенсируется в паровых подогревателях 3. Затем насыщенный газ. (50-б 0 Яиз) проходит при указанных температурах конденсационно-абсорбционную зону колонны 2. Выходящий из узла 4 очищенный газ 5, содержащий 0,452 об. А и 0,089 СН при температуре 40 С и295 ата. поступает в линию всаса циркуляционной ступени компрессора агрегата синтеза.Растворитель - жидкий аммиак двумя готоками б 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 холод,Содержание компонентовмольные доли, при использовании предлагаемого способаКомпоненты Сырой 10 чище нный.1 Сырой Очищенный 0,052 0,00428 0,063 0022 0,0755 Аг 0,00085 0,06 0,17 Сн ВНИИПИ Заказ 11138/24 Тираж 470 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного 21-23 аммиака, подаваемого для поглощения теплоты конденсации избыточных паров аммиака.Метаново-аргоновая фракция 24, содержащая в сухом газе 1 без учета паров инз) 15, 7 об,Ач,51, 45 а СН, 5 1,45 Н и 31,4 Фа, выделяемая в колонне 3.0 при 89 С, выходит из нее при 40 С и 50 ата.Подача двумя потоками основной части растворителя сырого продук ционного и смешанного с частью циркуляционного аммиака ) в низ эоны абсорбции позволяет поглотить там основное количество примесей газов, поступающих из зоны десорбции допол нительно к растворенным газам, содержащимся в сыром продукционном аммиаке, и затем в зоне десорбции полностью освободить насыщенный раствори- тель от плохо растворимого водорода, увеличив выход его по отношению к продувочному газу за счет танковых газов, например, на 153. 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 сте-. степени 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 ционной установки. Подогрев всего подаваемого в колонну растворителя до 125 С с поддержанием в зоне аб- сорбции температуры 125-120 О С при помощи дополнительного охлаждения 45 или при необходимости подогрева, компенсирующих приход теплот абсорбции компонентов газа и конденсации насыщенных паров аммиака, уменьшает расход лимитирующего циркуляционногоаммиака по сравнению с известнымспособом.П р и м е р . Продувочный газагрегата синтеза аммиака в количестве 150,4 нмз/тнеу,содержащий Н 79,694 нм 1, ке - 26,550 нмф, А 7,136 нм, СН 450 ими ргн 18,57 нм , подают в насытительно-охладительную ступень эоны десорбцииколонны. Растворитель в количестве2250 нм /т Фйз,состоящий иэ конденсата 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 иениз зоны абсорбции в примерных мольных долях от общей подачи - верх,середина, низ:. 0,242, 0,313 и,0,445,При этом из сырого продукционногоаммиака, подаваемого в ниэ абсорбционной зоны, дополнительно выделяютв зоне десорбции 25, 6955 имия газасостава Н,861 нм, л - 3,953 нмА,4765 нм и СН - 8,405 нм.Суммарное количество поступающегогаза ( без учета аммиака, возвращаемого в цикл синтеза аммиака), составляет 157,5255 нм/т Фаз,составаН - 91,555 нм, ч -30,503 им , А-8,0125 нм и СН - 26,855 нм.Выходящую после теплообменника,очищенную азотводороднув смесь вколичестве 105,541 нм /т инсодержащую Н - 90, 8 нм е ю -14, 2 нм ., А 0,452 нм и СН - 0,089 нм возвращают в цикл синтеза аммиака,Использование способа согласноизобретению позволяет уменьшйтьсодержание инертовсравнительныеданные 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.1 Содержание компонентов,мольные доли, при использовании известного способа