二氧化碳排空氣中氮、氫和二氧化碳?xì)怏w分離回收裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合成氨生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)液體二氧化碳生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及合成氨生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)液體二氧化碳的生產(chǎn)裝置排空不凝氣體中二氧化碳和氮?dú)錃獾木C合回收利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]合成氨生產(chǎn)變換后氣體中二氧化脫碳工藝很多，變壓吸附脫碳工藝近年來被大中小型合成氨裝置廣泛采用，但是變壓吸附脫碳在吸附二氧化碳的同時(shí)也會(huì)造成少量氮?dú)錃馔瑫r(shí)吸附，造成合成氨生產(chǎn)有效氣體的損失。而采用合成氨變壓吸附脫碳后的二氧化碳作為原料氣，采用壓縮冷凍工藝生產(chǎn)液體二氧化碳產(chǎn)品時(shí)，因?yàn)樵隙趸細(xì)庵泻猩倭康牡獨(dú)錃?，致使包含氮?dú)錃夂筒糠侄趸細(xì)怏w不能被全部被冷凝，為保證生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行需對(duì)此部分不凝氣體進(jìn)行泄壓排空，造成二氧化碳原料氣和氮?dú)錃馔瑫r(shí)被排放，既造成了資源的浪費(fèi)，又向環(huán)境排放了溫室氣體二氧化碳對(duì)環(huán)境造成一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的彌補(bǔ)以上合成氨生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)液體二氧化碳存在的不足之處，提供了其排空氣中氮?dú)錃夂投趸挤蛛x和全部綜合回收利用的裝置和技術(shù)方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種二氧化碳排空氣中回收氮?dú)錃獾难b置及方法，其特征在于設(shè)置二氧化碳吸收塔和解吸塔，并設(shè)置氣體減壓裝置，利用液體二氧化碳生產(chǎn)排空氣的較高壓力下在吸收塔內(nèi)用水吸收二氧化碳?xì)怏w，未被吸收的氮?dú)錃饨?jīng)氣體減壓裝置減壓至匹配壓力等級(jí)后返回合成氨裝置；高壓塔排出的含二氧化碳水溶液經(jīng)液體減壓裝置減壓進(jìn)入解吸塔頂部，二氧化碳?xì)怏w經(jīng)減壓釋放后，自解吸塔出口排出返回液體二氧化碳?jí)嚎s機(jī)入口。
[0005]其具體步驟為:a、二氧化碳吸收:液體二氧化碳生產(chǎn)時(shí)排空的不凝氣體中含有55?65%的二氧化碳，10一15%的氫氣，22-30%的氮?dú)猓?_6%的一氧化碳，氣體排空壓力為
1.8?2.8MPa，在設(shè)置的二氧化碳吸收塔內(nèi)采用高壓泵由塔頂噴淋吸收水，二氧化碳被吸收溶解到水中；b、氮?dú)錃鉁p壓回收:二氧化碳吸收塔中未被吸收的氣體為氮?dú)錃猓瑥乃斉懦龊蠼?jīng)減壓閥由1.8?2.8MPa減壓至25?50KPa，經(jīng)管道送至合成氨裝置變換入口管道，氮?dú)錃獾靡曰厥?；c、吸收后二氧化碳的回收:高壓吸收塔內(nèi)吸收二氧化碳?xì)怏w后的水溶液經(jīng)減壓裝置減壓后進(jìn)入低壓解吸塔，控制解吸塔壓力O?30KPa，二氧化碳自水中解吸釋放出來，通過塔頂管道輸送至二氧化碳裝置入口，同原料氣混合后繼續(xù)進(jìn)行加壓輸送、脫水脫硫精制、壓縮冷凍等，生廣液體一氧化碳廣品。
[0006]本發(fā)明的a步驟中，是將原排空的不凝氮?dú)錃夂投趸家胛账?nèi)，吸收水采用的高壓泵壓頭克服系統(tǒng)壓力等級(jí)1.8?2.8MPa，實(shí)現(xiàn)噴淋吸收。步驟b中，氣體減壓裝置采用減壓閥組或同類減壓裝置，實(shí)現(xiàn)高壓減壓至所需壓力級(jí)別。
[0007]本發(fā)明特點(diǎn)和益處，1、流程簡(jiǎn)單，只需配置吸收和解吸塔一組，配套減壓裝置即可實(shí)現(xiàn)；2、二氧化碳和氮?dú)錃饪煞謩e回收，分別返回至二氧化碳生產(chǎn)和合成氨生產(chǎn)；3、系統(tǒng)全密閉運(yùn)行，無三廢產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)環(huán)保效益顯著。
[0008]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中標(biāo)記為:1高壓吸收塔，2低壓解吸塔，3氣體減壓裝置，4液體減壓裝置，5加壓循環(huán)泵。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了更好的說明和實(shí)施，下面結(jié)合流程圖和具體實(shí)例祥細(xì)說明本發(fā)明。
[0011]4萬噸/年合成氨聯(lián)醇裝置一套，配套6萬噸液體二氧化碳生產(chǎn)裝置一套，原排空氣600Nm3/h，實(shí)測(cè)二氧化碳含量59.6%，氫氣11.3%，氮?dú)?4.9%，一氧化碳4.2% ;通過設(shè)置Φ800X4000吸收塔一臺(tái)、Φ800X4000解吸塔一臺(tái)、Q=30m3/h吸收泵一臺(tái)、減壓裝置兩套、控制儀表一套，實(shí)現(xiàn)上述流程，實(shí)現(xiàn)二氧化碳和氮?dú)錃獾姆蛛x回收。
[0012]a、二氧化碳吸收:含不凝氣體中55%的二氧化碳，10?13%的氫氣，10?15的氮?dú)?，氣體排空壓力為2.5MPa，氣體進(jìn)入二氧化碳吸收塔下部，經(jīng)高壓泵塔頂噴淋水吸收，二氧化碳被吸收溶解到水中；b、氮?dú)錃鉁p壓回收:未被吸收的氮?dú)錃?17Nm3/h，從高壓吸收塔塔頂排出后經(jīng)減壓閥由2.SMPa減壓至0.8MPa，經(jīng)管道送至合成氨裝置變換前管道(壓力30KPa)，實(shí)現(xiàn)氮?dú)錃饣厥?，日增產(chǎn)液氨0.66噸；c、吸收后二氧化碳的回收:高壓吸收塔內(nèi)吸收二氧化碳?xì)怏w后的水溶液經(jīng)減壓裝置減壓后進(jìn)入低壓解吸塔，控制解吸塔壓力O?30KPa，二氧化碳?xì)怏w358Nm3/h，通過塔頂管道輸送至二氧化碳裝置入口，同原料氣混合后繼續(xù)經(jīng)加壓輸送、脫水脫硫精制、壓縮冷凍等，生產(chǎn)液體二氧化碳產(chǎn)品，日增產(chǎn)液體二氧化產(chǎn)量16.5噸。
[0013]本發(fā)明的有益效果是提高了合成氨聯(lián)產(chǎn)液體二氧化碳流程提高二氧化碳和氮?dú)錃獾木C合利用率，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)保效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.二氧化碳排空氣中氮、氫和二氧化碳?xì)怏w分離回收裝置及方法，通過設(shè)置二氧化碳吸收塔和解吸塔，并設(shè)置氮?dú)錃鈿怏w減壓裝置和高壓水減壓裝置，利用液體二氧化碳生產(chǎn)排空氣具備的較高壓力，在其壓力狀態(tài)下在吸收塔內(nèi)用水吸收二氧化碳?xì)怏w，未被吸收的氮?dú)錃饨?jīng)氣體減壓裝置減壓至匹配壓力等級(jí)后返回合成氨裝置，吸收后的含二氧化碳水溶液經(jīng)膨脹解吸，釋放氣體二氧化碳返回到液體二氧化碳?jí)嚎s機(jī)入口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于:設(shè)置二氧化碳吸收塔和解吸塔，并利用液體二氧化碳排出氣體自身的壓力，采用水為吸收劑，在高壓下吸收二氧化碳，吸收后含二氧化碳水溶液經(jīng)減壓裝置減壓后進(jìn)入解吸塔，釋放出二氧化碳返回到液體二氧化碳裝置壓縮機(jī)入□ .3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于:在高壓吸收塔的頂部設(shè)置氣體減壓裝置，將未被吸收的氮?dú)錃饨?jīng)減壓后自塔頂排出，減壓后氣體輸送至合成氨裝置；在高壓吸收塔排液口設(shè)置液體減壓裝置，減壓后液體輸送至解吸塔頂部，噴淋解吸水中溶解的二氧化碳?xì)怏w，解吸后二氧化碳?xì)怏w自解吸塔頂部排出輸送到液體二氧化碳裝置壓縮機(jī)入口。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述，其特征在于:高壓吸收塔的操作壓力為1.8?2.8MPa，低壓解吸塔的操作壓力為25KPa?50KPa。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述，其特征在于:高壓吸收塔頂部減壓裝置減壓后氣體壓力為小于1.0MPa，且排出的氮?dú)錃饧吧倭恳谎趸挤祷氐阶儞Q入口。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述，其特征在于:高壓吸收塔高壓水溶液減壓后水壓力為小于.0.5MPa，低壓解吸塔釋放的二氧化碳?xì)怏w，返回液體二氧化碳生產(chǎn)裝置的入口。
【專利摘要】本發(fā)明提供了的是二氧化碳排空氣中氮、氫和二氧化碳?xì)怏w分離回收裝置及方法，其技術(shù)領(lǐng)域?qū)儆诤铣砂奔奥?lián)產(chǎn)液體二氧化生產(chǎn)領(lǐng)域。其特征在于合成氨變換后氣體采用變壓吸附工藝脫除二氧化碳，其中夾帶有2-3%的氮?dú)錃猓瑢?duì)于合成氨生產(chǎn)而言屬于有效氣體，本發(fā)明中含少量氮?dú)錃獾亩趸細(xì)怏w采用壓縮、冷凍方法生產(chǎn)液體二氧化碳，由于氮?dú)錃獾拇嬖谧罱K有部分不凝氣體需要排空處理；本發(fā)明利用二氧化碳排空壓力操作條件，采用水在較高壓力下對(duì)排空氣中二氧化碳進(jìn)行選擇吸收，未被吸收的氮?dú)錃馀懦鱿到y(tǒng)經(jīng)減壓至適當(dāng)壓力后返回至合成氨裝置；吸收后的含二氧化碳水溶液經(jīng)膨脹解吸，釋放出氣體二氧化碳返回到液體二氧化生產(chǎn)裝置的壓縮機(jī)入口，繼續(xù)作為生產(chǎn)二氧化碳的原料氣。本發(fā)明提供的裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳和氮?dú)錃獾娜烤C合回收，二氧化碳和氮?dú)錃獾玫阶畲蠡幕厥绽?，綜合效益顯著。
【IPC分類】C01B31/20, C01B3/52
【公開號(hào)】CN104944372
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510318449
【發(fā)明人】曹輝, 王磊, 陳思濤, 趙偉
【申請(qǐng)人】威海恒邦化工有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日