專利名稱：一種凈化回收氨氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨氣的凈化回收方法，主要是涉及含有硫化氫的氨氣凈化回收方法。
在煉油廠二次加工過(guò)程如催化裂化、焦化、脫硫、重整、加氫等裝置的富氣洗滌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酸性廢水(含硫和氨的廢水)，這些廢水最常用的處理方法是蒸汽汽提，汽提有雙塔和單塔兩種。這兩種汽提方法均可脫除酸性氣(主要含H2S)和氨氣(內(nèi)含不同濃度的H2S)或氨水。
目前常用來(lái)凈化氨氣中H2S等雜質(zhì)的方法為濃氨水洗滌，氨氣中H2S等雜質(zhì)和濃氨水反應(yīng)生成硫氫化氨、硫化氨等，從而將H2S等雜質(zhì)除去，以達(dá)到凈化氨氣的目的，這種方法存在的主要問(wèn)題有1、氨氣中H2S殘存量較高，約100μg/g；2、有二次污染，生產(chǎn)堿渣待處理；3、液氨耗量大；4、流程較復(fù)雜，設(shè)備多。
英國(guó)專利GB2252308公開(kāi)了一種從氣態(tài)混合物中脫除酸性氣體的方法，該方法主要包括用溶劑吸收酸氣和用汽提法再生用過(guò)的溶劑，所用的溶劑由二甲基乙醇胺的含水混合物組成，二甲基乙醇的濃度為30％-70％(重量)之間。該方法雖能較好地脫除酸性氣體，但是仍然存在著操作成本高，操作復(fù)雜，存在環(huán)境污染等缺點(diǎn)。
為克服以上不足，本發(fā)明提供一種脫除氨氣中硫化氫的方法，流程簡(jiǎn)單，操作容易，凈化后的氨氣純度高。
我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，NH3和H2S在達(dá)到25.5℃以下的條件下，其中一部分NH3和H2S開(kāi)始由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，溫度降低，結(jié)晶物增多，稱為凝華過(guò)程，生成物呈白色云母狀。經(jīng)研究，認(rèn)為其主要原理是因?yàn)榘l(fā)生了如下反應(yīng)1、2、根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)明發(fā)明了一種叫“結(jié)晶—吸附”的方法來(lái)精制汽提后的氨氣，包括所述含有硫化氫雜質(zhì)的氨氣原料首先進(jìn)入結(jié)晶罐，在壓力為常壓～0.30Mpa，最好為常壓～0.13Mpa，溫度為0～25℃，最好為3～10℃的條件下，硫化氫與氨氣的反應(yīng)物凝華成結(jié)晶，附著在結(jié)晶罐的結(jié)晶板上而被除去，未反應(yīng)的極少量硫化氫及氨氣進(jìn)入裝有吸附劑的吸附塔，塔內(nèi)溫度一般為20～40℃，最好為25～35℃，壓力一般為常壓～0.20Mpa，最好為常壓～0.10Mpa，硫化氫被吸附劑吸附去除，凈化后的氨氣可作為產(chǎn)品直接使用，例如壓縮成液氨直接作化工原料。
本發(fā)明所述的含有硫化氫的氨氣中硫化氫的濃度可以在0.01％～1.00％(v)的范圍內(nèi)，一般是0.10％～0.50％(v)，例如煉油廠二次加工裝置所產(chǎn)生的酸性廢水，經(jīng)脫氨處理過(guò)程所得到的含有硫化氫的氨氣。
所述結(jié)晶罐中的低溫環(huán)境可采用注入液氨的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，注入液氨的量主要根據(jù)結(jié)晶罐中的操作溫度來(lái)調(diào)整，一般是所處理的氨氣總重量的5％～10％。
所述吸附塔中的吸附劑一般是活性炭或氧化鋁等多孔物質(zhì)。
所述結(jié)晶罐內(nèi)可設(shè)置若干塊結(jié)晶板，以擴(kuò)大結(jié)晶面積，增加容量，結(jié)晶罐的大小以及結(jié)晶板的多少主要是根據(jù)所要處理的氨氣量及氨氣性質(zhì)決定的，結(jié)晶板數(shù)一般是2～10。一般地，氨氣在結(jié)晶罐中的體積空速應(yīng)為10～40h-1，此處所指的體積空速是每小時(shí)進(jìn)入結(jié)晶罐的氨氣在25℃下標(biāo)準(zhǔn)體積與結(jié)晶罐的總?cè)莘e之比。結(jié)晶板上一般可焊有間距為100-200mm，φ10-φ20，高為100-200mm的圓鋼柱，結(jié)晶板為2/3-1/2圓，結(jié)晶板間距為300-500mm。
所述吸附塔的大小及吸附劑的裝量是根據(jù)所處理的氣體量和氣體性質(zhì)決定的，所處理的氣體在吸附塔中的體積空速一般在20～60h-1的范圍內(nèi)，此處所指體積空速是指吸附塔每小時(shí)所處理的氣體在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)體積與吸附劑的體積之比。
本發(fā)明結(jié)晶罐在使用產(chǎn)率低時(shí)，可以通過(guò)停運(yùn)或切換新的結(jié)晶罐，向失效的結(jié)晶罐內(nèi)注水沖洗溶掉結(jié)晶物的方法進(jìn)行處理，處理后的結(jié)晶罐可繼續(xù)使用。
吸附塔的吸附劑吸附效率降低時(shí)，也可切換新的吸附塔或停運(yùn)，向失效的吸附塔內(nèi)通入過(guò)熱水蒸汽，對(duì)吸附劑進(jìn)行再生。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明利用了氨氣和硫化氫的反應(yīng)物在特定條件下結(jié)晶的原理，脫除氨氣中的硫化氫，這樣通過(guò)冷卻結(jié)晶可將氨氣中90％～95％的硫化氫脫除掉，剩下殘存的硫化氫便可通過(guò)吸附劑吸附掉，從而得到較純凈的氨氣，經(jīng)壓縮后便可得到工業(yè)液氨。該法沒(méi)有二次污染，操作簡(jiǎn)單，適合工業(yè)應(yīng)用。
以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1-4下述實(shí)施例1-4所處理原料氣中各組分組成為NH398.3v％H2S 0.6v％酚＜0.25mg/l CN-0.21mg/l O20.25v％H20.72v％。
實(shí)施例1-4所采用的基本流程為上述原料氣首先進(jìn)入結(jié)晶罐中處理，然后經(jīng)吸附塔吸附后，再進(jìn)入氨壓縮機(jī)加壓液化即得產(chǎn)品液氨，結(jié)晶罐中的低溫環(huán)境是通過(guò)注入產(chǎn)品液氨的方法實(shí)現(xiàn)的。
所述結(jié)晶罐中結(jié)晶板數(shù)為5塊，結(jié)晶板上焊有間距為150mm，φ15，高為150mm的圓鋼柱，結(jié)晶板為2/3圓。
其它具體條件及處理結(jié)果如下表所示。
注處理后的氣體中除H2S外，其它雜質(zhì)未測(cè)出。
權(quán)利要求
1.一種凈化回收氨氣的方法，包括使含有硫化氫雜質(zhì)的氨氣原料首先進(jìn)入結(jié)晶罐，在壓力為常壓～0.30Mpa，溫度為0～25℃的條件下，硫化氫與氨氣的反應(yīng)物凝華成結(jié)晶，附著在結(jié)晶罐的結(jié)晶板上而被除去，未反應(yīng)的極少量硫化氫及氨氣進(jìn)入裝有吸附劑的吸附塔，塔內(nèi)溫度為20～40℃，壓力為常壓～0.20Mpa，硫化氫被吸附劑吸附去除，得到凈化后的氨氣。
2.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述凈化后的氨氣壓縮成液氨后直接作化工原料。
3.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述結(jié)晶罐內(nèi)的處理?xiàng)l件是壓力為常壓～0.13Mpa，溫度為3～10℃。
4.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述的吸附塔的操作條件是溫度為25～35℃，壓力為常壓～0.10Mpa。
5.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述氨氣原料中硫化氫的濃度在0.01v％～1.00v％的范圍內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述氨氣原料中硫化氫的濃度在0.10v％～0.50v％的范圍內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述結(jié)晶罐中的低溫環(huán)境是采用注入液氨的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
8.按照權(quán)利要求1所述的凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述吸附塔中的吸附劑是活性炭或氧化鋁。
9.按照權(quán)利要求1所述凈化回收氨氣的方法，其特征在于所述結(jié)晶罐內(nèi)結(jié)晶板數(shù)是2～10。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種凈化回收氨氣的方法，包括使含有硫化氫雜質(zhì)的氨氣原料首先進(jìn)入結(jié)晶罐，在壓力為常壓～0.30Mpa，溫度為0～25℃的條件下，硫化氫與氨氣的反應(yīng)物凝華成結(jié)晶，附著在結(jié)晶罐的結(jié)晶板上而被除去，未反應(yīng)的極少量硫化氫及氨氣進(jìn)入裝有吸附劑的吸附塔，塔內(nèi)溫度為20～40℃，壓力為常壓～0.20Mpa，硫化氫被吸附劑吸附去除，得到凈化后的氨氣可直接進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮成液氨作為化工原料使用。該法沒(méi)有二次污染，操作簡(jiǎn)單，適合工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)B01D53/52GK1393405SQ0111416
公開(kāi)日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者畢道毅 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院