CN102502698B - 一种弛放气氨回收方法及氨回收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弛放气氨回收方法及氨回收器。该方法和氨回收器是在氨合成工序至液氨储槽之间增设氨回收器；氨回收器为多段；氨合成工序氨冷后氨分离器排出的低温液氨单独送到氨回收器的上部液氨入口管，低温液氨在氨回收器内闪蒸、解吸出的弛放气，与由下向上流动来自液氨储槽的弛放气汇合，氨含量下降后的弛放气经由氨回收器上部的丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；闪蒸、解吸出弛放气后的低温液氨经氨回收器的低温液氨出口出氨回收器，经调节阀去低温冷交换器、液氨储槽，或直接去液氨储槽；氨回收器下部的弛放气进口与液氨储槽弛放气出口连接。具有不消耗动力，可以回收液氨冷量的特点。

Description

一种弛放气氨回收方法及氨回收器

技术领域

本发明涉及一种合成氨化工工艺及配套设备。即回收氨合成工序液氨弛放气中的一部分氨，并可以回收液氨冷量的一种弛放气氨回收方法及氨回收器。

背景技术

在已有技术中，我国的大、中、小型合成氨厂氨合成工序都设有二级氨分离或三级氨分离，不论是二级还是三级氨分离工艺，都有氨冷后氨分离器，二级氨分离除了设有氨冷后氨分离器以外，还设有冷交后氨分离器或水冷器后氨分离器，三级氨分离则三种氨分离器都有。现在大部分的合成氨厂都是冷交后氨分离器和氨冷后氨分离器的二级氨分离。

氨冷后氨分离器分离出来的低温液氨温度一般在-10℃～0℃，约占氨合成工序产氨总量的50％左右，目前，这些低温液氨与冷交后氨分离器分离出来的冷液氨，水冷器后氨分离器分离出来的常温液氨相汇合后一同去液氨储槽。由氨合成工序排到液氨储槽的液氨中溶解有氢气、甲烷、氩气、氮气等气体，液氨去液氨储槽后，液氨的压力下降，气体在液氨中的溶解度下降，液氨中溶解的气体在液氨储槽内被闪蒸、解吸出来，这些气体称为弛放气。弛放气中含有50％(体积)左右的气氨，含有大量气氨的弛放气如果去等压氨回收塔，弛放气中的气氨被水吸收，制备出含氨15％(重量)左右的氨水。这些氨水送到尿素车间的解吸***和深度水解***，加重或超过了两个***的负荷，导致这两个***的不正常，并要多消耗电和多消耗低压蒸汽和高压蒸汽，增加了尿素的消耗和生产成本；氨水中的氨在解吸***被解吸，氨水被分离成含有微量氨的水和含有大量水蒸气的气氨，含有大量水蒸气的气氨再去尿素的低压吸收***，加重或超过了尿素低压***的吸氨负荷，将会导致尿素生产的不稳定；含有大量气氨的弛放气如果去无动力氨回收回收氨，将会增加冷冻工序氨压缩机的负荷，增加氨压缩机的电耗。

绝大部分合成氨厂液氨储槽出***有大量气氨的弛放气都直接去等压氨回收塔或去无动力氨回收，只有很少数的厂先用氨冷法将弛放气中的一部分气氨冷凝成液氨，再将氨含量降低的弛放气去等压氨回收塔，减少等压氨回收塔回收的氨水量。采用氨冷法回收弛放气中的一部分氨，是将冷冻工序来的液氨加到氨冷器，液氨在氨冷器内低压低温下吸热蒸发成气氨，将氨冷器管内的弛放气冷却，弛放气中的气氨冷凝成液氨，使弛放气中的氨含量下降。蒸发的气氨回冷冻工序的氨压缩机，经压缩后再冷却成液氨，液氨再去氨冷器。此法要增加氨冷器、冷交换器、氨分离器等设备，并要增加冷冻工序氨压缩机的负荷，增加氨压缩机的电耗。

在实际生产中，液氨储槽的容积很大，外表面积很大，液氨在氨槽内停留时间长，温度较低的液氨进入氨槽后，温度往往会有所上升。尤其是在夏天的白天，气温高，阳光照射强烈的环境下，当使用无保冷、无遮阳棚的球形液氨储罐，液氨排入球形液氨储罐后，液氨温度会有较大幅度的升高，去氨回收的弛放气中氨含量也随之大幅度提高，弛放气中氨含量会高达55％(体积)以上，加重了弛放气氨回收的负荷，并由此带来一系列问题。

在已有技术中，存在以下不足：

1、氨合成工序氨冷后氨分离器分离出来的低温液氨温度一般在-10℃～0℃，约占氨合成工序产氨总量的50％左右，目前，这些低温液氨与冷交后氨分离器分离出来的冷液氨、水冷器后氨分离器分离出来的常温液氨汇合后一同去液氨储槽，汇合后的液氨温度高于低温液氨温度，难以再按温度的不同回收、利用这些液氨的冷量；

2、在液氨储槽之前无闪蒸、解吸设备，没有在液氨进入液氨储槽之前，在比较低的温度下将液氨闪蒸、解吸，先预分离出液氨中的绝大部分氨含量低的弛放气，而是将液氨中的一些已经闪蒸、解吸出来的弛放气与液氨全部经由液氨储槽，弛放气在“热”液氨中鼓泡出来，不但使弛放气中氨浓度大大增加，经过液氨储槽的弛放气气量也多，使去等压氨回收塔的弛放气中的氨总量增加；

3、没有利用低温液氨、冷液氨的冷量分级地洗涤、回收从液氨储槽、常温液氨、冷液氨中闪蒸、解吸出来的氨含量较高的弛放气中的氨；

4、低温液氨、冷液氨中溶解的气体被闪蒸、解吸、分离出来后，低温液氨、冷液氨的冷量还很多，目前没有挖掘、回收、利用这些冷量；

5、采用氨冷法回收、降低弛放气中的氨，要消耗动力，增加了氨压缩机的负荷，电耗增加，增加的设备也多；

6、弛放气中的氨含量高低受季节、气温、光照等外界条件的影响很大。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供的不消耗动力回收氨合成工序排出液氨弛放气中的一部分氨，并可以回收液氨冷量的一种弛放气氨回收方法。

本发明的另一目的是提供的一种用在氨合成工序至液氨储槽之间的氨回收设备，用于回收氨合成工序排出液氨弛放气中的一部分氨、液氨可以去回收冷量的一种氨回收器。

本发明的技术解决方案是：一种弛放气氨回收方法是在氨合成工序至液氨储槽之间增设氨回收器；根据工艺条件和需要，氨回收器分成三段或二段、一段，各段设有液氨入口管，氨合成工序来温度最低的液氨去氨回收器的上段的液氨入口管，温度相对高的液氨去下段的液氨入口管；氨冷后氨分离器排出的低温液氨单独送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分离器排出的冷液氨、水冷器后氨分离器排出的常温液氨、或冷液氨与常温液氨相汇合的混合液氨，按其液氨温度的高低，分别去下面各段的液氨入口管，或仍去液氨储槽；或将氨合成工序仍按传统工艺送出的二种或三种液氨相汇合的汇合液氨送到只有一段的氨回收器液氨入口管；液氨储槽出口的弛放气从下部的弛放气进口进入氨回收器内，弛放气向上依次经过各段，与在各段闪蒸、解吸出来的弛放气接触、汇合，汇合的弛放气经丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；在各段闪蒸、解吸出弛放气后的液氨，分别由各液氨出口或下部的液氨出口分别出氨回收器，根据各段液氨温度的高低和需要，或分别去低温冷交换器、冷交换器回收冷量，或不去回收冷量直接去液氨储槽；如果低温液氨或冷液氨不去回收冷量，也可以落到氨回收器的底部，由下部的液氨出口出氨回收器去液氨储槽；经过低温冷交换器、冷交换器回收冷量后的液氨去液氨储槽。

不同段数氨回收器的具体工艺是：

氨回收器为一段，氨合成工序氨冷后氨分离器排出的低温液氨单独送到氨回收器的中上部液氨入口管，低温液氨在氨回收器内闪蒸、解吸出的弛放气，与由下向上流动来自液氨储槽的弛放气汇合，弛放气经由氨回收器上部的丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；闪蒸、解吸出弛放气后的低温液氨经氨回收器下部的低温液氨出口出氨回收器，经调节阀去低温冷交换器、液氨储槽，或直接去液氨储槽；氨回收器下部的弛放气进口与液氨储槽弛放气出口连接。

氨回收器为一段，将氨冷后氨分离器排出的低温液氨与冷交后氨分离器排出的冷液氨二种液氨相汇合，汇合后的混合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；或将氨冷后氨分离器排出的低温液氨与水冷器后氨分离器排出的常温液氨二种液氨相汇合，汇合后的混合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；或将氨冷后氨分离器排出的低温液氨与冷交后氨分离器排出的冷液氨、水冷器后氨分离器排出的常温液氨三种液氨相汇合，汇合后的汇合液氨送到氨回收器中上部的液氨入口管；混合液氨或汇合液氨在氨回收器内闪蒸、解吸出的弛放气，与由下向上流动来自液氨储槽的弛放气汇合，弛放气经由氨回收器上部的丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；闪蒸、解吸出弛放气后的混合液氨或汇合液氨经氨回收器下部的液氨出口出氨回收器，经调节阀去冷交换器、液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽。

氨回收器为二段，氨合成工序氨冷后氨分离器排出的低温液氨单独送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分离器排出的冷液氨单独送到氨回收器下段的液氨入口管；或水冷器后氨分离器排出的常温液氨单独送到氨回收器下段的液氨入口管；或冷交器后氨分离器排出的冷液氨与水冷器后氨分离器排出的常温液氨二种液氨相汇合的混合液氨送到氨回收器下段的液氨入口管；冷液氨或常温液氨或混合液氨在氨回收器下段闪蒸、解吸出的弛放气与由下向上流动来自液氨储槽的弛放气汇合，弛放气上升经过上段，与上段的低温液氨逆流接触并传热传质，并与低温液氨闪蒸、解吸出的弛放气汇合，弛放气经由氨回收器上部的丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；闪蒸、解吸出弛放气后的低温液氨由液氨出口出氨回收器，经调节阀去低温冷交换器、液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；闪蒸、解吸出弛放气后的冷液氨或常温液氨或混合液氨由下部的液氨出口出氨回收器，经调节阀去冷交换器、液氨储槽，或直接去液氨储槽；如果上段的低温液氨不去低温冷交换器回收冷量，可以取消隔板、升气管、液氨出口，上段的低温液氨直接落到下段，与下段的液氨一同出氨回收器。

氨回收器为三段，氨合成工序氨冷后氨分离器排出的低温液氨单独送到氨回收器上段的的液氨入口管；冷交器后氨分离器排出的冷液氨单独送到氨回收器中段的液氨入口管；水冷器后氨分离器排出的常温液氨单独送到氨回收器下段的液氨入口管；常温液氨在氨回收器下段闪蒸、解吸出的弛放气与由下向上流动来自液氨储槽的弛放气汇合，弛放气上升经过中段，与中段的冷液氨逆流接触并传热传质，并与冷液氨闪蒸、解吸出的弛放气汇合，弛放气上升经过上段，与上段的低温液氨逆流接触并传热传质，并与低温液氨闪蒸、解吸出的弛放气汇合，弛放气经由氨回收器上部的丝网除沫器、弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；闪蒸、解吸出弛放气后的低温液氨由液氨出口出氨回收器，经调节阀去低温冷交换器、液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；闪蒸、解吸出弛放气后的冷液氨由液氨出口出氨回收器，经调节阀去冷交换器、液氨储槽，或直接去液氨储槽；闪蒸、解吸出弛放气后的常温液氨由下部的液氨出口出氨回收器，经调节阀直接去液氨储槽；如果上段的低温液氨不去低温冷交换器回收冷量，可以取消上段下面的隔板、升气管、液氨出口，上段的低温液氨直接落到中段，与中段的液氨一同出氨回收器；如果中段的冷液氨不去冷交换器回收冷量，可以取消中段下面的隔板、升气管、液氨出口，中段的冷液氨直接落到氨回收器的底部，与底部的液氨一同出氨回收器。

氨回收器包括筒体，筒体内设有三段或二段、一段；筒体顶部设有丝网除沫器、顶部的弛放气出口与等压氨回收塔或无动力氨回收连接；筒体侧面设有或各段的液氨入口管，分别与氨合成工序来的各液氨管连接；下部侧面的弛放气进口与液氨储槽弛放气出口连接；底部有液氨出口。

每段设有液体分布装置，液体分布装置与液氨入口管连接；液体分布装置可以是常用的形式，也可以是由一只或一只以上喷嘴、喷头组成的液体分布装置；

每段的液体分布装置采用液氨闪蒸分布器，液氨的闪蒸和液氨分布的效果都好；液氨闪蒸分布器由通筒体外部的带有多孔的液氨入口管、分布槽、上挡板、若干个分布管组成；液氨入口管伸到筒体内，管大部分在分布槽内，管上的孔全部在分布槽内；在分布槽、分布管的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽与上挡板之间留有一定间隙，各分布管接在分布槽的两侧。

各液体分部装置或液氨的液氨闪蒸分布器下部设有填料压篦、规整填料和栅板。

筒体内的上一段与下一段之间有隔板、升气管和液氨出口；隔板、升气管和液氨出口将氨回收器内各段温度不同的液氨隔开，可以按各段液氨温度的高低，分别去回收液氨的冷量，从而提高了回收液氨冷量的效果。

对于某一段的液氨不去回收冷量，可以取消、也可以保留这一段规整填料下面的隔板、升气管和该段的液氨出口。

氨合成来的几股温度不同的液氨，温度最低的低温液氨去氨回收器上段的液氨闪蒸分布器的液氨入口管，温度相对高的液氨去氨回收器下段的液氨闪蒸分布器的液氨入口管，温度居中的液氨去氨回收器中段的液氨闪蒸分布器的液氨入口管。也可以将低温液氨、冷液氨分别去氨回收器的上段和下段的液氨闪蒸分布器的液氨入口管，常温液氨仍直接送液氨储槽，但效果会差些；或将低温液氨去仅为一段的氨回收器的液氨闪蒸分布器的液氨入口管，其余的液氨仍直接送液氨储槽，但效果差；也可以将氨合成工序的各氨分离器排的氨相汇合，仍采用传统的排氨工艺不变，汇合液氨去仅为一段的氨回收器的液氨闪蒸分布器的液氨入口管，但效果更差。氨回收器将低温液氨、冷液氨、常温液氨等液氨中溶解的弛放气的绝大部分在液氨进液氨储槽之前预分离出来，弛放气由氨回收器顶部的弛放气出口去等压氨回收塔或无动力氨回收，在低温下闪蒸、解吸液氨中溶解的气体，弛放气中的氨含量低，从而从源头减少了去等压氨回收塔或无动力氨回收弛放气中氨含量。

氨回收器各液氨出口的低温液氨、冷液氨不去回收液氨冷量的，经调节阀直接去液氨储槽，也可以取消其下面的隔板，低温液氨、冷液氨由上一段规整填料直接落到下一段的规整填料或落到氨回收器的底部，之后去液氨储槽。

液氨储槽出口氨含量在50％(体积)左右的弛放气从下部的侧面进氨回收器，在氨回收器的规整填料层，用常温液氨、冷液氨、低温液氨分别冷凝、回收从液氨储槽来的弛放气中的氨和从常温液氨、冷液氨中闪蒸、解吸出来的弛放气中的氨，降低了这些弛放气中的氨含量，将弛放气氨含量降到20％(体积)左右，使从氨回收器弛放气出口出来的混合弛放气的氨含量，与从低温液氨中闪蒸、解吸出来的弛放气氨含量相近，去等压氨回收塔或无动力氨回收弛放气中氨含量由50％(体积)左右降到20％(体积)左右，由弛放气带入等压氨回收塔或无动力氨回收的氨减少到原来的四分之一，进一步减少了去等压氨回收塔或无动力氨回收弛放气中氨含量。

回收弛放气的氨和回收液氨的冷量可以有多种方式和流程，可以有以下几种工艺：

筒体内分成三段的工艺是：来自氨冷后氨分离器的低温液氨管与氨回收器上段的液氨入口管连接；来自冷交后氨分离器的冷液氨与氨回收器中段的液氨入口管连接；来自水冷器后氨分离器的常温液氨与氨回收器下段的液氨入口管连接；氨回收器上段的低温液氨经液氨出口及调节阀去低温冷交换器，回收冷量之后去液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；氨回收器中段的冷液氨经液氨出口及调节阀去冷交换器，回收冷量之后去液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；氨回收器下段的常温液氨经氨回收器底部液氨出口及调节阀直接去液氨储槽；液氨储槽弛放气出口与氨回收器的弛放气进口连接，液氨储槽内的弛放气进入氨回收器内的下部，经过氨回收器内的各层规整填料、二段之间的升气管，上升到氨回收器的上部，经过顶部的丝网除沫器，由顶部的弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；当上段的低温液氨不去回收冷量时，也可以取消其下面的隔板和升气管，低温液氨直接落到中段；或当中段的冷液氨不去回收冷量时，也可以取消其下面的隔板和升气管，冷液氨直接落到下段；

筒体内分成二段的工艺是：来自氨冷后氨分离器的低温液氨与氨回收器上段的液氨入口管连接；来自冷交后氨分离器的冷液氨、水冷器后氨分离器的常温液氨的其中的一种液氨或由这二种液氨相混合的混合液氨与氨回收器下段的液氨入口管连接；氨回收器上段的低温液氨经液氨出口及调节阀去低温冷交换器，回收冷量之后去液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；氨回收器下段的冷液氨或常温液氨或混合液氨，经氨回收器底部的液氨出口及调节阀或去冷交换器，回收冷量之后去液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；液氨储槽弛放气出口与氨回收器的弛放气进口连接，液氨储槽内的弛放气进入氨回收器内的下部，经过氨回收器内的各层规整填料、二段之间的升气管，上升到氨回收器的上部，经过顶部的丝网除沫器，由顶部的弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；当上段的低温液氨不去回收冷量时，也可以取消隔板和升气管，低温液氨直接落到下段；

筒体内只有一段时的工艺是：来自氨冷后氨分离器的低温液氨管与氨回收器的液氨入口管连接；或由氨冷后氨分离器的低温液氨同冷交后氨分离器的冷液氨或同水冷器后氨分离器的常温液氨由二种液氨相混合的混合液氨管与氨回收器的液氨入口管连接；或由氨冷后氨分离器的低温液氨、冷交后氨分离器的冷液氨、水冷器后氨分离器的常温液氨三种液氨相汇合的汇合液氨管与氨回收器的液氨入口管连接；氨回收器底部的低温液氨或混合液氨或汇合液氨，经底部的液氨出口及调节阀或去低温冷交换器或去冷交换器，回收冷量之后去液氨储槽，或经调节阀直接去液氨储槽；液氨储槽弛放气出口与氨回收器的弛放气进口连接，液氨储槽内的弛放气进入氨回收器内的下部，经过氨回收器内的规整填料，上升到氨回收器的上部，经过顶部的丝网除沫器，由顶部的弛放气出口去等压氨回收塔或去无动力氨回收；

筒体内只有一段时的工艺氨回收效果差，冷量回收效果也差。

低温冷交换器和冷交换器为中压换热器，可以采用常用的立式列管式结构，也可以采用其它的结构形式；可以各是一台设备，也可以各是二台以上的设备串联或并联或混联。

氨回收器即与氨合成工序来的液氨连接，又与液氨储槽的弛放气管连接，同时弛放气出口管又与等压氨回收或无动力氨回收连接，即缓冲了氨合成工序来的液氨、及弛放气的压力，避免了氨回收器超压，又稳定了充氨时液氨储槽的压力。

本发明的优点是：

1、将氨合成工序温度低的低温液氨、冷液氨改为分别单独送出，挖掘、利用了以前从未回收、利用的低温液氨、冷液氨的冷量回收弛放气中的氨，大幅度地减少了弛放气中氨含量。

2、在氨合成工序与液氨储槽之间增加了氨回收器，将氨合成工序分别送来的几股液氨中溶解气体的绝大部分在液氨进入液氨储槽之前，在低温或较低温度的条件下在氨回收器预分离出来，弛放气中的氨含量低，从源头解决了弛放气中氨含量高的问题。

3、在低温下，弛放气在液氨中的溶解度低，在低温下闪蒸、解吸液氨中溶解的弛放气，效果会更好，液氨中的弛放气闪蒸、解吸的会更彻底，由液氨储槽出来的弛放气量会降低到很少，从根本上解决了从温度升高的液氨储槽带走的氨量很多的问题。

4、用温度低的冷液氨、低温液氨分级地洗涤、冷却、冷凝从液氨储槽出来的氨含量很高的弛放气中的氨和从常温液氨、冷液氨中闪蒸、解吸出来的弛放气中的氨，由弛放气带入等压氨回收塔或无动力氨回收的氨减少到原来的四分之一，利用了仅占液氨总量50％左右的低温液氨的冷量，却几乎达到了全部是低温液氨的效果，又进一步降低了弛放气中的氨含量。

5、弛放气温度的高低和氨含量的高低，不再受季节、气温、光照的影响，去等压氨回收塔或无动力氨回收弛放气温度低、氨含量也低，而且稳定。

6、氨回收器出口液氨中溶解的气体量已经很少，经过低温冷交换器、冷交换器回收冷量后的液氨温度虽然有所升高，但液氨中溶解的气体量将不会随着液氨温度的升高而提高。

7、低温液氨、冷液氨在各自的低温下分别闪蒸、解吸出各自的弛放气后，又利用低温液氨、冷液氨的冷量回收混合弛放气中的氨，又将低温液氨、冷液氨送去回收冷量，再将低温、低氨含量的弛放气去等压氨回收塔，先后分四级很合理、很充分地回收、利用了低温液氨、冷液氨的冷量，同时又大大减少了等压氨回收塔吸收氨的溶解热，减轻了等压氨回收塔的热负荷，一举五得，节能降耗效果明显；

8、利用氨合成排出的压力高、温度低的液氨回收弛放气中的氨，达到了氨冷法的氨回收效果，同时又充分地回收了液氨的冷量，整个氨回收和回收冷量的过程，即不增加氨压缩机负荷，又不消耗任何动力，真正无动力回收了弛放气中的氨，回收氨的设备仅一台；

9、回收、利用低温液氨、冷液氨的冷量不消耗动力。

10、本发明要比没有被本人采用的用低温液氨、冷液氨与液氨储槽出来的弛放气在换热器内换热，冷凝、分离弛放气中的氨的方法更加合理，氨回收效果好，设备少，造价低；

11、为将来的产高浓度氨水、极高的氨回收率、不消耗蒸汽、不消耗电能、无污染的真正无动力等压氨回收的实施创造了条件，将是一举六得。

12、氨回收器内各段设有由分布槽和分布管等组成的液氨闪蒸分布器，在分布液氨的同时又闪蒸了液氨，而且闪蒸分布的效果都好；

13、在液氨闪蒸分布器的下面设有规整填料，增加了液氨的解吸面积，也延长了液氨的停留时间；即用下面上来的弛放气气提了液氨，提高了液氨的解吸速度和解吸效果，又用上面温度低的液氨冷凝、回收了下面上来的氨含量高的弛放气中的氨，又降低了弛放气中的氨含量。

14、在氨回收器内的各段之间设有隔板、升气管和液氨出口，即可以将上一段温度低的液氨收集，送去回收冷量，冷量回收效果好，又可以将下一段氨含量高的弛放气升到上一段，用上一段温度低的液氨冷凝弛放气中的氨，降低弛放气中的氨含量。

下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是氨回收器结构简图。

图2是本发明的工艺流程图。

具体实施方法

A、弛放气氨回收方法：

参见图2，氨合成工序氨冷后氨分离器16排出的低温液氨单独送出，冷交后氨分离器17排出的冷液氨、水冷器后氨分离器18排出的常温液氨也都单独送出，或将冷液氨与常温液氨相混合后的混合液氨送出，或氨合成工序仍按传统的排氨工艺，即氨合成工序各氨分离器排出的液氨汇合后送出，但弛放气氨回收效果和冷量回收效果都差。

参见图1，在氨合成工序与液氨储槽21之间增加一台氨回收器23；根据工艺条件和需要，氨回收器23分成三段或二段、一段；氨回收器23内的上部设有除沫器1，顶部的弛放气出口22去等压氨回收塔或去无动力氨回收；各段设有液氨闪蒸分布器2、规整填料3；上一段与下一段之间设有隔板5、升气管4，、液氨出口13；下部侧面的弛放气进口14与液氨储槽21的弛放气出口连接，底部有液氨出口15。

液氨闪蒸分布器2由带有多孔的液氨入口管11、分布槽9、上挡板12、若干个分布管10等组成；

可以用其它形式的如莲蓬头式液体分布器、管式液体分布器、槽式液体分布器、槽盘式液体分布器分布液氨，或用若干个喷嘴或喷头代替液氨闪蒸分布器分布液氨2，但由于液氨中溶解有大量的弛放气，影响液氨的分布，分布效果差；

如果无液体分布器或喷嘴分布液氨，不但闪蒸效果差，液氨也不能在填料上均匀分布，液氨的解吸效果差、弛放气与液氨的接触和传热传质更差，总的效果更差。

也可以不用规整填料3或无填料，但液氨的解吸面积小，液氨的停留时间短，液氨的解吸效果差，而温度低的液氨与氨含量高的弛放气之间的接触和传热传质的效果更差，影响弛放气氨回收效果。

上一段与下一段之间设有隔板5、升气管4、液氨出口13，不但可以将不同温度的液氨在氨回收器23内分隔开闪蒸、解吸，互不影响解吸效果，并可以将闪蒸、解吸后的液氨，按其液氨温度的高低分别去回收冷量，更充分地利用温度低液氨的余冷。

对于某一段的液氨不去回收冷量，可以取消、也可以保留这一段下面的隔板5。

氨合成工序来的几股温度不同的液氨，温度最低的低温液氨去氨回收器23上段的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11，温度相对高的液氨去氨回收器23下段的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11，温度居中的液氨去氨回收器23中段的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11。也可以将低温液氨、冷液氨分别去为二段的氨回收器23的上段和下段的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11，常温液氨仍直接送液氨储槽21，但效果会差些；或将低温液氨去仅为一段的氨回收器23的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11，其余的液氨仍直接送液氨储槽21，但效果差；也可以将氨合成工序的各氨分离器排的氨相汇合，仍采用传统的排氨工艺不变，汇合液氨去仅为一段的氨回收器23的液氨闪蒸分布器2的液氨入口管11，但效果更差。氨回收器23将低温液氨、冷液氨、常温液氨等液氨中溶解的弛放气的绝大部分在液氨进液氨储槽21之前预分离出来，弛放气由氨回收器23顶部的弛放气出口22去等压氨回收塔或无动力氨回收，在低温下闪蒸、解吸液氨中溶解的气体，弛放气中的氨含量低，从而从源头减少了去等压氨回收塔或无动力氨回收弛放气中氨含量。

低温液氨、冷液氨去低温冷交换器19、冷交换器20回收冷量的，低温液氨、冷液氨由各自的液氨出口13出来，经各自的调节阀分别去低温冷交换器19、冷交换器20，回收液氨的冷量之后去液氨储槽21。

氨回收器23各液氨出口13的低温液氨、冷液氨不去回收液氨冷量的，经调节阀直接去液氨储槽21，也可以取消其下面的隔板5，低温液氨、冷液氨由上一段规整填料3直接落到下一段的规整填料3或落到氨回收器23的底部，之后去液氨储槽21。

液氨储槽21的弛放气从下部的侧面弛放气进口14进入氨回收器23，在氨回收器23的规整填料3内，用常温液氨、冷液氨、低温液氨分别冷凝、回收从液氨储槽21来的弛放气中的氨和从常温液氨、冷液氨中闪蒸、解吸出来的弛放气中的氨，降低了这些弛放气中的氨含量，将弛放气氨含量由50％(体积)左右降到20％(体积)左右，使从氨回收器23弛放气出口22出来的混合弛放气的氨含量，与从低温液氨中闪蒸、解吸出来的弛放气氨含量相近，由弛放气带入等压氨回收塔或无动力氨回收的氨减少到原来的四分之一，进一步减少去等压氨回收塔弛放气中氨含量。

筒体6内分成三段的工艺是：来自氨冷后氨分离器16的低温液氨管与氨回收器23上段的液氨入口管11连接；来自冷交后氨分离器17的冷液氨与氨回收器23中段的液氨入口管11连接；来自水冷器后氨分离器18的常温液氨与氨回收器23下段的液氨入口管11连接；氨回收器23上段的低温液氨经液氨出口13及调节阀去低温冷交换器19，回收冷量之后去液氨储槽21，或经调节阀直接去液氨储槽21；氨回收器23中段的冷液氨经液氨出口13及调节阀去冷交换器20，回收冷量之后去液氨储槽21，或经调节阀直接去液氨储槽21；氨回收器23下段的常温液氨经氨回收器23底部的液氨出口15及调节阀直接去液氨储槽21；液氨储槽21弛放气出口与氨回收器23的弛放气进口14连接，液氨储槽21内的弛放气进入氨回收器23内的下部，经过氨回收器23内的各层规整填料3、二段之间的升气管4，上升到氨回收器23的上部，经过顶部的丝网除沫器1，由顶部的弛放气出口22去等压氨回收塔或去无动力氨回收；当上段的低温液氨不去回收冷量时，也可以取消其下面的隔板5和升气管4，低温液氨直接落到中段；或当中段的冷液氨不去回收冷量时，也可以取消其下面的隔板5和升气管4，冷液氨直接落到下段；

筒体6内分成二段的工艺是：来自氨冷后氨分离器16的低温液氨与氨回收器23上段的液氨入口管11连接；来自冷交后氨分离器17的冷液氨、水冷器后氨分离器18的常温液氨的其中的一种液氨或由这二种液氨相混合的混合液氨与氨回收器23下段的液氨入口管11连接；氨回收器23上段的低温液氨经液氨出口13及调节阀去低温冷交换器19，回收冷量之后去液氨储槽21，或经调节阀直接去液氨储槽21；氨回收器23下段的冷液氨或常温液氨或混合液氨，经氨回收器23底部的液氨出口15及调节阀或去冷交换器20，回收冷量之后去液氨储槽21，或经调节阀直接去液氨储槽21；液氨储槽21弛放气出口与氨回收器23的弛放气进口14连接，液氨储槽21内的弛放气进入氨回收器23内的下部，经过氨回收器23内的各层规整填料3、二段之间的升气管4，上升到氨回收器23的上部，经过顶部的丝网除沫器1，由顶部的弛放气出口22去等压氨回收塔或去无动力氨回收；当上段的低温液氨不去回收冷量时，也可以取消隔板5和升气管4，低温液氨直接落到下段；

筒体6内只有一段时的工艺是：来自氨冷后氨分离器16的低温液氨管与氨回收器23的液氨入口管11连接；或由氨冷后氨分离器16的低温液氨同冷交后氨分离器17的冷液氨或同水冷器后氨分离器18的常温液氨由二种液氨相混合的混合液氨管与氨回收器23的液氨入口管11连接；或由氨冷后氨分离器16的低温液氨、冷交后氨分离器17的冷液氨、水冷器后氨分离器18的常温液氨三种液氨相汇合的汇合液氨管与氨回收器23的液氨入口管11连接；氨回收器23底部的低温液氨或混合液氨或汇合液氨，经底部的液氨出口15及调节阀或去低温冷交换器19或去冷交换器20，回收冷量之后去液氨储槽21，或经调节阀直接去液氨储槽21；液氨储槽21弛放气出口与氨回收器23的弛放气进口14连接，液氨储槽21内的弛放气进入氨回收器23内的下部，经过氨回收器23内的规整填料3，上升到氨回收器23的上部，经过顶部的丝网除沫器1，由顶部的弛放气出口22去等压氨回收塔或去无动力氨回收；

筒体6内只有一段时的工艺氨回收效果差，冷量回收效果也差。

低温冷交换器19和冷交换器20为中压换热器，可以采用常用的立式列管式结构，也可以采用其它的结构形式；可以各是一台设备，也可以各是二台以上的设备串联或并联或混联。

氨回收器23即与氨合成工序来的液氨连接，又与液氨储槽21的弛放气管连接，同时弛放气出口22管又与等压氨回收或无动力氨回收连接，即缓冲了氨合成工序来的液氨、弛放气的压力，避免了氨回收器23超压，又稳定了充氨时液氨液氨储槽21的压力。

B、氨回收器的结构形式：

参见图1，氨回收器23包括筒体6，筒体6内的顶部是丝网除沫器1和去等压氨回收塔或无动力氨回收的弛放气出口22。根据各合成氨厂氨合成工序工艺条件的不同，要求的不同，筒体6内可以分成三段、二段或一段，图中为三段。每段由液氨闪蒸分布器2、填料压篦7、规整填料3、栅板8等组成；上一段与下一段之间有隔板5、升气管4、液氨出口13。筒体6下部的侧面有来自液氨储槽21的弛放气进口14，底部有液氨出口15。

液氨闪蒸分布器2由通筒体6外部的带有多孔的液氨入口管11、分布槽9、上挡板12、若干个分布管10组成；在分布槽9、分布管10的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽9与上挡板12之间留有一定间隙用于通过弛放气，各分布管10接在分布槽9的两侧；液氨入口管11伸到分布槽9内，管大部分在分布槽9内，孔也全部在分布槽9内。

可以用其它形式的液体分布器如莲蓬头式液体分布器、管式液体分布器、槽式液体分布器、盘式液体分布器、槽盘式液体分布器分布液氨，或用若干个喷嘴、喷头分布液氨，虽然也都起到闪蒸的作用，也可以分布液氨，但都效果差，这些液体分布器适用于无气体、液体相混合的工况，对于液氨中溶解有大量弛放气的工况不太适合，液体分布效果差；

如果无液体分布器或喷嘴或喷头分布液氨，不但闪蒸效果差，液氨也不能在填料上均匀分布，不但液氨的解吸效果差，也影响弛放气与液氨的传热传质，回收弛放气中氨的效果更差。

也可以不用规整填料3或填料，但解吸面积小，液氨的停留时间短，解吸效果差，而温度低的液氨与氨含量高的弛放气之间的接触和传热传质的效果变差，影响弛放气的氨回收效果。

在上一段与下一段之间设有隔板5、升气管4、和液氨出口13，将温度不同的液氨分别收集，分别去回收冷量，冷量回收效果好；如果不回收液氨的冷量，上一段与下一段之间可以不设隔板5、升气管4、和液氨出口13。

一个年产20万吨合成氨厂，每小时产氨25.26吨，每小时由液氨储槽排出的无氨基弛放气量在880标米³左右，如果液氨储槽出口弛放气的氨含量在50％(体积)左右，每小时从液氨储槽带走的氨667.86公斤左右，增加氨回收器后，氨回收器出口弛放气的氨含量在18％(体积)左右，每小时带走的氨减少到146.60公斤左右，每小时减少带走的氨521公斤，全年减少带走的氨约4128吨。这些液氨可以制备15％(重量)的氨水27520吨，如果这些氨水去解吸、深度水解，要多消耗低压和高压蒸汽约8256吨，价值123.84万元，多耗电约41280kwh，电费3.30万元，制备氨水要消耗除盐水23392吨，价值9.35万元，以上共可以节省136.49万元。

目前，大部分厂都取消了水冷器后氨分离器，氨冷后氨分离器排出的-10℃～0℃低温液氨和冷交后氨分离器排出的10℃～20℃冷液氨约各占氨合成工序氨产量的50％左右，一个年产20万吨合成氨厂，平均每小时产氨25.26吨。合成氨厂夏季循环冷却水的上水温度在30℃左右，平均每小时从氨冷后氨分离器排出的-10℃～0℃低温液氨约12.63吨，平均每小时从冷交后氨分离器排出的10℃～20℃冷液氨也在12.63吨左右，低温液氨与30℃的循环冷却水上水之间的冷量为489千瓦～652千瓦，冷液氨与30℃的循环冷却水上水之间的冷量为167千瓦～333千瓦，以上二项合计为656千瓦～985千瓦。回收以上大部分的冷量可以节省动力200千瓦～300千瓦，全年可以节省电费126.7～190.1万元。回收、利用这些冷量，不消耗蒸汽和电能，不消耗循环水，不污染环境，经济效益显著。

以上的经济效益合计为263.19～326.59万元。

Claims (6)

1.一种弛放气氨回收方法，其特征在于在氨合成工序至液氨储槽（21）之间增设氨回收器（23）；氨回收器（23）分成三段或二段 ，各段设有液氨入口管（11），来自氨合成工序温度最低的液氨去氨回收器上段的液氨入口管（11），温度相对高的液氨去下段的液氨入口管（11）；氨冷后氨分离器（16）排出的低温液氨单独送到氨回收器（23）上段的液氨入口管（11）；来自冷交换器后氨分离器（17）排出的冷液氨、水冷器后氨分离器（18）排出的常温液氨、或冷液氨与常温液氨相汇合的混合液氨，按其液氨温度的高低，分别去下面各段的液氨入口管（11），或仍去液氨储槽（21）；液氨储槽（21）出口的弛放气从下部的弛放气进口（14）进入氨回收器（23）内，弛放气向上依次经过各段，与在各段闪蒸、解吸出来的弛放气接触、汇合，汇合的弛放气经丝网除沫器（1）、弛放气出口（22）去等压氨回收塔或去无动力氨回收；在各段闪蒸、解吸出弛放气后的液氨，分别由各液氨出口（13）或下部的液氨出口（15）分别出氨回收器（23），根据各段液氨温度的高低和需要，或分别去低温冷交换器（19）、冷交换器（20）回收冷量，或不去回收冷量直接去液氨储槽（21）；如果低温液氨或冷液氨不去回收冷量，也可以落到氨回收器（23）的底部，由下部的液氨出口（15）出氨回收器（23）去液氨储槽（21）；经过低温冷交换器（19）、冷交换器（20）回收冷量后的液氨去液氨储槽（21）。

2.一种应用弛放气氨回收方法的氨回收器，其特征在于包括筒体（6），筒体（6）内设有三段或二段；筒体（6）顶部设有丝网除沫器（1），顶部的弛放气出口（22）与等压氨回收塔或无动力氨回收连接；筒体（6）侧面设有各段的液氨入口管（11），分别与氨合成工序来的各液氨管连接；下部侧面的弛放气进口（14）与液氨储槽（21）弛放气出口连接，底部有液氨出口（15）。

3.按照权利要求2所述的氨回收器，其特征在于每段设有液体分布装置，液体分布装置与液氨入口管（11）连接。

4.按照权利要求3所述的氨回收器，其特征在于每段的液体分布装置采用液氨闪蒸分布器（2），液氨闪蒸分布器（2）由通筒体（6）外部的带有多孔的液氨入口管（11）、分布槽（9）、上挡板（12）、若干个分布管（10）组成；液氨入口管（11）伸到筒体（6）内，管大部分在分布槽（9）内，管上的孔全部在分布槽（9）内；在分布槽（9）、分布管（10）的下面有很多按一定中心距排列的液氨分布孔，分布槽（9）与上挡板（12）之间留有一定间隙，各分布管（10）接在分布槽（9）的两侧。

5.按照权利要求3所述的氨回收器，其特征在于每段的液体分布装置下部设有填料压篦（7）、规整填料（3）和栅板（8）。

6.按照权利要求2所述的氨回收器，其特征在于筒体（6）内的上一段与下一段之间有隔板（5）、升气管（4）和液氨出口（13）。

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