CN1159220C

CN1159220C - 一种净化回收氨气的方法

Info

Publication number: CN1159220C
Application number: CNB011141646A
Authority: CN
Inventors: 毕道毅
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2021-07-02
Also published as: CN1393405A

Abstract

本发明描述了一种净化回收氨气的方法，包括：使含有硫化氢杂质的氨气原料首先进入结晶罐，在压力为常压～0.30MPa，温度为0～25℃的条件下，硫化氢与氨气的反应物凝华成结晶，附着在结晶罐的结晶板上而被除去，未反应的极少量硫化氢及氨气进入装有吸附剂的吸附塔，塔内温度为20～40℃，压力为常压～0.20MPa，硫化氢被吸附剂吸附去除，得到净化后的氨气可直接进入压缩机压缩成液氨作为化工原料使用。该法没有二次污染，操作简单，适合工业应用。

Description

一种净化回收氨气的方法

本发明涉及氨气的净化回收方法，主要是涉及含有硫化氢的氨气净化回收方法。

在炼油厂二次加工过程如催化裂化、焦化、脱硫、重整、加氢等装置的富气洗涤过程中会产生酸性废水(含硫和氨的废水)，这些废水最常用的处理方法是蒸汽汽提，汽提有双塔和单塔两种。这两种汽提方法均可脱除酸性气(主要含H₂S)和氨气(内含不同浓度的H₂S)或氨水。

目前常用来净化氨气中H₂S等杂质的方法为浓氨水洗涤，氨气中H₂S等杂质和浓氨水反应生成硫氢化氨、硫化氨等，从而将H₂S等杂质除去，以达到净化氨气的目的，这种方法存在的主要问题有：1、氨气中H₂S残存量较高，约100μg/g；2、有二次污染，生产碱渣待处理；3、液氨耗量大；4、流程较复杂，设备多。

英国专利GB2252308公开了一种从气态混合物中脱除酸性气体的方法，该方法主要包括用溶剂吸收酸气和用汽提法再生用过的溶剂，所用的溶剂由二甲基乙醇胺的含水混合物组成，二甲基乙醇的浓度为30％-70％(重量)之间。该方法虽能较好地脱除酸性气体，但是仍然存在着操作成本高，操作复杂，存在环境污染等缺点。

为克服以上不足，本发明提供一种脱除氨气中硫化氢的方法，流程简单，操作容易，净化后的氨气纯度高。

我们在实验中发现，NH₃和H₂S在达到25.5℃以下的条件下，其中一部分NH₃和H₂S开始由气态变为固态，温度降低，结晶物增多，称为凝华过程，生成物呈白色云母状。经研究，认为其主要原理是因为发生了如下反应：

1、

2、

根据上述发现，我们发明发明了一种叫“结晶-吸附”的方法来精制汽提后的氨气，包括：所述含有硫化氢杂质的氨气原料首先进入结晶罐，在压力为常压～0.30Mpa，最好为常压～0.13Mpa，温度为0～25℃，最好为3～10℃的条件下，硫化氢与氨气的反应物凝华成结晶，附着在结晶罐的结晶板上而被除去，未反应的极少量硫化氢及氨气进入装有吸附剂的吸附塔，塔内温度一般为20～40℃，最好为25～35℃，压力一般为常压～0.20Mpa，最好为常压～0.10Mpa，硫化氢被吸附剂吸附去除，净化后的氨气可作为产品直接使用，例如压缩成液氨直接作化工原料。

本发明所述的含有硫化氢的氨气中硫化氢的浓度可以在0.01％～1.00％(v)的范围内，一般是0.10％～0.50％(v)，例如炼油厂二次加工装置所产生的酸性废水，经脱氨处理过程所得到的含有硫化氢的氨气。

所述结晶罐中的低温环境可采用注入液氨的方法来实现，注入液氨的量主要根据结晶罐中的操作温度来调整，一般是所处理的氨气总重量的5％～10％。

所述吸附塔中的吸附剂一般是活性炭或氧化铝等多孔物质。

所述结晶罐内可设置若干块结晶板，以扩大结晶面积，增加容量，结晶罐的大小以及结晶板的多少主要是根据所要处理的氨气量及氨气性质决定的，结晶板数一般是2～10。一般地，氨气在结晶罐中的体积空速应为：10～40h^-1，此处所指的体积空速是每小时进入结晶罐的氨气在25℃下标准体积与结晶罐的总容积之比。结晶板上一般可焊有间距为100-200mm，φ10-φ20，高为100-200mm的圆钢柱，结晶板为2/3-1/2圆，结晶板间距为300-500mm。

所述吸附塔的大小及吸附剂的装量是根据所处理的气体量和气体性质决定的，所处理的气体在吸附塔中的体积空速一般在20～60h^-1的范围内，此处所指体积空速是指吸附塔每小时所处理的气体在25℃下的标准体积与吸附剂的体积之比。

本发明结晶罐在使用产率低时，可以通过停运或切换新的结晶罐，向失效的结晶罐内注水冲洗溶掉结晶物的方法进行处理，处理后的结晶罐可继续使用。

吸附塔的吸附剂吸附效率降低时，也可切换新的吸附塔或停运，向失效的吸附塔内通入过热水蒸汽，对吸附剂进行再生。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明利用了氨气和硫化氢的反应物在特定条件下结晶的原理，脱除氨气中的硫化氢，这样通过冷却结晶可将氨气中90％～95％的硫化氢脱除掉，剩下残存的硫化氢便可通过吸附剂吸附掉，从而得到较纯净的氨气，经压缩后便可得到工业液氨。该法没有二次污染，操作简单，适合工业应用。

以下实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1-4

下述实施例1-4所处理原料气中各组分组成为：NH₃ 98.3v％H₂S 0.6v％酚＜0.25mg/l CN^-0.21mg/l O₂ 0.25v％ H₂ 0.72v％。

实施例1-4所采用的基本流程为：上述原料气首先进入结晶罐中处理，然后经吸附塔吸附后，再进入氨压缩机加压液化即得产品液氨，结晶罐中的低温环境是通过注入产品液氨的方法实现的。

所述结晶罐中结晶板数为5块，结晶板上焊有间距为150mm，φ15，高为150mm的圆钢柱，结晶板为2/3圆。

其它具体条件及处理结果如下表所示。

实例	1	2	3	4
实例	1	2	3	4	结晶罐压力，Mpa	0.07	0.10	0.15	0.20
结晶罐温度，℃	10	7	5	0	结晶罐压力，Mpa	0.07	0.10	0.15	0.20
结晶罐温度，℃	10	7	5	0	气体在结晶罐中的体积空速h^-1	13	11	20	35
经结晶罐处理后的氨气中硫化氢浓度μg/g	3.8	4.0	2.5	0.5	气体在结晶罐中的体积空速h^-1	13	11	20	35
经结晶罐处理后的氨气中硫化氢浓度μg/g	3.8	4.0	2.5	0.5	吸附塔压力，MPa	0.02	0.07	0.12	0.16
吸附塔温度，℃	30	33	35	32	吸附塔压力，MPa	0.02	0.07	0.12	0.16
吸附塔温度，℃	30	33	35	32	气体在吸附塔中的体积空速h^-1	20	19	28	44
液氨中H₂S，μg/g	4	3.5	2	0.5	气体在吸附塔中的体积空速h^-1	20	19	28	44

注：处理后的气体中除H₂S外，其它杂质未测出。

Claims

1、一种净化回收氨气的方法，包括：使含有硫化氢杂质的氨气原料首先进入结晶罐，在压力为常压～0.30Mpa，温度为3～10℃的条件下，硫化氢与氨气的反应物凝华成结晶，附着在结晶罐的结晶板上而被除去，未反应的极少量硫化氢及氨气进入装有吸附剂的吸附塔，塔内温度为20～40℃，压力为常压～0.20Mpa，硫化氢被吸附剂吸附去除，得到净化后的氨气。

2、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述净化后的氨气压缩成液氨后直接作化工原料。

3、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述结晶罐内的处理条件是：压力为常压～0.13Mpa。

4、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述的吸附塔的操作条件是：温度为25～35℃，压力为常压～0.10Mpa。

5、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述氨气原料中硫化氢的浓度在0.01v％～1.00v％的范围内。

6、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述氨气原料中硫化氢的浓度在0.10v％～0.50v％的范围内。

7、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述结晶罐中的低温环境是采用注入液氨的方法来实现的。

8、按照权利要求1所述的净化回收氨气的方法，其特征在于所述吸附塔中的吸附剂是活性炭或氧化铝。

9、按照权利要求1所述净化回收氨气的方法，其特征在于所述结晶罐罐内结晶板数是2～10。