Способ получения жидкого аммиака

 

.В. В. Харламов, А. А. Орлов, И. И. Барабаш, А. М. Зеленский, В. Н. Подосинников, В. С. Березницкий, В. П. Н енид1 и Л. Н. Рубинчик

1 e Ogg-»;,:, I " ."- "1 .л (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АММИАКА

Изобретение относится к способу си» теза аммиака из азота и водорода и касается извлечения аммиака из продувочных и танковых газов.

Известен способ получения жидкого аммиака путем синтеза его из водорода и азота с циркуляцией азотоводородной смеси, поглошения аммиака из реакционных газов аммиачной водой, которую затем направляют в производство мочевины.(1) .

Недостаток известного способа — неполное извлечение аммиака из отходяших газов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является способ получения жидкого аммиака, включаюший синтез аммиака из азота и водорода с циркуляцией азотоводородной смеси, охлаждение циркуляционного газа с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного аммиака с образованием танковых газов, продувку цикла синтеза, выделение жидкого аммиака из танковых и продувочных газов промывкой их аммиачной водой с получением крепкой амми-, ачной воды, разгонку крепкой аммиачной воды паром с получением жидкого ВММ»»8ка и увлажнение продукционного аммиака 121

Недостатки способа состоят в невы1О сокой степени извлечения аммиака из продувочных и танковых газов, в повышенных энергозатратах, в загрязнении атмосферы при сжигании выбросных газов, содержаших аммиак.

15 Цель изобретения — увеличение выхода готового продукта.

Поставленная цель достигается согласно способу получения жидкого аммиака, включаю»цему синтез аммиака из àзоro та и водорода с циркуляцией азотовопородной смеси, охлаждение циркуляционного газа с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного

Э 9696 аммиака с образованием танковых газов, продувку цикла синтеза, выделение жидкого аммиака иэ танковых и продувочных газов промывкой их аммиачной водой с получением крепкой аммиачной воды, раз- g гонку крепкой аммиачной воды паром с получением жидкого аммиака и увлажне» ние продукционного аммиака. Аммиачную воду, подаваемую на промывку охлаждают, разгонку крепкой аммиачной воды ведут 10 до содержания влаги в полученном жидком аммиаке 7-8 вес, %, который затем по- дают на увлажнение продукционного аммиака. Аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлаждают в испарителе жидкого аммиака до температуры минус

10-15 С.

Степень поглощения аммиака из газа зависит от температуры подаваемой на отмывку аммиачной воды, так как снижение температуры аммиачной воды приводит к снижению парциального давления аммиака над раствором, т.е. к уменьшению потерь аммиака с газами.

Применяя захолаживание раствора перед абсорбцией, добиваются снижения потерь аммиака с газами до 11 кг/ч, т.е. в предлагаемом способе удается полнее извлечь аммиак из газа, так как парциальное давление аммиака над раствором снижается в десятки раз.

Р над 10 /-ным раствором при

t =35-40оС равно 150-180 мм рт. ст.

Ю3

Р н над 10 /0-ным раствором при 1

3 о

=5 - минус 10 С равно 10-20 мм рт.ст.

В предлагаемом способе слабая аммиачная вода может быть захоложена до

-10 С вЂ” -15оС (аммиак испаряется при о температуре -33 С и давлении 1 атм.,абс).

Извлечение аммиака иэ продувочных и танковых газов повышается до 99,4%

40 по сравнению с известным способом, где степень извлечения составляет 8085%.

Разгонку аммиачной воды ведут до содержания влаги в аммиаке, равного

7-8%. Именно такое содержание влаги позволяет увлажнить весь продукционный аммиак до требуемого содержания влаги, т.е. до 0,4 sec.%. Неполная разгонка крепкой аммиачной воды позволяет сок- 0 ратить в 2,0-2,2 раза расход пара и исключить установку для подготовки воды для увлажнения продукционного аммиака.

На чертеже показана технология предлагаемого способа. 55

Биркуляционный гаэ (цГ) подают в колонку 1 синтеза, где в присуствии катализатора из азота и водорода образует68 4 ся аммиак, Затем циркуляционный газ охлаждают в холодильнике 2, при этом аммиак, содержащийся в газе, конденсируется (примерно 80%). Жидкий аммиак (ЖА) отделяют от циркуляционного газа в сепараторе 3, дросселируют до 15 атм и направляют в сборник 4 жидкого аммиака.

При дросселировании из жидкого аммиака выделяются танковые газы, (ТГ), которые удаляют из сборника 4. Биркуляционный газ из сепаратора 3 возвращают в колонну 3. синтеза, при этом часть газа удаляют из цикла в виде постоянной продувки (ПГ). В колонну синтеза постоянно добавляют свежую аэотоводороднуэ смесь (АВС), Продувочные газы (ПГ) направляют в эжектор 5, где за счет давления продувочных газов дожимают танковые газы до 40 атм, затем смесь танковых и продувочных газов направляют в абсорбер, 6, где отмывают содержащийся в них аммиак захоложенной 5-10 С аммиачной водой концентрацией 10% (AB 10%). Очищенные танковые и продувочные газы с содержанием аммиака не более 0,14 об.% из абсорбера 6 направляют на сжигание. Аммиачную воду закрепляют в абсорбере 6 до

30-35%. Тепло поглощения аммиака водой снимают в испарителе 7 жидкого аммиака, циркулируя через испаритель 7 до 70%-ной крепкой аммиачной воды.

При этом крепкую аммиачную воду охлаждают от + 50 до 10 С и возвращают в о среднюю часть абсорбера 6. Крепкую аммиачную воду из абсорбера 6 с температурой 50 С подают в теплообменник 8, о где подогревают до температуры около

105-112 С. Нагретую до 105-112 С аммиачйую воду вместе с выделившейся при нагревании парогазовой смесью подают в колонну 9 разгонки. Раэгонку аммиачной воды в колонне 9 производят под давлением 20 атм. изб. при 180 С о с помощью пара, который подают в кипятильник 10. Аммиачная вода кипит в о кипятильнике 10 при 185 С. Горячую аммиачную воду концентрацией 10% с о температурой 180 С иэ колонны 9 раэгонки охлаждают в теплообменнике 8 до 60-70 С, затем захолаживают в исгарителе 11 жидкого аммиака до 510 С и подают на отмывку в абсорбер о

6. Газообразный аммиак (ГА) вместе с п..рами воды из верхней части колонны

9 разгонки направляют в конденсатор

12. Конденсируя газообразный аммиак вмсте с парами воды в конденсаторе 12 получают обводненный аммиак (ОЖА), 5

9696 содержаший ао 8 весЛ воды. Жидкий аммиак из сборника 4 смешивают с обводненным аммиаком нэ конденсатора

12 и получают готовый продукт.

Предлагаемый способ получения жнд- 5 кого аммиака позволяет увеличить выход целевого продукта на О,S2%.

Формула изобретения 10

1. Способ получения жидкого аммиака, включающий синтез аммиака из азота и водорода с циркуляцией азотоводородной смеси, охлаждение циркуляционного газа 1у с конденсацией аммиака, сепарацию и дросселирование продукционного аммиака с образованием танковых газов, продувку цикла синтеза, выделение жидкого аммиака из танковых и продувочных газов .. рй промывкой их аммиачной водой с получе нием крепкой аммиачной воды, разгонку крепкой аммиачной воды паром с получевием жидкого аммиака и.увлажнение цродукционного аммиака, о т л и.ч а ю» ш и и с я тем, что, с целью увеличения выхода готового продукта, аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлаждают, разгонку крепкой аммиачной воды ведут до содержания влаги в получаемом жидком аммиаке 7-8 вес.Ъ, который затем подают на увлажнение продукционного аммиака.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что аммиачную soay, подаваемую на промывку, охлаждают в испарителе жидкого аммиака.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю ш н и с я тем, что аммиачную воду, подаваемую на промывку, охлажда,ют до минус 10-1УС.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии N 1288309, ал. С 1 А, опублик. 1972.

2. Патент ФРГ ¹ 1205956, кл. 12 К 1/10, опублик. 1962 (прототип).

969668

ra Ж4

Составитель P. Герасимов

Редактор С. Юско Техред А. Ач Корректор Л. Бокшан

Заказ 8303/25 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и m êðûòèé

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП ".Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4