CN104556148A - 一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法及其装置，包括以下步骤：（1）将合成氨变换冷凝液槽中冷凝液送至蒸馏塔内，并向蒸馏塔内连续通入过热蒸汽，使蒸馏塔压力控制在≤0.08MPa，塔底温度为100~105℃，塔顶温度为95~100℃；（2）冷凝液中轻组分NH3-N、COD随水蒸汽于蒸馏塔顶部流出，经冷凝后进入储罐中用于制作氨水；（3）蒸馏塔底部的液体导出、冷却后输送至合成氨变换冷凝液槽中循环使用。经蒸馏塔将冷凝液中的NH3-N、COD进行分离，分离出的NH3-N、COD用于制作氨水，分离后的冷凝液回收利用用作碳洗塔塔盘冲洗水及合成气出口冲洗水使用，达到合成氨装置的节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及合成氨工艺技术领域，具体涉及一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法及装置。
背景技术
由于合成氨的合成原料气中均含有30%的一氧化碳，一氧化碳不是合成氨生产所必须的直接原料，且在一定条件下还会与合成的铁系催化剂发生反应而导致催化剂失活，因在一般在原料气使用之产，需将其中的一氧化碳清除。目前主要采用变换工艺来清除，就是将多元料浆气化送来的水煤气中的一氧化碳在在变换炉内通过催化剂的作用与水蒸汽反应转化为二氧化碳和水，主反应式为：
CO+H2O↔CO2+H2+9.84Kcal/mol
所以CO变换反应即是原料气的净化过程，也是原料气的造气的继续。然后通过后序的换热设备依次降低变换气温度并分离水份，在此过程中副产大量蒸汽及变换冷凝液。由于反应为可逆反应且经一、二、三变换炉并不能完全进行完毕，所以在生产中蒸汽冷凝液中夹带了NH3-N、微量COD。就30万吨/年合成氨装置来说，每小时产生的变换冷凝液100吨，平均温度100℃，其中NH3-N含量3000PPM，外排变换冷凝液会造成了水体的污染和浪费。所以需要对变换冷凝液进行处理并能够回收利用，有效实现了合成氨生产的节能减排。
合成氨净化装置在生产中产生含有NH3-N、微量COD变换冷凝液，其水量较大，不易回收利用。为了实现减排指标，结合生产实际，本发明采用特殊的蒸氨技术回收利用变换冷凝液，实现合成氨生产的节能减排。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述变换冷凝液的排放及回收问题，提供一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法及装置，使含NH3-N及微量COD的冷凝液能够回收利用，达到合成氨装置的节能减排的目的。
为了达到上述目的，本发明提供一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，包括以下步骤：
（1）将合成氨变换冷凝液槽中冷凝液送至蒸馏塔内，并向蒸馏塔内连续通入过热蒸汽，使蒸馏塔压力控制在≤0.08MPa，塔底温度为100~105℃，塔顶温度为95~100℃；
（2）冷凝液中轻组分NH3-N、COD随水蒸汽于蒸馏塔顶部流出，经冷凝后进入储罐中用于制作氨水；
（3）蒸馏塔底部的液体导出、冷却后输送至合成氨变换冷凝液槽中循环使用。
进一步方案，所述步骤（1）中过热蒸汽的温度为285~295℃、压力为1.0MPa。
所述步骤（3）中蒸馏塔底部的液体经回流管返回至蒸馏塔中，用来控制蒸馏塔内液位。
本发明的另一个发明目的是提供一种实现上述方法的装置，包括蒸馏塔，所述蒸馏塔连接有再沸器，蒸馏塔的顶端出气口与冷凝器连接，所述冷凝器的出口连接有储罐；所述蒸馏塔的底端出液口通过热水泵分别与合成氨变换冷凝液槽、蒸馏塔连接。
进一步方案，所述热水泵与蒸馏塔的连接回流管上设有控制阀，所述蒸馏塔底部设有液位传感器。
进一步方案，所述热水泵设置在地面以下至少2m的地坑内，热水泵的有效汽蚀余量为3.5m、进口温度为104℃。
进一步方案，所述蒸馏塔与冷凝器之间设有调节阀。
本发明将含有3000PPM 的NH3-N、100PPM的COD合成氨变换冷凝液通过管道送至蒸馏塔内，再沸器将蒸汽通入蒸馏塔底部，并通过其蒸汽调节阀来调节温度为285~295℃、压力为1.0MPa过热蒸汽的加入量，从而实现控制蒸馏塔底部的温度在100~105℃。含NH3-N、微量COD轻组分随水蒸气从蒸馏塔顶端出口排出，进入冷凝器中进行冷凝，通过蒸馏阀与冷凝器之间的调节阀来控制蒸馏塔顶部的压力≤0.08MPa。排出的气体经冷凝后进入稀氨水的储罐中，经集液后间断地送至氨水站用来配置稀氨水。而蒸馏塔底部的变换冷凝液经蒸馏后，其中NH3-N含量≤50PPM，COD≤10PPM，将其经热水泵送至合成氨变化冷凝液槽中重复进行蒸馏，使冷凝液合格后再进行排放，可用作碳洗塔塔盘冲洗水及合成气出口冲洗水使用。另外，为了方便蒸馏塔内冷凝液的液位控制，使其在液位较低的情况下降低冷凝液的排放量，否则易造成热水泵进口压力迅速降低，使热水泵内的介质汽化而气蚀泵体。故在热水泵出口增加一路回流管至蒸馏塔进口，当液位传感器检测到蒸馏塔底部的变换冷凝液的液位较低时，则打开连通热水泵与蒸馏塔的回流管上的控制阀，将蒸馏后的冷凝液直接输入蒸馏塔中而从其底端出口排出，从而避免因冷凝液排放量较少时使热水泵内的介质汽化而气蚀泵体。
本发明通过对合成氨变换冷凝液进行蒸氨回收利用，通过控制蒸馏塔压力、温度，达到对变换冷凝液的回收利用，实现了合成氨生产的节能减排，符合了环保生产的要求。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的装置结构示意图。
图中 1-合成氨变换冷凝液槽，2-蒸馏塔，3-调节阀，4-冷凝器，5-储罐，6-输送泵，7-再沸器，8-热水泵，9-控制阀。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，一种合成氨变换冷凝液回收利用处理装置，包括蒸馏塔2，所述蒸馏塔2连接有再沸器7，蒸馏塔2的顶端出气口与冷凝器4连接，所述冷凝器4的出口连接有储罐5；所述蒸馏塔2的底端出液口通过热水泵8分别与合成氨变换冷凝液槽1、蒸馏塔2连接。含NH3-N、微量COD轻组分随水蒸气从蒸馏塔2顶端出口排出，进入冷凝器4中进行冷凝，最后进入稀氨水的储罐5中，经集液后经输送泵6间断地送至氨水站用来配置稀氨水。
所述热水泵8与蒸馏塔1的连接回流管上设有控制阀9，蒸馏塔1的底部设有液位传感器，当液位传感器检测到蒸馏塔底部的变换冷凝液的液位较低时，则打开控制阀9，将蒸馏后的冷凝液直接输入蒸馏塔中再从其底端出口排出，从而避免因冷凝液排放量较少时导致热水泵8内的介质汽化而气蚀泵体。蒸馏塔2与冷凝器4之间设有调节阀3，用来控制蒸馏塔2的压力，使其≤0.08MPa，有利于冷凝液中NH3-N和COD的排出。
进一步方案，所述热水泵8设置在地面以下至少2m的地坑内，热水泵的有效汽蚀余量为3.5m、进口温度为104℃。
实施例二：
一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，包括以下步骤：
(1) 将30t/h含有3000PPM 的NH3-N、100PPM的COD合成氨变换冷凝液通过管道送至蒸馏塔内；
(2) 通过再沸器向蒸馏塔底部通入温度为285℃、压力为1.0MPa的过热蒸汽，通过调节过热蒸汽的加入量来控制蒸馏塔底部的温度为100℃、顶部温度为95℃；
（3）含NH3-N、微量COD轻组分随水蒸气从蒸馏塔顶端出口排出，进入冷凝器中冷凝，用调节阀来调节排气量，使蒸馏塔顶部的压力≤0.08MPa，冷凝后的气体进入稀氨水的储罐，集液后经输送泵间断送至氨水站配置稀氨水；
（4）蒸馏塔底部的变换冷凝液经蒸馏后NH3-N含量≤50PPM、COD≤10PPM，再经热水泵送至合成氨变换冷凝液槽中重复蒸馏，使冷凝液合格后再进行排放，可用作碳洗塔塔盘冲洗水及合成气出口冲洗水使用。当液位传感器检测到蒸馏塔底部的变换冷凝液的液位较低时，则打开连通热水泵与蒸馏塔的回流管上的控制阀，将蒸馏后的冷凝液直接输入蒸馏塔中而从其底端出口排出，从而避免因冷凝液排放量较少时使热水泵内的介质汽化而气蚀泵体。
实施例三：
一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，包括以下步骤：
(1) 将60t/h含有3000PPM 的NH3-N、100PPM的COD合成氨变换冷凝液通过管道送至蒸馏塔内；
(2) 通过再沸器向蒸馏塔底部通入温度为290℃、压力为1.0MPa的过热蒸汽，通过调节过热蒸汽的加入量来控制蒸馏塔底部的温度为100℃、顶部温度为100℃；
（3）含NH3-N、微量COD轻组分随水蒸气从蒸馏塔顶端出口排出，进入冷凝器中冷凝，用调节阀来调节排气量，使蒸馏塔顶部的压力≤0.08MPa，冷凝后的气体进入稀氨水的储罐，集液后经输送泵间断送至氨水站配置稀氨水；
（4）蒸馏塔底部的变换冷凝液经蒸馏后NH3-N含量≤50PPM、COD≤10PPM，再经热水泵送至合成氨变换冷凝液槽中重复蒸馏，使冷凝液合格后再进行排放，可用作碳洗塔塔盘冲洗水及合成气出口冲洗水使用。当液位传感器检测到蒸馏塔底部的变换冷凝液的液位较低时，则打开连通热水泵与蒸馏塔的回流管上的控制阀，将蒸馏后的冷凝液直接输入蒸馏塔中而从其底端出口排出，从而避免因冷凝液排放量较少时使热水泵内的介质汽化而气蚀泵体。
实施例四：
一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，包括以下步骤：
(1) 将100t/h含有3000PPM 的NH3-N、100PPM的COD合成氨变换冷凝液通过管道送至蒸馏塔内；
(2) 通过再沸器向蒸馏塔底部通入温度为295℃、压力为1.0MPa的过热蒸汽，通过调节过热蒸汽的加入量来控制蒸馏塔底部的温度为105℃、顶部温度为100℃；
（3）含NH3-N、微量COD轻组分随水蒸气从蒸馏塔顶端出口排出，进入冷凝器中冷凝，用调节阀来调节排气量，使蒸馏塔顶部的压力≤0.08MPa，冷凝后的气体进入稀氨水的储罐，集液后经输送泵间断送至氨水站配置稀氨水；
（4）蒸馏塔底部的变换冷凝液经蒸馏后NH3-N含量≤50PPM、COD≤10PPM，再经热水泵送至合成氨变换冷凝液槽中重复蒸馏，使冷凝液合格后再进行排放，可用作碳洗塔塔盘冲洗水及合成气出口冲洗水使用。当液位传感器检测到蒸馏塔底部的变换冷凝液的液位较低时，则打开连通热水泵与蒸馏塔的回流管上的控制阀，将蒸馏后的冷凝液直接输入蒸馏塔中而从其底端出口排出，从而避免因冷凝液排放量较少时使热水泵内的介质汽化而气蚀泵体。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将合成氨变换冷凝液槽中冷凝液送至蒸馏塔内，并向蒸馏塔内连续通入过热蒸汽，使蒸馏塔压力控制在≤0.08MPa，塔底温度为100~105℃，塔顶温度为95~100℃；
（2）冷凝液中轻组分NH3-N、COD随水蒸汽于蒸馏塔顶部流出，经冷凝后进入储罐中用于制作氨水；
（3）蒸馏塔底部的液体导出、冷却后输送至合成氨变换冷凝液槽中循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中过热蒸汽的温度为285~295℃、压力为1.0MPa。
3.根据权利要求1所述的一种合成氨变换冷凝液回收利用处理方法，其特征在于：所述步骤（3）中蒸馏塔底部的液体经回流管返回至蒸馏塔中，用来控制蒸馏塔内液位。
4.一种实现上述权利要求1-3任一项所述方法的装置，包括蒸馏塔，其特征在于：所述蒸馏塔连接有再沸器，蒸馏塔的顶端出气口与冷凝器连接，所述冷凝器的出口连接有储罐；所述蒸馏塔的底端出液口通过热水泵分别与合成氨变换冷凝液槽、蒸馏塔连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述热水泵与蒸馏塔的连接回流管上设有控制阀，所述蒸馏塔底部设有液位传感器。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述热水泵设置在地面以下至少2m的地坑内，热水泵的有效汽蚀余量为3.5m、进口温度为104℃。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述蒸馏塔与冷凝器之间设有调节阀。
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