CN115448325A - 一种液氨纯化工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液氨纯化工艺及系统，系统包括盛放罐，盛放罐连通有吸附塔，吸附塔内填充有分子筛，吸附塔连通有气化系统，气化系统连通有冷却系统，冷却系统连通有冷却系统，冷却系统连通有冷凝系统，冷凝系统连通有精馏塔，精馏塔连通有收集罐。纯化工艺，包括吸附‑气化‑冷却‑冷凝‑精馏，本发明通过吸附塔将液氨中存在的金属离子进行吸附，除去液氨中的金属离子；其后通过气化处理，除去液氨中的水分、油质及C粒子；然后通过冷却处理进一步除去也暗中的水气、烷基烯酮等物质，其后通过冷凝处理除去液氨中的氮气、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等杂质；最后通过精馏处理除去液氨中残留的杂质，进一步提高液氨的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及氨气纯化领域，具体是一种液氨纯化工艺及系统。
背景技术
氨气，NH3，无色气体。有强烈的刺激气味。密度0.7710。相对密度0.5971易被液化成无色的液体。在常温下加压即可使其液化(临界温度132.4℃，临界压力11.2兆帕，即112.2大气压)。沸点-33.5℃。也易被固化成雪状固体。熔点-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高温时会分解成氮气和氢气，有还原作用。有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。
液氨中存在杂质时，需要对其进行纯化，避免杂质影响其性质，现有的液氨纯化手段纯化效果得不到进一步的提升，且纯化过程中对精馏塔的压力过大，影响其使用寿命及纯化效果，不能长时间保证纯化效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液氨纯化工艺及系统，将液氨中存在的金属离子以及相关固体杂质和气体杂质除去，降低对精馏塔的压力，使得精馏塔能长周期高效的进行纯化处理，进一步提高对液氨的纯化效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种液氨纯化系统，包括盛放罐，所述盛放罐通过管道连通有吸附塔，所述吸附塔内填充有分子筛，所述吸附塔通过管道连通有气化系统，所述气化系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷凝系统，所述冷凝系统通过管道连通有精馏塔，所述精馏塔通过管道连通有收集罐。
进一步的，所述吸附塔内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机与所述吸附塔的壁面固定连接，所述搅拌电机的输出端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴穿设所述吸附塔的壁面，并与远离吸附塔远离所述搅拌电机的内壁转动连接，所述搅拌轴横向设置于所述吸附塔内，所述搅拌轴上固定连接有多个搅拌叶；所述搅拌叶的下端设有筛网，所述筛网与所述。
进一步的，所述分子筛为13X-2。
一种液氨纯化工艺，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨。
进一步的，所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为0.5-4:60-70。
进一步的，所述气化处理的气化温度为40-50℃。
进一步的，所述冷却处理的冷却温度为0-20℃。
进一步的，所述冷凝处理的冷凝温度为-35--40℃。
进一步的，所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1-1.5MPa。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过吸附塔将液氨中存在的金属离子进行吸附，除去液氨中的金属离子；其后通过气化处理，除去液氨中的水分、油质及C粒子；然后通过冷却处理进一步除去也暗中的水气、烷基烯酮等物质，其后通过冷凝处理除去液氨中的氮气、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等杂质；最后通过精馏处理除去液氨中残留的杂质，进一步提高液氨的纯度。
(2)经过吸附-气化-冷却-冷凝处理后的液氨纯度已经较高了，然后进一步经过精馏处理，进一步提高了液氨的纯度，同时也不会对精馏塔造成较高的压力，保证其纯化效果，进而保证液氨的纯度。
(3)通过对吸附、气化、冷却、冷凝及精馏的工艺条件进行调整，保证每一步骤的除杂效果，使得液氨中的杂质不会影响下一步的除杂处理，保证对液氨的纯化效果。
附图说明
图1为液氨纯化系统的结构示意图；
1-盛放罐，2-吸附塔，3-气化系统，4-冷却系统，5-冷凝系统，6-精馏塔，7-收集罐，8-搅拌机构。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种液氨纯化系统，包括盛放罐，所述盛放罐通过管道连通有吸附塔，所述吸附塔内填充有分子筛，所述吸附塔通过管道连通有气化系统，所述气化系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷凝系统，所述冷凝系统通过管道连通有精馏塔，所述精馏塔通过管道连通有收集罐。所述吸附塔内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机与所述吸附塔的壁面固定连接，所述搅拌电机的输出端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴穿设所述吸附塔的壁面，并与远离吸附塔远离所述搅拌电机的内壁转动连接，所述搅拌轴横向设置于所述吸附塔内，所述搅拌轴上固定连接有多个搅拌叶；所述搅拌叶的下端设有筛网，所述筛网与所述；所述分子筛为13X-2。
利用所述纯化系统对液氨进行纯化处理，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为0.5:60；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；所述气化处理的气化温度为40℃；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；所述冷却处理的冷却温度为0℃；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；所述冷凝处理的冷凝温度为-40℃；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨；所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1MPa。
实施例2
利用实施例1中的纯化系统对液氨进行纯化处理，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为1:63；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；所述气化处理的气化温度为45℃；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；所述冷却处理的冷却温度为10℃；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；所述冷凝处理的冷凝温度为-37℃；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨；所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1.2MPa。
实施例3
利用实施例1中的纯化系统对液氨进行纯化处理，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为2:67；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；所述气化处理的气化温度为47℃；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；所述冷却处理的冷却温度为18℃；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；所述冷凝处理的冷凝温度为-36℃；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨；所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1.3MPa。
实施例4
利用实施例1中的纯化系统对液氨进行纯化处理，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为4:70；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；所述气化处理的气化温度为50℃；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；所述冷却处理的冷却温度为20℃；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；所述冷凝处理的冷凝温度为-35℃；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨；所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1.5MPa。
系统运行一段时间后，对实施例1-实施例4纯化后的液氨进行检测，检测结果如表1所示。
表1：
由表1可知，本发明纯化后的液氨纯度较高，且可长时间保持系统纯化的液氨纯度，表明本发明基于精馏塔的压力很小，可长时间进行精馏操作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种液氨纯化系统，其特征在于：包括盛放罐，所述盛放罐通过管道连通有吸附塔，所述吸附塔内填充有分子筛，所述吸附塔通过管道连通有气化系统，所述气化系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷却系统，所述冷却系统通过管道连通有冷凝系统，所述冷凝系统通过管道连通有精馏塔，所述精馏塔通过管道连通有收集罐。
2.根据权利要求1所述的一种液氨纯化系统，其特征在于：所述吸附塔内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机，所述搅拌电机与所述吸附塔的壁面固定连接，所述搅拌电机的输出端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴穿设所述吸附塔的壁面，并与远离吸附塔远离所述搅拌电机的内壁转动连接，所述搅拌轴横向设置于所述吸附塔内，所述搅拌轴上固定连接有多个搅拌叶；所述搅拌叶的下端设有筛网，所述筛网与所述。
3.根据权利要求2所述的一种液氨纯化系统，其特征在于：所述分子筛为13X-2。
4.一种液氨纯化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将盛放罐中的液氨通入吸附塔中，通过分子筛进行吸附处理；
S2、将吸附塔中完成吸附处理的液氨通入所述以及气化系统中进行气化处理；
S3、将气化处理后的氨气通入所述冷却系统中进行冷却处理；
S4、将冷却处理后的氨气通入冷凝系统中进行冷凝处理；
S5、将冷凝处理后的液氨通入精馏塔中进行精馏处理；
S6、将精馏处理后的液氨通入收集罐中收集，得到纯化液氨。
5.根据权利要求4所述的一种液氨纯化工艺，其特征在于：所述吸附处理时长为3h，分子筛与液氨的质量比为0.5-4:60-70。
6.根据权利要求4所述的一种液氨纯化工艺，其特征在于：所述气化处理的气化温度为40-50℃。
7.根据权利要求4所述的一种液氨纯化工艺，其特征在于：所述冷却处理的冷却温度为0-20℃。
8.根据权利要求4所述的一种液氨纯化工艺，其特征在于：所述冷凝处理的冷凝温度为-35--40℃。
9.根据权利要求1所述的一种液氨纯化工艺，其特征在于：所述精馏塔内为温度为25℃，压力为1-1.5MPa。
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