CN115920586A - 一种变压吸附除水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工分离技术领域，尤其涉及一种变压吸附除水的方法；包括：S1氨和水的混合气进入缓冲罐1；S2缓冲罐混合气升温至T1后输送至缓冲罐2；S3缓冲罐2混合气使用增压泵增压至压力P后输送至变温变压吸附塔中；S4吸附塔的温度为T2；S5吸附塔吸附一定时间后吸附塔塔底泄压，塔顶压力＜P，氨气从塔顶缓冲罐流出，氨水从塔底流出。针对氨和水的混合气，本发明对水进一步去除，对氨进行提纯，具有提纯氨气纯度较高优点。本申请中混合有水分的氨气进行提纯，其中利用吸收塔且利用变温和变压的原理，从而对氨气进行高效的提高纯度。
Description
技术领域
本发明涉及化工分离技术领域，尤其涉及一种变压吸附除水的方法。
背景技术
专利201310053495.X介绍了一种低浓度氨水分离提纯制备高浓氨的方法，稀氨水经加热后形成氨/水蒸汽进入预分离器，冷却析出水滴，氨蒸汽通过膜蒸馏器在负压条件下得到高纯度氨气，并未对得到的氨气进行后续的除水操作。
专利201020244775.0介绍了一种焦油氨水分离器装置，用于焦油与氨水的分离，并未对氨水中的氨进一步富集提纯。
专利201220439745.4介绍了一种提氢装置稀氨水回收系统，将稀氨水加热后利用氨和水的蒸发速率不同，从而达到氨的富集，并未对得到的氨气进行后续的除水操作。
专利201721804970.2介绍了一种自适应型冷凝氨水分离器装置，对氨水和未凝气体的气液分离，并未对得到的氨气进行后续的除水操作。
针对氨和水的混合气，本发明对水进一步去除，对氨进行提纯，具有提纯氨气纯度较高优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压吸附除水的方法，针对氨和水的混合气，对水进一步去除，对氨进行提纯。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种变压吸附除水的方法，包括吸附除水系统，所述吸附除水系统包括依次连通的第一混合气缓冲罐、加热器、第二混合缓冲罐、增压泵、排凝缓冲罐、吸附塔、以及提纯氨气缓冲罐；
所述吸附除水系统应用步骤：
S1、将氨气和水的混合气输入所述第一混合气缓冲罐内；
S2、所述第一混合气缓冲罐内的混合气通过加热器升温至T1后输送至第二混合缓冲罐；
S3、第二混合缓冲罐内的混合气通过增压泵增压至压力P后再输送至变温变压吸附塔中；
S4、调节吸附塔的温度为T2；
S5、待吸附塔吸附一定时间后(低于水穿透吸附塔床层时间)，吸附塔塔底泄压，使得塔顶压力＜P，氨气从提纯氨气缓冲罐流出，而氨水从吸附塔的塔底流出。
优选的，其中氨气和水的混合气中水质量占比≤4.5％。
优选的，其中温度范围15≤T2≤T1≤100℃。
优选的，其中压力范围0.2≤P≤1.9MPa，所述压力P低于氨的饱和蒸气压且高于水的饱和蒸气压。
优选的，其中所述第二混合缓冲罐中在通过增压泵进行增压后，其中输送管线上设置有排凝缓冲罐和排凝口，用于将可能产生的氨水从所述排凝口流出。
优选的，所述吸附塔并联设置有2个。
优选的，所述吸附塔内装填有吸附剂。
优选的，所述吸附剂为球形或条形的硅铝分子筛或纯硅、纯铝分子筛。
优选的，步骤S5中的泄压至常压或低于吸附压力。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：本申请中混合有水分的氨气进行提纯，其中利用吸收塔且利用变温和变压的原理，从而对氨气进行高效的提高纯度。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明变压吸附除水的方法的安装示意图。
具体实施方式
本实施例中公开了一种变压吸附除水的方法，包括吸附除水系统，所述吸附除水系统包括依次连通的第一混合气缓冲罐、加热器、第二混合缓冲罐、增压泵、排凝缓冲罐、吸附塔、以及提纯氨气缓冲罐；
所述吸附除水系统应用步骤：
S1、将氨气和水的混合气输入所述第一混合气缓冲罐内；
S2、所述第一混合气缓冲罐内的混合气通过加热器升温至T1后输送至第二混合缓冲罐；
S3、第二混合缓冲罐内的混合气通过增压泵增压至压力P后再输送至变温变压吸附塔中；
S4、调节吸附塔的温度为T2；
S5、待吸附塔吸附一定时间后(低于水穿透吸附塔床层时间)，吸附塔塔底泄压，使得塔顶压力＜P，氨气从提纯氨气缓冲罐流出，而氨水从吸附塔的塔底流出。
在步骤S1中氨气和水的混合气中水质量占比≤4.5％。
其中在步骤S1与S4中，其中温度范围15≤T2≤T1≤100℃。
其中压力范围0.2≤P≤1.9MPa，所述压力P低于氨的饱和蒸气压且高于水的饱和蒸气压。
其中所述第二混合缓冲罐中在通过增压泵进行增压后，其中输送管线上设置有排凝缓冲罐和排凝口，用于将可能产生的氨水从所述排凝口流出。
本实施例中，所述吸附塔并联安装有2个。
本实施例中，所述吸附塔内装填有吸附剂；具体地，所述吸附剂为球形或条形的硅铝分子筛或纯硅、纯铝分子筛。
本实施例中，步骤S5中的泄压至常压或低于吸附压力。
实施例1
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为100℃，升压后压力0.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度95℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.031％质量分数。
实施例2
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为100℃，升压后压力0.9MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度95℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.85MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.022％质量分数。
实施例3
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为50℃，升压后压力0.9MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.85MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.011％质量分数。
实施例4
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为50℃，升压后压力0.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.015％质量分数。
实施例5
氨和水的混合气，水质量含量3.5％，升温后温度为50℃，升压后压力0.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.013％质量分数。
实施例6
氨和水的混合气，水质量含量2.5％，升温后温度为50℃，升压后压力0.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.012％质量分数。
实施例7
氨和水的混合气，水质量含量1.5％，升温后温度为50℃，升压后压力0.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.011％质量分数。
实施例8
氨和水的混合气，水质量含量1.5％，升温后温度为50℃，升压后压力1.5MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度45℃。单塔吸附结束后，塔顶压力1.45MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.009％质量分数。
实施例9
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为100℃，升压后压力1.9MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度95℃。单塔吸附结束后，塔顶压力1.85MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.012％质量分数。
实施例10
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为15℃，升压后压力0.2MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度10℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.15MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.046％质量分数。
实施例11
氨和水的混合气，水质量含量4.5％，升温后温度为15℃，升压后压力0.4MPa。2个切换的变压吸附塔吸附剂为直径3mm的4A分子筛球，吸附分离温度10℃。单塔吸附结束后，塔顶压力0.35MPa，塔底泄压至压力0.1MPa，氨水从塔底流出，氨气从塔顶流出，塔顶氨气含水0.029％质量分数。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种变压吸附除水的方法，其特征在于：包括吸附除水系统，所述吸附除水系统包括依次连通的第一混合气缓冲罐、加热器、第二混合缓冲罐、增压泵、排凝缓冲罐、吸附塔、以及提纯氨气缓冲罐；
所述吸附除水系统应用步骤：
S1、将氨气和水的混合气输入所述第一混合气缓冲罐内；
S2、所述第一混合气缓冲罐内的混合气通过加热器升温至T1后输送至第二混合缓冲罐；
S3、第二混合缓冲罐内的混合气通过增压泵增压至压力P后再输送至变温变压吸附塔中；
S4、调节吸附塔的温度为T2；
S5、待吸附塔吸附一定时间后(低于水穿透吸附塔床层时间)，吸附塔塔底泄压，使得塔顶压力＜P，氨气从提纯氨气缓冲罐流出，而氨水从吸附塔的塔底流出。
2.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：其中氨气和水的混合气中水质量占比≤4.5％。
3.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：其中温度范围15≤T2≤T1≤100℃。
4.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：其中压力范围0.2≤P≤1.9MPa，所述压力P低于氨的饱和蒸气压且高于水的饱和蒸气压。
5.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：其中所述第二混合缓冲罐中在通过增压泵进行增压后，其中输送管线上设置有排凝缓冲罐和排凝口，用于将可能产生的氨水从所述排凝口流出。
6.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：所述吸附塔并联设置有2个。
7.根据权利要求6所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：所述吸附塔内装填有吸附剂。
8.根据权利要求7所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：所述吸附剂为球形或条形的硅铝分子筛或纯硅、纯铝分子筛。
9.根据权利要求1所述的变压吸附除水的方法，其特征在于：步骤S5中的泄压至常压或低于吸附压力。
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