专利名称：一种轻油裂解尾气的循环利用方法
技术领域：
本发明涉及化工原料生产工艺中的尾气利用，具体地说是轻油裂解工艺中的尾气利用方法。
背景技术：
轻油裂解法制备氢氰酸及其盐是国内企业经常采用的一种生产工艺。该方法所用原料为轻油和液氨和石油焦，其工艺流程通常为液氨经气化器气化后与轻油、石油焦混合后进入裂解炉，以石油焦为催化载体，原料气在高温、微负压得作用下发生裂解，生成氢氰酸和大量尾气。目前轻油裂解法所产生的尾气通常都被直接排放或作为锅炉燃料使用。由于该方法所产生的尾气中含有大量的氢气和少量的氮气和炭粉，故上述方法不仅造成严重的资源浪费，同时也造成了环境污染。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种轻油裂解尾气的循环利用方法，以避免资源浪费、减少空气污染，同时还可降低产品的制造成本。
本发明的目的是这样实现的本发明所设计轻油裂解尾气的循环利用方法包括以下循环步骤a、轻油、气化后的液氨、石油焦，按照1∶3∶1的重量配比通入混合器，混合后进入裂解炉进行裂解反应；其化学反应式为CnH2n+2+nNH3→nHCN+(2n+1)H2b、裂解物经脱氨、水洗处理后，分为液相和气相，其中的液相经解析为氢氰酸成品，其中的气相待处理；c、将b步中所产生的气相经净化处理后，收集氢气；d、将c步中所收集的氢气与外源补入的氮气，按照3∶1的比例通入合成塔合成液氨；其化学反应式为N2+3H2→2NH3；合成液氨过程中所产生的尾气循环进入a步骤的裂解炉中。合成液氨过程中所产生的尾气含有甲烷，甲烷也可作为裂解反应原料，故可循环利用。
e、将d步骤中合成的液氨循环进入a步骤中，同时外源补充适量液氨，使液氨总量与a步骤中的轻油、石油焦的用量相匹配。
本发明中的a、b两步流程为氢氰酸及其盐的制备，这部分工艺与普通轻油裂解法制备氢氰酸及其盐的工艺是基本相同的，故所有工艺参数以及裂解反应所需催化剂均可参照现有技术。
本发明中的c步流程中的气相即为现有技术中的尾气，将该尾气经过常规的净化处理，除去尾气中的碳、氮等杂质，即可获得高纯度的氢气。
气相净化处理工艺优选膜分离处理，气相经膜分离管分离制得达到合成氨要求纯度的氢气。
本发明中的d步流程为液氨的合成工艺，这部分工艺与已知的合成氨工艺是基本相同的，故所有工艺参数均可参照现有技术。
由于d步的液氨合成工艺是以a、b两步流程工艺所产生的副产品(氢气)为原料气合成液氨的，故所制备的液氨量有限，其是不能满足下一轮a步流程中的液氨用量。所以，在将d步骤中合成的液氨循环进入a步骤时，同时要外源补充适量液氨，使液氨的总量与a步骤中的轻油、石油焦量相匹配，由此，循环进入下一轮工艺流程。
图1是本发明的工艺流程图。
由图1可见，本发明的创新之处在于本发明在传统的轻油裂解制备氢氰酸及下游系列产品工艺中配套增加了合成氨工艺，使轻油裂解过程中所产生的氢气被直接利用而合成液氨，所合成的液氨又作为裂解反应的原料被返回到氢氰酸及其盐的制备工艺中，从而形成一个不需排放尾气的循环制备生产工艺。因此，本发明方法充分利用了生产过程中所产生的尾气，同时也大大降低了液氨的应用成本，另外也有效避免了空气污染。
本发明的有益效果通过以下数据分析，即可得到验证。
在传统的轻油裂解制备氢氰酸工艺中，每生产1吨氢氰酸需消耗1吨液氨，浪费163公斤的氢气(副产品)。而液氨又是以氢气和氮气为原料气合成的，按照理论推算，每生产1吨液氨约需177公斤氢气。在传统的合成氨工艺中，原料气氢气通常是采用无烟煤或天然气转变成半水煤后制得的，按照现行工艺粗略计算，每公斤氢气的成本价约为5.83元人民币。本发明方法将每生产1吨氢氰酸所成生163公斤副产品——氢气用于液氨制造，因而每吨液氨的制造成本至少可以减少876元人民币。依此推算，年产4万吨氢氰酸的装置，每年可产生6520吨副产品氢气，用该副产品合成液氨，可直接降低成本3800万元人民币。再则，年产4万吨氢氰酸，需年消耗液氨4万吨，而6520吨氢气可合成液氨3.68万吨液氨，故企业每年只需购入3200吨液氨即可满足下一年度的氢氰酸生产需要，故由此还可节约3.68万吨液氨的购买运输费(约合440万元人民币)。
具体实施例方式以年产4万吨氢氰酸生产企业为例，本发明方法的工艺流程如图1所示，工艺步骤为a、采用C5H12轻油1.3万吨，液氨4万吨，石油焦1.3万吨，液氨经气化器气化后与C5H12轻油在文丘里管中混合，然后通过预加热器加热到250℃～280℃进入裂解炉底部，螺旋进料器送入石油焦，原料气在1450℃高温、微负压条件下发生裂解反应，生成以氰化氢、氢气为主并含有少量氮气、炭粉的裂解物；b裂解物经冷却后，除去炭灰，进入脱氨塔，用稀硫酸脱去未反应的氨，再进入水洗塔洗去氢氰酸，然后将液相通过解析系统分离出氢氰酸成品，氢氰酸可与碱反应成盐，或生产系列下游产品，气相待处理；c、将b步中所产生的气相进行净化处理后，收集氢气；净化处理可采用常规方法，如将气相通入碱洗塔，洗去含有的微量氢氰酸，再经干燥塔除去水分。最好再通入膜分离管，除去炭粉，收集到纯度为99.9％以上的氢气6520吨。
d、将c步中所收集的氢气与外源补入的氮气，通入合成塔，按照合成氨现有技术合成液氨，即在压力为0.3MPA，经过四级压缩至24MPA，进入烷烃化工段，除去微量一氧化碳和二氧化碳，送入低压合成塔，出塔气经过热交换器、废热锅炉、冷交换器换热，进入氨冷器、氨分离器分离制得液氨。由此合成液氨3.68万吨。同时将合成液氨过程中所产生的尾气循环进入a步骤的裂解炉中。
外源补入的氮气可采用常规方法(如制氮机制备、空气压缩经过深冷分离制得达到合成氨要求纯度的氮气)制得后直接输入合成塔。
e、将c步骤中合成的液氨循环进入a步骤中，同时外源补入0.32万吨的液氨，使液氨总量达4万吨，至此进入下一轮循环工艺。即按照a步骤采用C5H12轻油1.3万吨......，依次进行。
权利要求
1.一种轻油裂解尾气的循环利用方法，其特征在于它包括以下循环步骤a轻油、气化后的液氨、石油焦，按照1∶3∶1的重量配比通入混合器，混合后进入裂解炉进行裂解反应；b、裂解物经脱氨、水洗处理后，分为液相和气相，其中的液相经解析为氢氰酸成品，其中的气相待处理；c、将b步中所产生的气相经净化处理后，收集氢气；d、将c步中所收集的氢气与外源补入的氮气，按照3∶1的比例通入合成塔合成液氨，合成液氨过程中所产生的尾气循环进入a步骤的裂解炉中；e、将d步骤中合成的液氨循环进入a步骤中，同时外源补充适量液氨使液氨总量a步骤中的轻油、石油焦的用量相匹。
2.根据权利要求1所述的轻油裂解尾气的循环利用方法，其特征在于所说的气相净化处理为膜分离处理。
全文摘要
本发明公开了一种轻油裂解尾气的循环利用方法，它包括以下循环步骤a.轻油、液氨、石油焦，按照重量配比混合后进入裂解炉进行裂解反应；b.裂解物经脱氨、水洗处理后，分为液相和气相；c.气相经净化处理后，收集氢气；d.所收集的氢气与外源补入的氮气，进入合成塔合成液氨；e.将合成的液氨循环进入a步骤中，同时外源补充适量液氨使液氨总量与a步骤中的轻油、石油焦的用量相匹。本发明方法充分利用了轻油裂解生产过程中所产生的尾气，同时也大大降低了液氨的应用成本，另外也有效避免了空气污染。
文档编号C01C1/00GK101033412SQ200710061638
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者周素志 申请人:河北志诚化工集团有限公司