专利名称：氰化氢生产中混合气的氨回收方法
技术领域：
本发明涉及一种氨回收方法，具体的说是一种从氰化氢生产中混合气的氨 回收的方法。
技术背景氰化氢的生产方法在工业上多以甲烷、氨和空气为原料，用铂或铝、铑网催化剂在80(TC-100(TC条件下反应生产。氰化氢生产过程中从反应器出来的混 合气体中由于副反应的发生，使混合气中的组成比较复杂，其中含有大量未反 应的氨气和反应生成的产物水，故无论是制成氢氰酸产品还是参与下一步的反 应，都必须除去混合气中的氨和水。现行工业上含氰混合物脱除氨的方法多采 用焦化行业中净化煤气的弗萨姆法。下面简单介绍弗萨姆法的原理及流程混 合气进入与吸收塔与磷酸一铵溶液接触以吸收混合气中的氨气，吸收完氨气的 磷酸一铵溶液生成为磷酸二铵溶液，称为富液。由于富液中溶解有少量酸性气 体，所以送至解吸之前先要在蒸发器中，使用直接蒸气将酸性气体直接蒸出。 脱除酸性气体的富液预热之后直接进解吸塔，在解吸塔中用直接蒸气加热使富 液中的磷酸二铵分解为磷酸一铵溶液和氨气，氨气和部分水蒸汽从塔顶采出。 分解完成后生成的磷酸一铵溶液，称为贫液，贫液再次返回到吸收塔作为吸收 液循环使用。从塔顶采出的氨水则由泵打到精馏塔进行精馏，从而得到无水氨。 在此工艺流程中，主要有以下方面原因是弗萨姆法不能直接应用于氰化氢 生产中产生的混合气的氨回收过程1、由于煤气中氰化氢气体的含量只有0.6 g/m3-0. 7g/m:'，而氰化氢生产中产生的混合气中氰化氢含量达85.48g/m3，磷酸 富液中氰化氢含量不同，氨的回收效果差。2、在脱氰部分中，弗萨姆法采用直接蒸出磷酸铵溶液内含有的大量氢氰酸等酸性气体的方法，从而造成氰化氢的 生产成本升高，对周边环境亦会造成严重污染。在磷酸铵溶液中的高浓度的氢 氰酸还会生成氢氰酸聚合物，可造成塔板堵塞甚至爆炸，存在安全隐患。3、氰 化氢生产中产生的混合气中水蒸汽含量较多，在吸收氨过程中会冷凝出大量的 水，从而造成系统中水的膨胀。 发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于氰化氢生产中混合气的氨回 收方法，以提高氰化氢生产中氨的回收效果，降低氰化氢的生产成本、减少污染。为解决上述技术问题，本发明氰化氢生产中混合气的氨回收方法为(1)、 氨吸收过程氰化氢生产中产生的混合气进入吸收塔，与磷酸铵贫液相接触， 以吸收混合气中存在的氨，生成比所述磷酸铵贫液富含氨离子的磷酸铵富液；(2) 、脱氰过程所述的磷酸铵富液经换热器升温后进入脱氰塔，以脱除 磷酸铵富液中含有的包括有氰化氢的酸性气体，脱除的酸性气体返回吸收塔；(3) 、解吸过程从脱氰塔流出的磷酸铵富液进入解吸塔，以使磷酸铵富液中含有的磷酸二铵分解为磷酸铵贫液和氨气，分解后得到的磷酸铵贫液降温 后回到吸收塔循环使用；(4) 、精馏过程从解吸塔分解出的氨和水进入精馏塔，精馏得到无水氨。 本发明氰化氢生产中混合气的氨回收方法中的氨吸收过程可选用下述步骤进行a、混合气进入吸收塔下段塔的底部，与塔釜循环的磷酸铵溶液直接接触， 在吸氨的同时对混合气体进行一次降温；吸氨后的磷酸铵溶液从塔釜排出，其 中体积85%-95%的吸氨后的磷酸铵溶液经降温后，进吸收塔的下段塔顶部再 次用于混合气体的降温及氨气的吸收，其余体积5%-15%的磷酸铵溶液经过与解吸塔出来的磷酸铵贫液换热后去脱氰塔进行下步处理；b、 在吸收塔底降温后，混合气体从吸收塔的下段塔进入吸收塔的上段塔； 上段塔的磷酸铵溶液和解吸塔出来的磷酸铵贫液组成磷酸铵混合液，混合液降 温后进入吸收塔上段塔塔顶；降温后的混合液在上段塔对混合气体吸收氨并进 行第二次降温；吸氨后的混合液的体积75。％-80%由上段塔底部排出用于返回塔顶循环进行吸氨、降温，其余部分则由上段塔底部直接溢流到下端塔补充下 段塔循环的磷酸铵溶液量；c、 经过两次脱氨、降温后的混合气体，由塔顶逸出后进入下一工序生产工艺；d、 吸收塔在工作过程中，从塔顶持续的加入磷酸，以补充磷酸铵溶液在循 环使用过程中造成的磷酸的损失。本发明方法中单独设置脱氰过程，对氰化氢气体进行回收，避免了弗萨姆 法中采用的直接蒸出磷酸铵溶液内仍含有的大量氢氰酸等酸性气体所造成氰化 氢的损耗，降低氰化氢的生产成本。对氰化氢气体进行回收也减少了有害的氰 化氢等酸性气体的排放，避免了对周边环境造成严重污染。对氰化氢回收后的 磷酸铵溶液中的氢氰酸含量很低，不会对生产过程产生影响，生产过程更加安 全。
图1是本发明的生产设备示意图。
具体实施方式
本发明的氨回收系统包括氨吸收过程、脱氰过程、解吸过程与精馏过程。 其具体设备包括磷酸储罐l、吸收塔2、上塔冷却器6、下塔冷却器4、缓冲 罐3、 5、脱氰塔8、贫富液换热器7、解吸塔9、解吸塔进料预热器ll、解吸塔顶冷凝器12、稀氨水储槽IO、精馏塔14、精馏塔原料预热器13、精馏塔顶 冷凝器16、液氨储槽15、蒸汽系统以及循环水系统。本发明的工艺流程(1)、氨吸收过程由氢氰酸合成反应器出来的大约22(TC氢氰酸混合气首先进入氨吸收塔2的底部，与塔釜循环的磷酸铵溶液(中和度17)进行直接 接触，从而使混合气体中的水蒸汽冷凝下来，使混合气体温度降至5(TC-6(TC， 同时氢氰酸混合气中的大部分氨气被塔釜循环的磷酸铵溶液吸收；从塔釜排出 的7(TC磷酸铵溶液(富液，主要含量为磷酸二铵，中和度1.7)进入缓冲罐3， 其中体积85%-95%、最好为90%的磷酸铵溶液，经过下塔冷却器4 二次循环水降 温后，进下段塔顶部用于混合气体的降温及部分氨气的吸收，其余体积的磷酸 铵富液经过贫富换热器7与解吸塔14出来的磷酸铵溶液(贫液，主要含量为磷 酸一铵，中和度1.2-1.3)换热后去脱氰塔8进行下步处理。经初步降温的混合气体从吸收塔2的下段塔逸出后进入吸收塔的上段塔再 次降温至35。C-45°C，最好为4(TC，以控制出塔气体中的水蒸汽含量，同时继 续吸收混合气体中残余的氨气，保证出口的混合气体中的氨气的含量达到工艺 要求。从上段塔出来的45。C-50。C磷酸铵溶液(中和度1.3-1.35)与解吸塔9 出来的磷酸溶液(贫液，中和度1.2-1.3)混合后经过上塔冷却器6 二次循环 水降温至35T:后进入吸收塔上段塔的塔顶，与混合气体充分换热并吸收氨。吸 氨后磷酸铵混合液(中和度1.3-1.35)的75%-80% (体积)由上段塔底部进 入缓冲罐5后用于返回吸收塔塔顶循环，重复用于吸氨降温。其余部分则由吸 收塔上段塔底部直接溢流到卜一段塔，用于补充下段塔循环的溶液量。 经过两次降温吸收的混合气体由塔顶逸出后去下一工序使用。 在吸收塔工作过程中，80%-90%新鲜的磷酸从磷酸储罐1由计量泵打到吸收塔塔顶以补充磷酸循环使用过程中的损失。(2)、脱氰过程由吸收塔2底部出来的磷酸铵富液经过贫富换热器7升温至10(TC-ll(TC，最好为104'C，然后进入脱氰塔8，以除去磷酸铵富液中含 有的氰化氢以及其他酸性气体。由脱氰塔8顶部出来的含酸气体再返回到吸收 塔2中。由脱氰塔底部出来的磷酸富液(中和度1.7)去解吸塔9进行氨的解吸。(3) 、解吸过程经过脱氰塔8脱去酸性气体的磷酸铵富液由泵加压至 1.2MPa-1.4MPa，优选为1. 3MPa，并在解吸塔进料预热器11内与解吸塔塔顶出 来的氨和水蒸气混合气体换热升温至17(TC-190°C，最好为18(TC后进入解吸 塔，在解吸塔9中磷酸铵富液逐渐被加热到190°C-20(TC，磷酸铵富液被热分 解为磷酸铵贫液和氨气。从磷酸铵富液中分解出来的氨气从解吸塔塔顶蒸出，与部分水蒸汽经进料 预热器11和塔顶冷凝器12后一同冷凝到130°C，得到一定浓度的稀氨水进入 稀氨水储槽10。在解吸塔9内分解生成的磷酸铵贫液则由塔底排出，高温的磷酸铵贫液经 贫富换热器7加热脱氰塔进料后，进入吸收塔用于吸收混合气体中的氨气，从而完成磷酸铵溶液的循环使用。(4) 、精馏过程由解吸塔塔顶冷凝下来的稀氨水储槽10内稀氨水经过精 馏塔原料预热器13重新预热，升温至18(TC后进入精馏塔14进行精馏以生产 出纯度达到99.98%的液氨，液氨经精馏塔顶冷凝器16冷凝后，进入液氨储槽 15。塔底出来的废水中氨含量小于0.01%。
权利要求
1. 一种氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其特征在于该方法的工艺步骤为(1)、氨吸收过程氰化氢生产中产生的混合气进入吸收塔，与磷酸铵贫液相接触，以吸收混合气中存在的氨，生成比所述磷酸铵贫液富含氨离子的磷酸铵富液；(2)、脱氰过程所述的磷酸铵富液经换热器升温后进入脱氰塔，以脱除磷酸铵富液中含有的包括有氰化氢的酸性气体，脱除的酸性气体返回吸收塔；(3)、解吸过程从脱氰塔流出的磷酸铵富液进入解吸塔，以使磷酸铵富液中含有的磷酸二铵分解为磷酸铵贫液和氨气，分解后得到的磷酸铵贫液降温后回到吸收塔循环使用；(4)、精馏过程从解吸塔分解出的氨和水进入精馏塔，精馏得到无水氨。
2、 根据权利要求1所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其特征在于 所述的氨吸收过程由以下步骤进行a、 混合气进入吸收塔下段塔的底部，与塔釜循环的磷酸铵溶液直接接触， 在吸氨的同时对混合气体进行一次降温；吸氨后的磷酸铵溶液从塔釜排出，其 中体积85%-95%的吸氨后的磷酸铵溶液经降温后，进吸收塔的下段塔顶部再 次用于混合气体的降温及氨气的吸收，其余体积5%-15%的磷酸铵溶液经过与 解吸塔出来的磷酸铵贫液换热后去脱氰塔进行下步处理；b、 在吸收塔底降温后，混合气体从吸收塔的下段塔进入吸收塔的上段塔; 上段塔的磷酸铵溶液和解吸塔出来的磷酸铵贫液组成磷酸铵混合液，混合液降 温后进入吸收塔上段塔塔顶；降温后的混合液在上段塔对混合气体吸收氨并进 行第二次降温；吸氨后的混合液的体积75%-80%由上段塔底部排出用于返回塔顶循环进行吸氨、降温，其余部分则由上段塔底部直接溢流到下端塔补充下 段塔循环的磷酸铵溶液量；c、 经过两次脱氨、降温后的混合气体，由塔顶逸出后进入下工序生产工艺；d、 吸收塔在工作过程中，从塔顶持续的加入磷酸，以补充磷酸铵溶液在循 环使用过程中造成的磷酸的损失。
3、 根据权利要求2所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其特征在于 在吸收塔内混合气第一次降温至50°C-60°C，第二次降温至35°C-45°C。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其 特征在于所述的脱氰过程中从吸收塔底部出来的磷酸铵富液与解吸塔出来的磷 酸铵贫液热交换，磷酸铵富液升温至100°C-ll(TC进入脱氰塔。
5、 根据权利要求4所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其特征在于 所述的脱氰过程中磷酸铵富液升温至104。C进入脱氰塔。
6、 根据权利要求l、 2或3所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其 特征在于所述的解吸过程包括对脱氰塔排出的磷酸铵富液加压至 1.2MPa-1.4MPa并与解吸塔顶出来的氨和水蒸气混合气体热交换，磷酸铵富液 升温至170°C-190°C，进入解吸塔；在解吸塔内对磷酸铵富液加热至190°C-200 'C进行使磷酸铵富液分解；磷酸铵富液分解后得到的磷酸铵贫液从塔底排出，排出的磷酸铵贫液与将进入脱氰塔的磷酸铵富液热交换后进入吸收塔；从磷酸铵富液中分解出来的氨气和部分水蒸汽从解吸塔塔顶蒸出，冷凝后成稀氨水。
7、 根据权利要求l、 2或3所述的氰化氢生产中混合气的氨回收方法，其 特征在于所述的精馏过程中从解吸塔塔顶蒸出，冷凝的稀氨水预热升温至180 "C后进入精馏塔进行精馏。
全文摘要
本发明公开了一种从氰化氢生产中混合气的氨回收的方法。为解决上述技术问题，本发明氰化氢生产中混合气的氨回收方法包括氨吸收过程、脱氰过程、解吸过程和精馏过程。本发明方法中单独设置脱氰过程，对氰化氢气体进行回收，避免了弗萨姆法中采用的直接蒸出磷酸铵溶液内仍含有大量氢氰酸等酸性气体所造成的氰化氢损耗，降低氰化氢的生产成本。对氰化氢气体进行回收也减少了有害的氰化氢等酸性气体的排放，避免了对周边环境造成严重污染。对氰化氢回收后的磷酸铵溶液中的氢氰酸含量很低，不会对生产过程产生影响，生产过程更加安全。
文档编号C01C3/02GK101264901SQ20081005489
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者张继军, 李玉珠, 赵海宝 申请人:石家庄工大化工设备有限公司