专利名称：一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，特别涉及一种从安氏法合成氢氰酸的反应混合气中回收氨的系统。
背景技术：
氢氰酸是一种用途非常广泛的化工原料，广泛应用于医药、食品添加剂、饲料添加剂、电镀、冶金、高分子、照相、矿业、橡胶、化妆品、农药、染料、化肥等领域。目前工业上主要有三种方法合成一种是安氏法，其原理是利用天然气中的甲烷、氨、空气中的氧为原料，在钼催化剂存在下高温氧化合成HCN ；第二种方法是Degussa公司发明的BMA法，其原理是采用甲烷、氨在不加氧气的情况下合成HCN ；第三种是BASF公司发明的甲酰胺脱水法。此外丙烯氨氧化生产丙烯腈的过程中也副产氢氰酸。工业上多采用安氏法合成氢氰酸。安氏法合成氢氰酸的过程中，所用原料氨不能反应完全，在反应后混合气中约含有2. 5%左右，在分离回收氢氰酸之前这部分氨必须从混合气中除掉，否则在后续过程中会引起氢氰酸的聚合及使产品纯度降低。工业上除氨的方法有硫酸法和磷铵法。硫酸法利用硫酸吸收氨生产硫铵，这种方法所得产品硫铵价值低，从经济上不合算。磷铵法的原理是利用NH3M3PO4的摩尔比在1. 1 1. 4的铵贫液吸收混合气中的氨，吸收了氨的贫液变为磷铵富液，其NH3M3PO4的摩尔比在1. 7 1. 9，富液在高温下解吸分解释放其中的氨变为贫液， 贫液经冷却循环回吸收塔，吸收与解析的反应原理如下ΝΗ4Η2Ρ04+ΝΗ3 — (NH4) 2HP04+8IKJ (吸收)(NH4)2H2PO4 - NH4H2P04+NH3-81KJ (解吸)即低温下磷铵贫液中的磷酸一铵与氨反应生成磷酸二铵并放出热量，在高温下磷铵富液中磷酸二铵分解放出氨并吸收热量。解吸得到的氨汽经冷凝冷却得到氨水，氨水经精馏得到液氨。采用磷铵法从焦炉煤气中回收氨在工业生产中早已应用；但若此方法应用于安氏法合成氢氰酸混合气中回收氨，由于安氏法合成氢氰酸的混合气组成与焦炉煤气不一样， 有其特殊性，用于回收焦炉煤气中氨的弗萨姆工艺不能简单地用于安氏法合成氢氰酸的反应混合气。安氏法工艺反应混合气中氢氰酸含量在8%左右，含水25%左右，来自反应工序的反应混合气温度约为230°C，因氢氰酸在较高温下易聚合、分解，氢氰酸的聚合物一方面在磷铵溶液循环系统内积累使磷铵排放量增大，另一方面聚合物是整个系统发泡的原因， 为此有专利提出用活性炭过滤的办法除去聚合物，因此反应混合气必须迅速冷却到较低温度，并避免吸收液局部温度过高，在已有专利中，气体冷却和氨的吸收均在填料段完成，由于气体在进填料段之前和在填料内气液接触的面积不是很大，气体温度不能迅速降低，这不可避免使吸收液局部温度较高，而且处于高温的时间也较长，这个问题还没有得到解决； 含氰富液在已有脱氰过程中，采用直接蒸汽汽提或脱氰塔，这会使富液处于高温的时间较长，富液中所含氢氰酸会聚合、分解，也会释放出较多的氨；混合气中的水在回收氨的过程中大部分被冷凝下来进入磷铵溶液中，这就要求在解吸过程中通过再沸器提供热量，在现有专利中用热虹吸式再沸器，这容易出现磷铵在再沸器中结垢从而堵塞管道、设备等问题， 为了避免结晶现象的出现，磷铵溶液在较低的浓度下循环，这就相应增加了运行费用。综上，现有的从含氢氰酸的混合气体中回收氨的系统及方法存在着易造成氢氰酸的分解使得氢氰酸损失较大及管道、设备易被堵塞从而带来安全隐患影响正常生产的问题。目前通常采用的从含氢氰酸气体中回收氨的系统如中国专利CN101264901A公开的一种氰化氢生产中混合气的氨回收系统，包括氨吸收部分、脱氰部分、解吸部分和精馏部分，其中包括磷酸储罐、吸收塔、上塔冷却器、下塔冷却器、脱氰塔、贫富液换热器和解吸塔等(参见说明书实施例内容)，使用所述氨回收系统回收混合气中的氨也存在对氢氰酸的损失大，管道、设备易堵塞，存在安全隐患，运行成本高等问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，本实用新型回收氨的系统结构紧凑合理，其用于从安氏法合成氢氰酸的反应混合气中回收氨的效率高、 降低了氢氰酸的生产成本。本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，由氨吸收部分、磷铵富液脱氰部分、氨解吸部分、氨水精馏部分等四部分组成，其特征在于所述氨解吸部分设置有解吸塔、解吸塔塔底贫液循环泵和解吸塔塔底再沸器。为了进一步增强所述系统的操作安全性，上述氨解吸部分中解吸塔塔底贫液循环泵设置在解吸塔塔底再沸器的下方。为了减少利用本发明系统回收氨过程中氢氰酸的损耗和降低对设备的腐蚀，上述氨吸收部分设置有急冷喷嘴和氨吸收塔，所述急冷喷嘴设置在氨吸收塔底部。为了进一步降低利用本发明系统回收氨过程中氢氰酸的损耗和氨的损失、从而提高氨回收率，上述磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器和闪蒸罐。具体地说，一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，由氨吸收部分、磷铵富液脱氰部分、氨解吸部分、氨水精馏部分等四部分组成；氨吸收部分设置有急冷喷嘴和氨吸收塔， 所述急冷喷嘴设置在吸收塔底部，反应混合气进入吸收塔后先与来自所述急冷喷嘴的富液液滴密切接触迅速急冷降温，而后进入吸收塔填料段吸收氨；磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器和闪蒸罐，未脱氰富液先经加热并保持一定压力，而后经减压进入闪蒸罐脱出所含的氢氰酸，脱出的氢氰酸、氨、水蒸气回到吸收塔；氨解吸部分设置有解吸塔、解吸塔塔底贫液循环泵、解吸塔塔底再沸器、富液氨汽换热器、氨水氨汽换热器和氨水氨汽冷凝冷却器，经预热的脱氰富液从解吸塔塔顶进入解吸塔，与从塔底上升的气体接触，富液中的氨被蒸出，蒸出的氨和水蒸气从塔顶出来经富液氨汽换热器、氨水氨汽换热器、氨水氨汽冷凝冷却器冷凝冷却进入氨水罐，塔底贫液用解吸塔塔底贫液循环泵强制通过解吸塔塔底再沸器，贫液在解吸塔塔底再沸器中被加热部分水汽化，气液混合物进入塔底，气体向上作为氨解吸和蒸发磷铵溶液中多余冷凝水的能源；氨水精馏部分设置有精馏塔、精馏塔再沸器和氨气冷凝冷却器，氨水经精馏塔处理在塔顶得到液氨。本实用新型具有如下的有益效果[0017]1、本实用新型回收氨系统在吸收塔塔底安装急冷喷嘴使混合气迅速冷却，在用于回收氨的过程中与现有技术相比，减少了氢氰酸聚合及分解的量，气体温度迅速降低也减轻了设备高温下的腐蚀，且不增加其它设备。2、本实用新型回收氨系统采用闪蒸脱氰，在用于回收氨的过程中与现有技术相比有效减少了氢氰酸聚合与分解，也减少了富液中氨的析出量，即循环回吸收塔的氨量减少了 85 %，从而减少了磷铵溶液的循环量，进而降低了运行成本。3、本实用新型回收氨系统在解吸塔塔底增加贫液循环泵，避免了磷铵在再沸器中结晶析出，防止了由于磷铵结晶堵塞管道、设备而引起的停工及安全性问题，且贫液浓度可在接近磷铵浓度上线42%附近，在用于回收氨的过程中与现有技术相比同时也减少了循环磷铵溶液中水的量，从而降低了运行成本；总的来说，利用本实用新型氨回收系统回收氨的效率高，对氢氰酸的损耗极小，使得氢氰酸的损失率由现有技术的降到了 0.4%，特别适合工业化推广使用。
图1是本实用新型从含氢氰酸气体中回收氨的系统的结构示意图。其中1、磷酸储罐，2、氨吸收塔，3、急冷喷嘴，4、上段贫液冷却器，5、上段贫液循环罐，6、下段富液冷却器，7、下段富液循环罐，8、磷铵富液储罐，9、贫富液换热器，10、贫液冷却器，11、闪蒸罐，12、解吸塔，13、解吸塔塔底再沸器，14、解吸塔塔底贫液循环泵，15、富液氨汽换热器，16、氨水氨汽换热器，17、氨水氨汽冷凝冷却器，18、氨水中间罐，19、氨水储罐， 20、氢氧化钠溶液储罐，21、精馏塔，22、精馏塔再沸器，23、废水冷却器，24、氨气冷凝冷却器，25、液氨回流罐。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。实施例1一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，包括磷酸储罐1、氨吸收塔2、急冷喷嘴3、 上段贫液冷却器4、上段贫液循环罐5、下段富液冷却器6、下段富液循环罐7、磷铵富液储罐 8、贫富液换热器9、贫液冷却器10、闪蒸罐11、解吸塔12、解吸塔塔底再沸器13、解吸塔塔底贫液循环泵14、富液氨汽换热器15、氨水氨汽换热器16、氨水氨汽冷凝冷却器17、氨水中间罐18、氨水储罐19、氢氧化钠溶液储罐20、精馏塔21、精馏塔再沸器22、废水冷却器23、氨气冷凝冷却器对、液氨回流罐25、蒸汽系统及循环水系统。实施例2利用实施例1所述回收氨系统回收氨的方法，按如下步骤进行，其中所包含的主要设备如图1所示(1)氨吸收在吸收塔塔底安装急冷喷头3，来自上段富液循环罐7的磷铵富液通过急冷喷嘴3形成大量小液滴，反应混合气进入氨吸收塔2后与这些小液滴密切接触，其中的水迅速汽化吸收反应混合气的显热，反应混合气温度降到50 100°C，急冷用的磷铵富液量为2 IOkg磷铵富液/kg混合气。冷却后的反应气从塔底向上进入填料段用磷铵溶液吸收其中的氨，氨吸收塔2分两段，每段均装不锈钢规整填料，上段用磷铵贫液(流量为 0. 4 lkg/kg混合气)循环吸收，从上段出塔的循环贫液经上段贫液冷却器4冷却后进入上段贫液循环罐5，上段贫液循环罐5中的贫液经泵循环喷洒，多余部分连续溢流到下段富液循环罐7，同时来自解吸塔经贫液冷却器10冷却的贫液(流量为0. 4 lkg/kg混合气) 从塔顶喷入吸收塔中，这部分贫液也流入上段贫液循环罐5中，新鲜贫液温度控制在40 80°C ；下段用磷铵富液循环吸收，下段出塔循环液经下段富液冷却器6冷却后进入下段富液循环罐7，多余部分连续溢流至磷铵富液储罐8。(2)磷铵富液脱氰磷铵富液储罐8中的富液经贫富液换热器9升温至111 130°C后经减压送到闪蒸罐11，以脱出富液中的氢氰酸。大部分氢氰酸和少部分氨随水蒸汽离开富液返回氨吸收塔2，补充磷酸从磷酸储罐1加到上段贫液循环罐5中。(3)磷铵富液氨解吸脱氰后的磷铵富液用泵经换热升温至120 169°C送入解吸塔12 (解吸塔操作压力为0. 3 1. 19Mpa)，与从塔底上升的气体接触，富液中的氨被蒸出， 蒸出的氨和水蒸气从塔顶出来经富液氨汽换热器15、氨水氨汽换热器16、氨水氨汽冷凝冷却器17冷凝冷却进入氨水中间罐18，最后进入氨水罐19，解吸塔12塔底贫液用解吸塔塔底贫液循环泵14强制循环通过解吸塔塔底再沸器13，解吸塔塔底再沸器13用间接蒸汽加热，贫液塔底温度为125 189°C，氨和部分水被蒸出，塔顶得到氨气水蒸汽混合物，经冷凝冷却后得到氨水进入氨水储罐19，塔底贫液借助塔内压力流到贫富液换热器9。(4)氨水精馏将氢氧化钠溶液储罐20中的氢氧化钠送到氨水储罐19中，氨水储罐19中的氨水用泵经氨水氨汽换热器16升温至120 179°C后送精馏塔21。精馏塔21 塔底用直接或间接蒸汽加热，精馏塔21操作压力为0. 5 1. 19MPa，精馏塔21塔底温度为 140 185°C，在塔顶得到氨气，经氨气冷凝冷却器M冷凝为液氨，进入液氨回流罐25，部分液氨回流到精馏塔21，剩余部分送入厂区液氨储罐，精馏塔塔底得到废水经废水冷却器23 冷却后送生化处理。上述从安氏法合成氢氰酸的反应混合气中回收氨的方法使得氢氰酸的损失率仅为0. 4%，同时大大降低了运行成本，氨的回收效率高，避免了磷铵在再沸器中结晶析出，防止了由于磷铵结晶堵塞管道、设备而引起的停工及安全性问题。
权利要求1.一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，由氨吸收部分、磷铵富液脱氰部分、氨解吸部分、氨水精馏部分等四部分组成，其特征在于所述氨解吸部分设置有解吸塔(12)、解吸塔塔底贫液循环泵(14)和解吸塔塔底再沸器(13)。
2.如权利要求1所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述氨解吸部分中解吸塔塔底贫液循环泵(14)设置在解吸塔塔底再沸器(13)的下方。
3.如权利要求1或2所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述氨吸收部分设置有急冷喷嘴(3)和氨吸收塔(2)。
4.如权利要求3所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述急冷喷嘴(3) 设置在氨吸收塔(2)底部。
5.如权利要求1或2所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器(9)和闪蒸罐(11)。
6.如权利要求3所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器(9 )和闪蒸罐(11)。
7.如权利要求4所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于所述磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器(9 )和闪蒸罐(11)。
8.如权利要求1所述从含氢氰酸气体中回收氨的系统，其特征在于氨吸收部分设置有急冷喷嘴(3)和氨吸收塔(2)，所述急冷喷嘴(3)设置在氨吸收塔(2)底部；磷铵富液脱氰部分设置有贫富液换热器(9)和闪蒸罐(11)；氨解吸部分设置有解吸塔(12)、解吸塔塔底贫液循环泵(14)、解吸塔塔底再沸器(13)、富液氨汽换热器(15)、氨水氨汽换热器(16)和氨水氨汽冷凝冷却器(17)，经预热的脱氰富液从解吸塔塔顶进入解吸塔(12)，与从塔底上升的气体接触，富液中的氨被蒸出，蒸出的氨和水蒸气从塔顶出来经富液氨汽换热器(15)、 氨水氨汽换热器(16)、氨水氨汽冷凝冷却器(17)冷凝冷却进入氨水罐，塔底贫液用解吸塔塔底贫液循环泵(14)强制通过解吸塔塔底再沸器(13)；氨水精馏部分设置有精馏塔(21)、 精馏塔再沸器(22)和氨气冷凝冷却器(24)。
专利摘要一种从含氢氰酸气体中回收氨的系统，由氨吸收部分、磷铵富液脱氰部分、氨解吸部分、氨水精馏部分四部分组成，氨解吸部分设置有解吸塔(12)、解吸塔塔底贫液循环泵(14)和解吸塔塔底再沸器(13)。本实用新型回收氨系统在解吸塔塔底增加再沸器贫液循环泵，避免了磷铵在再沸器中结晶析出，防止了由于磷铵结晶堵塞管道、设备而引起的停工及安全性问题，且贫液浓度可在接近磷铵浓度上线42%附近，用于回收氨与现有技术相比同时也减少了循环磷铵溶液中水的量，从而降低了运行成本；总的来说，利用本实用新型氨回收系统回收氨的效率高，对氢氰酸的损耗极小、使得氢氰酸的损失率由现有技术的1%降到了0.4%，特别适合工业化推广使用。
文档编号C01C1/12GK202156935SQ20112011170
公开日2012年3月7日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者周明权, 田庆来, 耿明刚 申请人:重庆紫光化工股份有限公司