一种含氨混合物氨回收系统及工艺方法与流程

本发明涉及一种含氨混合物氨回收系统及工艺方法，属于化工回收技术领域。

背景技术：

氨用于制造氨水、氮肥(尿素、碳铵等)、复合肥料、硝酸、铵盐、纯碱等，广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。此外，液氨常用作制冷剂，氨还可以作为生物燃料来提供能源。化工生产过程中产生的含氨废水、废气对环境污染很大，比如含有轻组分及盐分的氨混合物。现有的含氨混合物氨回收过程中，不能充分的利用热量和冷量，成本高，造成能源浪费。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种含氨混合物氨回收系统及工艺方法，用于氨、水及其他杂质如轻组分、盐混合物中回收氨，有效的利用热量和冷量，对氨进行回收，避免直接排出对环境的污染，减少能源浪费，降低回收成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含氨混合物氨回收系统，所述氨回收系统包括蒸氨塔、氨液罐、分层罐、蒸氨塔冷凝器和吸收塔；所述蒸氨塔顶部采出液输送到氨液罐；所述氨液罐底部出口连接所述分层罐顶部进口，氨液罐内的采出液进入分层罐分层；所述分层罐底部水相采出液采出至界外或与吸收塔底部采出的氨水混合后输送到循环冷却器，输送至循环冷却器的氨水一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔；所述蒸氨塔冷凝器连接在所述蒸氨塔顶部，蒸氨塔冷凝器由上自下包括捕雾段、冷凝段，蒸氨塔蒸出的物料通过蒸氨塔进入蒸氨塔冷凝器依次经冷凝段和捕雾段后输送至所述吸收塔。

如上所述的一种含氨混合物氨回收系统，所述氨回收系统包括还包括混合器，所述混合器出口连接所述蒸氨塔上部，混合器将混合后的原料及碱液从蒸氨塔的上部输送到蒸氨塔内。

进一步，所述混合器顶部出口连接到蒸氨塔釜冷却器，蒸氨塔底部出口连接到蒸氨塔釜冷却器，混合器输送到蒸氨塔釜冷却器内的物料与蒸氨塔塔釜采出的物料在蒸氨塔釜冷却器内进行换热。

如上所述的一种含氨混合物氨回收系统，所述蒸氨塔底部出口连接至蒸氨塔再沸器，输送至蒸氨塔再沸器内的物料再沸后回流至蒸氨塔塔釜，所述蒸氨塔再沸器采用强制循环再沸器或热虹吸再沸器或降膜再沸器。需要进一步说明的是，当原料中含有盐分时，蒸氨塔塔釜与蒸氨塔再沸器之间设置有循环泵。

如上所述的一种含氨混合物氨回收系统，所述吸收塔至少包括一个吸收塔，所述吸收塔底部采出的氨水输送至吸收塔循环冷却器后，一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔。

如上所述的一种含氨混合物氨回收系统，所述吸收塔连接脱盐水冷却器，吸收塔塔顶的物料经脱盐水冷却器冷却后回流至吸收塔。

本发明还提供一种含氨混合物氨回收工艺方法，所述氨回收工艺采用上述氨回收系统，所述氨回收工艺方法包括以下步骤：

1)将原料输送到蒸氨塔塔釜，通过蒸氨塔对原料进行蒸馏；

2)蒸氨塔塔釜蒸出成分进入蒸氨塔顶部的蒸氨塔冷凝器，蒸氨塔冷凝器内的冷凝段和捕雾段分别对蒸出成分进行冷凝捕雾处理；

3)蒸氨塔冷凝器顶部的冷凝捕雾处理后氨气输送至吸收工段；

4)进入吸收工段的氨气通过吸收剂进行吸收；

5)吸收后的氨水从吸收工段的吸收塔底部通过循环冷却器一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔。

如上所述的一种含氨混合物氨回收工艺方法，所述1)中，当原料为含有轻组分的混合物时，将原料和碱液分别输送到混合器，通过ph在线监测仪检测原料与碱液混合后的ph值，控制碱液流量,原料与碱液混合后与蒸氨塔塔釜液在蒸氨塔釜冷却器换热，换热后的原料与碱液混合液进蒸氨塔，塔釜液换热后出界区。

如上所述的一种含氨混合物氨回收工艺方法，所述步骤2)中，将蒸氨塔顶部采出液输送到氨液罐，氨液罐内的采出液进入分层罐分层，所述步骤3)中，分层罐顶部氨气与蒸氨塔冷凝器顶部输送的氨气混合后输送到吸收工段，所述步骤4)中，分层罐底部水相采出液输送到吸收工段的吸收塔塔釜作为吸收剂。

如上所述的一种含氨混合物氨回收工艺方法，所述吸收工段至少包括一级吸收塔，一级吸收塔后段可以根据需要设计二级吸收塔和三级吸收塔，一级吸收塔作为洗气吸收塔，二级吸收塔可以作为配制吸收塔，三级吸收塔作为尾气吸收塔，每一级的吸收塔连接有一个吸收塔循环冷却器，采用三级的情况下，具体设计为，一级吸收塔、二级吸塔和三级吸收塔分别连接一级吸收塔循环冷却器、二级吸收塔循环冷却器和三级吸收塔循环冷却器，吸收塔的塔釜液一部分去上一级吸收塔作为吸收剂，一部分经循环冷却器冷却后一部分从吸收塔中部返回塔内，一部分采出。

本发明的有益效果是：用加压连续精馏及吸收操作工艺，在蒸氨塔顶得到氨气，然后氨气去吸收工段进行连续吸收，得到较高浓度的氨水；有效的利用热量和冷量，对氨进行回收，避免直接排出对环境的污染，减少能源浪费，降低回收成本。

附图说明

图1为实施例1中的含氨混合物氨回收系统结构示意图；

图2为实施例2中的含氨混合物氨回收系统结构示意图；

图3为实施例3中的含氨混合物氨回收系统结构示意图；

图4为实施例4中的含氨混合物氨回收系统结构示意图；

其中，1、分层罐，2、氨液罐，3、蒸氨塔釜冷却器，4、混合器，5、蒸氨塔，6、蒸氨塔再沸器，7、一级吸收塔，8、一级吸收塔循环冷却器，9、二级吸收塔，10、二级吸收塔循环冷却器，11、三级吸收塔，12、三级吸收塔循环冷却器，13、脱盐水冷却器，14、蒸氨塔冷凝器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图3所示，一种含氨混合物氨回收系统，所述氨回收系统包括蒸氨塔5、氨液罐2、分层罐1、蒸氨塔冷凝器14和吸收塔；所述蒸氨塔5顶部采出液输送到氨液罐2；所述氨液罐2底部出口连接所述分层罐1顶部进口，氨液罐2内的采出液进入分层罐1分层；所述分层罐1底部水相采出液采出至界外或与吸收塔底部采出的氨水混合后输送到循环冷却器，输送至循环冷却器的氨水一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔；所述蒸氨塔冷凝器14连接在所述蒸氨塔5顶部，蒸氨塔冷凝器14由上自下包括捕雾段、冷凝段，蒸氨塔5蒸出的物料通过蒸氨塔5进入蒸氨塔冷凝器14依次经冷凝段和捕雾段后输送至所述吸收塔。

含氨混合物氨回收系统的一个实施例中，所述氨回收系统包括还包括混合器4，所述混合器4出口连接所述蒸氨塔5上部，混合器4将混合后的原料及碱液从蒸氨塔5的上部输送到蒸氨塔5内。所述混合器4顶部出口连接到蒸氨塔5釜冷却器3，蒸氨塔5底部出口连接到蒸氨塔5釜冷却器3，混合器4输送到蒸氨塔5釜冷却器3内的物料与蒸氨塔5塔釜采出的物料在蒸氨塔5釜冷却器3内进行换热。

含氨混合物氨回收系统的一个实施例中，所述蒸氨塔5底部出口连接至蒸氨塔再沸器6，输送至蒸氨塔再沸器6内的物料再沸后回流至蒸氨塔5塔釜，所述蒸氨塔再沸器6采用强制循环再沸器或热虹吸再沸器或降膜再沸器。需要进一步说明的是，当原料中含有盐分时，蒸氨塔5塔釜与蒸氨塔再沸器6之间设置有循环泵。

含氨混合物氨回收系统的一个实施例中，所述吸收塔至少包括一个吸收塔7，所述吸收塔底部采出的氨水输送至吸收塔循环冷却器后，一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔。

含氨混合物氨回收系统的一个实施例中，所述吸收塔连接脱盐水冷却器13，吸收塔塔顶的物料经脱盐水冷却器13冷却后回流至吸收塔。

本发明还提供一种含氨混合物氨回收工艺方法，所述氨回收工艺采用上述氨回收系统，所述氨回收工艺方法包括以下步骤：

1)将原料输送到蒸氨塔5塔釜，通过蒸氨塔5对原料进行蒸馏；

2)蒸氨塔5塔釜蒸出成分进入蒸氨塔5顶部的蒸氨塔冷凝器14，蒸氨塔冷凝器14内的冷凝段和捕雾段分别对蒸出成分进行冷凝捕雾处理；

3)蒸氨塔冷凝器14顶部的冷凝捕雾处理后氨气输送至吸收工段；

4)进入吸收工段的氨气通过吸收剂进行吸收；

5)吸收后的氨水从吸收工段的吸收塔底部通过循环冷却器一部分采出至界外，一部分回流至吸收塔。

含氨混合物氨回收工艺方法的一个实施例中，所述1)中，当原料为含有轻组分的混合物时，将原料和碱液分别输送到混合器4，通过ph在线监测仪检测原料与碱液混合后的ph值，控制碱液流量,原料与碱液混合后与蒸氨塔5塔釜液在蒸氨塔5釜冷却器3换热，换热后的原料与碱液混合液进蒸氨塔5，塔釜液换热后出界区。

含氨混合物氨回收工艺方法的一个实施例中，所述步骤2)中，将蒸氨塔5顶部采出液输送到氨液罐2，氨液罐2内的采出液进入分层罐1分层，所述步骤3)中，分层罐1顶部氨气与蒸氨塔冷凝器14顶部输送的氨气混合后输送到吸收工段，所述步骤4)中，分层罐1底部水相采出液输送到吸收工段的吸收塔塔釜作为吸收剂。

含氨混合物氨回收工艺方法的一个实施例中，所述吸收工段至少包括一级吸收塔7，一级吸收塔7后段可以根据需要设计二级吸收塔9和三级吸收塔11，一级吸收塔7作为洗气吸收塔，二级吸收塔9可以作为配制吸收塔，三级吸收塔11作为尾气吸收塔，每一级的吸收塔连接有一个吸收塔循环冷却器，采用三级的情况下，具体设计为，一级吸收塔7、二级吸收塔9和三级吸收塔11分别连接一级吸收塔循环冷却器8、二级吸收塔循环冷却器10和三级吸收塔循环冷却器12，吸收塔的塔釜液经循环冷却器冷却后从吸收塔中部返回塔内。

具体的，参见图1，吸收工段只设有一个尾气吸收塔，以含有轻组分的氨混合物原料为例，本发明将氨、水及轻组分杂质混合物与碱液混合后加入蒸氨塔，进料组成为氨2.6％(wt％)、水74％(wt％)和轻组分杂质23.4％(wt％)，进料温度为50℃，原料与塔釜液换热后进入蒸氨塔，蒸氨塔的操作压力为0.25mpa(g),操作温度为143-33℃，脱盐水从界区外经脱盐水冷却器冷却后从尾气吸收塔塔釜进料，气体经蒸氨塔冷凝器冷凝后，气体从蒸氨塔冷凝器进入尾气吸收塔，蒸氨塔釜液与原料换热后去界区外，蒸氨塔塔顶采出液进入氨液罐气液分离后，液相进入分层罐分层后，油相采出，气相去尾气吸收塔塔釜，水相可采出至界区外或去尾气吸收塔作为吸收剂，尾气吸收塔操作压力为常压，操作温度为15℃。尾气吸收塔塔釜液经泵在尾气吸收塔循环冷却器冷却后一部分在塔中进料作为吸收剂返回到尾气吸收塔，一部分采出。

具体的，参见图2，吸收工段设有两个吸收塔，一个尾气吸收塔和一个洗气吸收塔，以含有轻组分的氨混合物原料为例，本发明将氨、水及轻组分杂质混合物与碱液混合后加入蒸氨塔，进料组成为氨2.6％(wt％)、水74％(wt％)和轻组分杂质23.4％(wt％)，进料温度为50℃，原料与塔釜液换热后进入蒸氨塔，蒸氨塔的操作压力为0.25mpa(g),操作温度为143-33℃，脱盐水从界区外经脱盐水冷却器冷却后从尾气吸收塔塔顶进料，气体经蒸氨塔冷凝器冷凝后，气体从蒸氨塔冷凝器采出进入洗气吸收塔塔釜，蒸氨塔釜液与原料换热后去界区外，蒸氨塔塔顶采出液进入氨液罐气液分离后，液相进入分层罐分层后，油相采出，气相去洗气吸收塔，水相可采出至界区外或去洗气吸收塔作为吸收剂，洗气吸收塔操作压力为常压，操作温度为30℃，尾气吸收塔操作压力为常压，操作温度为15℃。洗气吸收塔塔釜液经泵在洗气吸收塔循环冷却器冷去后一部分在塔中进料，一部分采出，产品为25％的氨水，塔顶气相进入尾气吸收塔。尾气吸收塔塔釜液一部分采出至洗气吸收塔塔顶做吸收剂，一部分在尾气吸收塔循环冷却器冷却后一部分在塔中进料。

具体的，参见图3，吸收工段设有三个吸收塔，一个尾气吸收塔、一个洗气吸收塔和一个配制吸收塔。以含有轻组分的氨混合物原料为例，本发明将氨、水及轻组分杂质混合物与碱液混合后加入蒸氨塔，进料组成为氨2.6％(wt％)、水74％(wt％)和轻组分杂质23.4％(wt％)，进料温度为50℃，原料与塔釜液换热后进入蒸氨塔，蒸氨塔的操作压力为0.25mpa(g),操作温度为143-33℃，脱盐水从界区外经脱盐水冷却器冷却后从尾气吸收塔塔顶进料，气体经蒸氨塔冷凝器冷凝后，气相从蒸氨塔冷凝器采出进入洗气吸收塔，蒸氨塔釜液与原料换热后去界区外，蒸氨塔塔顶采出液进入氨液罐气液分离后，液相进入分层罐分层后，油相采出，气相去洗气吸收塔，水相可采出至界区外或去洗气吸收塔作为吸收剂，洗气吸收塔操作压力为常压，操作温度为30℃。塔釜液经泵在洗气吸收塔循环冷却器冷去后一部分在塔中进料，一部分采出，产品为25％的氨水。塔顶气相进入尾气吸收塔。

配制吸收塔操作压力为常压，操作温度为24℃。塔釜液经泵一部分采出至洗气吸收塔塔顶做吸收剂，一部分在配制吸收塔循环冷却器冷却后一部分作为吸收剂进入配制吸收塔，一部分为20％的氨水产品，塔顶气相进入尾气吸收塔。

尾气吸收塔操作压力为常压，操作温度为15℃。塔釜液经泵一部分采出至配制吸收塔塔顶做吸收剂，一部分在尾气吸收塔循环冷却器冷却后一部分作为吸收剂进入配制吸收塔。

具体的，参见图4，以不含轻组分的氨混合物原料为例，本发明将氨、水混合物与碱液混合后加入蒸氨塔，进料组成为氨3％(wt％)、水97％(wt％)，进料温度为50℃，原料与塔釜液换热后进入蒸氨塔，蒸氨塔的操作压力为0.25mpa(g),操作温度为143-33℃，脱盐水从界区外经脱盐水冷却器冷却后从尾气吸收塔塔顶进料，蒸氨塔釜液与原料换热后去界区外，蒸氨塔塔顶气体经蒸氨塔冷凝器冷凝后，气相从蒸氨塔冷凝器采出进入洗气吸收塔，洗气吸收塔操作压力为常压，操作温度为30℃。塔釜液经泵在洗气吸收塔循环冷却器冷去后一部分在塔中进料，一部分采出，产品为25％的氨水。塔顶气相进入尾气吸收塔。

配制吸收塔操作压力为常压，操作温度为24℃。塔釜液经泵一部分采出至洗气吸收塔塔顶做吸收剂，一部分在配制吸收塔循环冷却器冷却后的一部分作为吸收剂进入配制吸收塔，一部分为20％的氨水产品。塔顶气相进入尾气吸收塔。

尾气吸收塔操作压力为常压，操作温度为15℃。塔釜液经泵一部分采出至配制吸收塔塔顶做吸收剂，一部分在尾气吸收塔循环冷却器冷却后的一部分作为吸收剂进入配制吸收塔。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。