专利名称：一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法
技术领域：
本发明涉及一种合成氨的方法，具体地说是一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，属于化工领域。
背景技术：
现有的合成氨的生产方法，是先制备含氮气和氢气的混合气体，然后将其进行脱硫、一氧化碳变换、脱去二氧化碳及硫化氢，再经精炼工序吸收剩余的一氧化碳和二氧化碳及硫化氢，将得到的纯净氢气和氮气进行合成制得合成氨。现有方法流程长，步骤多，三废产生多，而且能耗高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，利用氯碱企业的副产氢气与氮气按照一定的比例混合，然后进行混合气的氨精制。该方法是先将氯碱副产的氢气和深冷制氮的氮气按一定比例混合后加压精制，得到纯净的氢气和氮气后进行合成，制得合成氨。合成氨产生的尾气经回收氨气后，提取氢气在返回利用，剩余气体可作为燃料。本发明的技术方案为
一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，包括以下步骤
1、将氯碱副产的氢气输送到氢气气柜，气柜压力为5 7KPii，存储在氢气气柜的副产氢气作为罗茨风机的抽气缓冲；副产氢气不放空，而是全部回收，这样既可以省去氯碱的氢压机，同时又平稳了氯碱的氢气压力；
2、通过深冷制氮装置生产得到氮气，以及氧气和氩气，并分别输送到液氮储槽，以及氧气充装系统和氩气充装系统，氧气和氩气分别储存在氧气充装系统和氩气充装系统中再利用，在液氮储槽中的液氮经氮气缓冲罐输送到压空储罐内；
3、上述步骤1中的氢气气柜中的氢气通过罗茨风机送入到压空储罐，与上述步骤2中的氮气混合，调节氢气和氮气的混合比例，氢气和氮气的体积比控制在2. 5 3.0 1，其中，优选2. 8 2. 9 1 ；
4、在压空储罐内混合的氢气和氮气经压缩机提压后输送到脱氯塔和脱氧塔，进行混合气的精制，除去氢气和氮气中的氯气和氧气等有害物质，有害物质含量控制在IOPRii以下， 再返回压缩机，进一步提压至15 17MI^后送往合成氨装置；氯气和氧气等有害物质的存在会影响氨的合成效果，使氢气和氨气得不到充分的反应，从而影响氨的得率；
进一步地，混合的氢气和氮气经压缩机提压至2 后，进入脱氯塔，脱氯后再返回压缩机，进一步提压至7 后，进入脱氧塔进行脱氧。优选地，混合的氢气和氮气经压缩机提压至2. 后，进入脱氯塔进行脱氯； 优选地，混合的氢气和氮气进一步提压至SMI^a后，进入脱氧塔进行脱氧；
优选地，所述的氯气和氧气经过脱氯和脱氧后，混合气体中氯气和氧气含量均在
30. IPPm 以下。5、在合成氨装置中，氮气与氢气在温度465 480°C、压力15 17MPa和催化齐[J， 例如铁，的作用下合成氨；
6、合成的氨经冷冻机冷冻至4°C以下，然后输送到液氨储槽内，合成氨生产的尾气被输送到变压吸附提氢装置，分离氢气和氨，分离提取纯度为98%的氢气被输送到上述步骤1的氢气气柜中。本发明的优点在于与现有的合成氨工业相比，本发明利用氯碱企业副产氢气合成氨，具有流程短，步骤少，废物少，基本无三废产生，而且能耗低，并且能充分利用氯碱企业的副产氢气，节省了能源，变废为宝，做到氯碱企业副产氢气零排放。下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。实施例1
如图ι所示，氯碱厂来的纯度为99. 99%的氢气进入氢气气柜，气柜压力为6KPa，经罗茨风机输送至压空储罐，深冷制氮装置对空气进行深冷分离，分离出来的氧气与氩气分别包装外售，深冷制氮装置分离出来的纯度99. 99%氮来与罗茨风机送来的氢气，通过控制气体的流速来调节氮气和氢气的比例，按照所需要的比例(H/N体积比控制2.8 1)混合后进入压空储罐，经压空储罐的压缩机提压至2. 后，进入脱氯塔，在HT-403精脱氯剂(湖北华特尔净化技术有限公司)的作用下净化混合原料气，除去氯气(氯控制在0. IPRii以下)， 返回压缩机，提压至SMI^a左右，进入脱氧塔，在高效钯高效钯脱氧剂0-345(大连普瑞特化工科技有限公司)的作用下净化混合原料气，除去氧气(氧控制在0. IPPm以下)，返回压缩机，进一步提压至16MI^后送往合成氨装置，465°C高温条件下，催化剂作用下，在合成氨装置中氮气与氢气合成氨气，并经冷冻机冷冻至4°C以下，液氨送往液氨储槽外售，合成氨产生的尾气经减压后送往变压吸附提氢装置，提取纯度为98%的氢气送往前述的氢气气柜， 与氯碱厂来的纯度为99. 99%的氢气混合，提氢尾气送往燃气用户。结果如下表
权利要求
1.一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将氯碱副产的氢气输送到氢气气柜，氢气气柜压力为5 7KPa；(2)通过深冷制氮装置生产得到氮气，并输送到液氮储槽，在液氮储槽中的液氮经氮气缓冲罐输送到压空储罐内；(3)将上述步骤(1)氢气气柜中的氢气通过罗茨风机送入到压空储罐，与上述步骤(2) 中的氮气混合，调节氢气和氮气的混合体积比2. 5 3. 0 1 ；(4)在压空储罐内混合的氢气和氮气经压缩机提压后依次输送到脱氯塔和脱氧塔，除去氯气和氧气，再返回压缩机，进一步提压至15 17MI^后送往合成氨装置；(5)在合成氨装置中，氮气与氢气在温度465 480°C、压力15 17ΜΙ^和催化剂的作用下合成氨；(6)合成的氨经冷冻机冷冻至4°C以下，然后输送到液氨储槽内，合成氨生产的尾气输送到变压吸附提氢装置，分离提取纯度为98%的氢气输送到上述步骤(1)的氢气气柜中。
2.根据权利要求1所述的一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于所述步骤(3)中氢气和氮气的混合体积比2. 8 2. 9 1。
3.根据权利要求1所述的一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于所述步骤(4)中在压空储罐内混合的氢气和氮气经压缩机提压至2 后，进入脱氯塔， 脱氯后再返回压缩机，进一步提压至7 后，进入脱氧塔进行脱氧。
4.根据权利要求1所述的一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于所述步骤(4)中在压空储罐内混合的氢气和氮气进一步提压至16MI^后送往合成氨装置。
5.根据权利要求1所述的一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于所述的氯气和氧气经过脱氯和脱氧后，总量在IOPPm以下。
6.根据权利要求1所述的一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，其特征在于所述的氯气和氧气经过脱氯和脱氧后，含量均在0. IPPm以下。
全文摘要
本发明公开了一种利用氯碱副产氢气生产合成氨的方法，该方法利用氯碱企业的副产氢气与氮气按照一定的比例混合，然后进行混合气的氨精制；本发明的优点在于与现有的合成氨工业相比，本发明利用氯碱企业副产氢气合成氨，具有流程短，步骤少，废物少，基本无三废产生，而且能耗低，并且能充分利用氯碱企业的副产氢气，节省了能源，变废为宝，做到氯碱企业副产氢气零排放。
文档编号C01C1/04GK102275952SQ20111014915
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者孙文勇, 宋永良, 张让民, 王宗强, 王纯洁 申请人:山东大地盐化集团有限公司