专利名称：氨合成用氢氮气干燥方法
技术领域：
本发明涉及一种氨合成过程中去除有害杂物的技术，具体地说，是一种用于中小合成氨厂高压氢氮气的干燥方法。
在现在合成氨工业中，补充的新鲜气含有少量的水份(一般在120～200PPM)容易引起氨合成催化剂中毒，必须在进合成塔前脱除。目前国内中小合成氨厂一般采用脱除水份的方法是，补充新鲜气经压缩与循环气混合，进氨冷器，使新鲜气中的微量水份与氨一起被冷冻分离除去，如
图1所示。但这种脱水方法不太合理，其一是不含氨的新鲜气与含氨的循环气，一道经过氨冷器，多消耗了冷冻功。其二是新鲜气与循环气混合后，还要经过循环压缩机才进入合成塔;从而增加了循环压缩机的负荷;其三是排放循环气中惰性物(Ar、CH4)时，放掉的氨增多，增加了氨耗。
本发明的目的，是要提供一种新的脱除新鲜气中微量水的方法，使用该方法，不但能达到深度干燥的效果，而且可以避免现有脱水方法的缺点，节省能耗和氨耗。
图1是本发明的工艺流程示意图1、吸附干燥器 A-补充新鲜气2、循环压缩机 B-放空气3、油分离器4、氨冷器5、冷热交换器6、热热交换器7、氨合成塔8、预热器9、水冷器10、氨分离器由于在合成氨生产中，补充新鲜气量比较大，而其中含有120～200PPM的水份，水份可使得氨合成催化剂中毒，失去活性，缩短使用寿命，根据本发明提供的方法，在热热交换器6前设置一干燥器1该干燥器1内装有沸石分子筛，使补充新鲜气进热热交换器6前先经干燥器1，以脱除其中水分。
由于分子筛吸附水分有一定的容量，工作一段时间后，需要将分子筛吸附的水分脱附(即再生)，才能继续使用，为了能保证合成氨继续运行生产，因此，必须至少设置二个并联的干燥器1，以便分子筛吸附与再生轮换进行。
为了使吸附水分后的分子筛再生比较安全，需用热气体吹除。本发明采用出合成塔7的气体作为再生气源。从出塔气管引一附线，至吸附干燥器1的出口端，通过切换阀门控制，进入其中一只需要再生的吸附干燥器，出干燥器1后的再生气，回到出热热交换器6后的出塔气一同进入水冷器9冷却，氨分离器10分离氨和水后进循环压缩机2。由于气体中水的分压很低，经过水冷却器9冷却后成为液体水，与液氨一道在氨分离器10内分出。
为了提高氨合成率，当循环气中的惰性气体(Ar、CH4)达到一定浓度时，需放空，以降低惰性气体含量。采用本发明后的氨合成工艺流程，放空气位置设在冷热交换器5后，新鲜补充气前，此时放空气中惰性气体最高，氨含量最低，有效气相对较少。
采用本发明后的氨合成系统的流程为补充新鲜气通过吸附干燥器1脱除水份后与循环气合并进入热热交换器6升温后进入合成塔7，出合成塔的气体少部分作为再生气源进吸附干燥器1，绝大部分经锅炉给水预热器8和热热交换器6降温，与干燥器1来的再生气进水冷器9进一步冷却，氨分离器10分离氨和水后，由循环机2打循环，经过油分离器3、冷热交换器5进入氨冷器4进一步冷凝分离氨，再通过冷热交换器5换取热量后与来自吸附干燥器1的新鲜补充气合并形成循环系统。放空气装置设在冷热交换器5后，补充新鲜气前。
本发明采用的吸附剂为合成沸石分子筛，也可以是其它能吸附水份的吸附剂。
本发明的设备制造，阀门选型等均为公知公用方法。
本发明的特点是高压吸附和高压脱附(300大气压左右)，利用部分出塔气为再生气源，放空气设置在冷热交换器5后。其优点是很明显的。经吸附后的新鲜气中水含量降至3～5PPM，由于新鲜气在合成塔7前进入生产系统，合成塔进口气体中氨含量降低，有利氨合成反应，氨净值提高，生产能力增加;新鲜气不经过氨冷器减少了冷冻量(约可降低15%左右);放空位置设在冷热交换器5后补充气前，放空气中氨含量降低，从8%左右降到3%左右;用出塔气作为再生气源，不另消耗能量，不损失气量。该方法已在年产3万吨合成氨厂进行生产性试验，操作方便，运行正常。
下面通过工作实施例进一步说明，但本发明不受该实施例的影响。
年产2万吨合成氨厂为例。以本技术领域公知的方法制造二台吸附干燥器1，内径500毫米，高2000毫米，内各装合成沸石分子筛400公斤。并联安装在生产系统内，补充新鲜气经过干燥器1脱除水份(降低到3～5PP)后，与循环气合并经热热交换器6进氨合成塔7，如图1。从合成塔7出口引一附线至吸附干燥器出口端，用于分子筛再生，再生气回到出热热交换器6的生产系统中，经冷却，分离进循环压缩机2打循环。在冷热交换器5的出口，新鲜补充气前设置放空气装置。
权利要求
1.一种适用于小合成氨厂氢氮气干燥方法，其特征在于补充新鲜气在进入合成循环系统前，经过干燥器1，脱除水分。
2.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于干燥器1内装有分子筛吸附剂。
3.根据权利要求1和2所述的干燥方法。其特征在于干燥器1内的分子筛吸附剂采用出塔气再生。
全文摘要
一种用于小合成氨厂补充新鲜气的干燥方法，在高压下采用沸石分子筛吸附干燥。吸附干燥后的氢氮气不经氨冷，在合成塔入口前与循环气混合进入生产系统。分子筛吸附剂采用出塔气再生。吸附后的氢氮气中残余水含量可保持在5PPM以下。采用本发明可提高氨净值，减少循环气量和氨的排放量，降低冷冻功和压缩功。而且操作方便。
文档编号C01B3/56GK1057593SQ9010568
公开日1992年1月8日 申请日期1990年6月20日 优先权日1990年6月20日
发明者姚虎卿, 孔庆震 申请人:南京化工学院