一种合成氨驰放气中氢气的回收装置及回收工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合成氨驰放气回收再利用技术领域，具体涉及一种合成氨驰放气中氢气的回收装置及回收工艺。
【背景技术】
[0002]在合成氨工艺中，为提高氨含量，保证合成系统惰性气体含量不超标，多余的气体需要放空，这部分气体即是塔顶驰放气。大多数氮肥企业回收驰放气中氨之后，对洗氨塔尾气主要有两种处理方法:一是送往吹风锅炉作为燃料使用，该法缺点是热能浪费、污染环境;二是通过变压吸附装置除去驰放气中的出，该法缺点是出回收率低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种设备简单、操作方便、运行可靠、在节能降耗同时能够实现产品的有效利用、且可减少环境污染的一种合成氨驰放气中氢气的回收装置及回收工艺。
[0004]本发明的目的是这样实现的:包括合成系统驰放气管道、合成系统高压氮氢压缩机一段入口、LNG生产装置，合成系统驰放气管道通过氨回收装置和加热器的壳程与膜分离单元的首端膜分离装置的中部进口相连，所述膜分离单元的顶部的氢气出口通过管道与合成系统高压氮氢压缩机一段入口相连，膜分离单元末端膜分离装置的底部尾气出口通过管道与LNG生产装置相连。
[0005]所述膜分离单元包括若干个膜分离装置串联，若干个膜分离装置顶部的氢气出口分别通过管道与合成系统高压氮氢压缩机一段入口相连，相邻的两个膜分离装置的底部尾气出口之间设有近路管道，所述近路管道上安装有近路管道阀门，所述末端膜分离装置底部尾气出口上设有第一阀门，所述若干个膜分离装置顶部的氢气出口与合成系统高压氮氢压缩机一段入口之间分别设有第二阀门。
[000?]所述第一阀门与相对应的近路管道之间设有氢气含量取样口，第一阀门与LNG生产装置之间设有三通，三通的第三端与吹风气岗位相连;所述三通与LNG生产装置之间设有第三阀门，三通的第三端与吹风气岗位之间设有第四阀门。
[0007]所述膜分离装置底部尾气出口与后一膜分离装置进口之间设有截止阀。
[0008]所述膜分离装置为五个。
[0009]所述合成系统驰放气管道和氨回收装置之间设有流量计。
[0010]—种合成氨驰放气中氢气的回收装置的回收工艺，包括如下步骤:
[0011]步骤一:合成系统驰放气管道中的驰放气通过氨回收装置和加热器的壳程进入膜分离单元内，流量计对驰放气的流量进行检测，驰放气经过氨回收装置后的氨含量小于200PPm，氨含量小于200PPm的驰放气进入加热器的壳程后加热至40?50°C;
[0012]步骤二:当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于6000Nm3/h时，关闭所有的近路管道阀门，打开截止阀，使加热后的驰放气通过膜分离单元，通过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中若干个膜分离装置顶部的氢气出口进入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜分离单元后的尾气通过第一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述的尾气通过氢气含量取样口取样，尾气中的氢气含量不大于30% ;
[0013]步骤三:所述步骤二中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中；
[0014]步骤四:当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于4500Nm3/h，且小于6000Nm3/h时，开启膜分离单元内的四个膜分离装置，将不开启的膜分离装置中的近路管道阀门开启，将不开启的膜分离装置中截止阀关闭；将开启的四个膜分离装置中相对应的近路管道阀门关闭，相对应的截止阀开启，使加热后的驰放气通过膜分离单元，通过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中四个膜分离装置顶部的氢气出口进入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜分离单元后的尾气通过第一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述的尾气通过氢气含量取样口取样，尾气中的氢气含量不大于30% ;
[0015]步骤五:所述步骤四中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中；
[0016]步骤六:当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于3000Nm3/h，且小于4500Nm3/h时，开启膜分离单元内的三个膜分离装置，将不开启的膜分离装置中的近路管道阀门开启，将不开启的膜分离装置中截止阀关闭；将开启的三个膜分离装置中相对应的近路管道阀门关闭，相对应的截止阀开启，使加热后的驰放气通过膜分离单元，通过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中三个膜分离装置顶部的氢气出口进入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜分离单元后的尾气通过第一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述的尾气通过氢气含量取样口取样，尾气中的氢气含量不大于30% ;
[0017]步骤七:所述步骤六中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中；
[0018]步骤八:当步骤一中所述的流量计检测驰放气的流量大于1500Nm3/h，且小于3000Nm3/h时，开启膜分离单元内的两个膜分离装置，将不开启的膜分离装置中的近路管道阀门开启，将不开启的膜分离装置中截止阀关闭；将开启的两个膜分离装置中相对应的近路管道阀门关闭，相对应的截止阀开启，使加热后的驰放气通过膜分离单元，通过膜分离单元后的氢气通过膜分离单元中两个膜分离装置顶部的氢气出口进入合成系统高压氮氢压缩机一段入口中，所述通过膜分离单元后的尾气通过第一阀门、三通和第三阀门进入LNG生产装置中；所述的尾气通过氢气含量取样口取样，尾气中的氢气含量不大于30% ;
[0019]步骤九:所述步骤六中LNG生产装置满负荷生产时，关闭第三阀门，打开第四阀门，使多余的尾气通过第一阀门、三通和第四阀门进入吹风气岗位中。
[0020]本发明具有如下优点:
[0021]1、增产，一级膜提氢可得到85%浓度氢，可使合成氨产量增加3?4%。同时，由于进入合成塔的合成气中氢的相对浓度提高，且CH4等其他杂质气体减少，因而在塔径不变的条件下，可使合成塔的生产能力提高20%左右；
[0022]2、节能，由于充分利用了合成氨系统原有的高压头作为膜分离单元的推动力，而不需要额外配备动力，做到有功压降，同时经膜分离单元后返回合成系统的氢气压力仍达2?2.5Mpa，因此节省了压缩功；
[0023]3、节约资源，氢是宝贵的化工原料，又是二次能源。驰放气中的出若不充分回收，每天就损失大量氢资源，既浪费，又污染环境，通过膜提氢则可将合成氨驰放气中的85 %的氢气回收利用，同时也减少了对环境的污染；
[0024]4、操作弹性大，一方面通过系统负荷控制膜分离单元的投运台数以满足不同工况下的需求;另一方面，在生产出现紧急情况下，可以满足系统负荷大幅度调节、稳定生产。
[0025]另外本发明还具有设备简单、操作方便、运行可靠、在节能降耗同时能够实现产品的有效利用、且可减少环境污染的优点。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
[0028]如图1所示，本发明包括合成系统驰放气管道1、合成系统高压氮氢压缩机2—段入口、LNG生产装置5，合成系统驰放气管道I通过氨回收装置3和加热器4的壳程与膜分离单元的首端膜分离装置11的中部进口相连，所述膜分离单元的顶部的氢气出口通过管道与合成系统高压氮氢压缩机2—段入口相连，膜分离单元末端膜分离装置11的底部尾气出口通过管道与LNG生产装置5相连。所述膜分离单元包括若干个膜分离装置11串联，若干个膜分离装置11顶部的氢气出口分别通过管道与合成系统高压氮氢压缩机2—段入口相连，相邻的两个膜分离装置11的底部尾气出口之间设有近路管道6，所述近路管道6上安装有近路管道阀门I，所述末端膜分离装置11底部尾气出口上设有第一阀门8，所述若干个膜分离装置顶部的氢气出口与合成系统高压氮氢压缩机2—段入口之间分别设有第二阀门9。所述第一阀门8与相对应的近路管道6之间设有氢气含量取样口 16，第一阀门8与LNG生产装置5之间设有三通，三通的第三端与吹风气岗位10相连;所述三通与LNG生产装置5之间设有第三阀门14，三通的第三端与吹风气岗位10之间设有第四阀门15。所述膜分离装