一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，具体涉及一氧化二氮生产技术领域。本发明专利技术先采用水洗的方法彻底脱除废气中的氨，再经高效聚结器脱除夹杂在废气中的呈雾沫状的水汽和溶解在水汽中的氨；通过吸收塔浓缩一氧化二氮，再通过低温精馏提纯一氧化二氮的方法，规避了低温精馏系统一氧化二氮结冰的可能性，操作更容易，三废更少；用乙醇作为吸收剂，通过吸收的方法给原料气的一氧化二氮增浓，确保一氧化二氮的浓度大于60v％，增浓后的气体再经低温精馏系统脱除轻组分和重组分杂质，就可以将低温精馏塔的塔顶温度控制在一氧化二氮的冰点之上，这样就可以解决传统的低温精馏系统中一氧化二氮的结冰难题。统的低温精馏系统中一氧化二氮的结冰难题。统的低温精馏系统中一氧化二氮的结冰难题。

【技术实现步骤摘要】
一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置


本专利技术涉及一氧化二氮生产
，更具体地说，本专利技术涉及一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置。

技术介绍

一氧化二氮在医药、食品、航天等领域均有着广泛的应用。随着信息技术行业的快速发展，N2O作为现代光电子、微电子、大型集成电路以及光纤制造领域重要的基础原料，需求量随之增长，被称为IT产业的“粮食”。一氧化二氮是一种重要的温室气体，在大气中存留时间长，并且会对臭氧层产生严重的破坏作用。因此，通过回收和再利用一氧化二氮，不仅可以减少温室气体排放，而且可以获得经济效益。工业生产排放含N2O尾气来源主要有:硝酸及其相关产品的生产，己二酸及相关产品的生产，己内酰胺生产过程等的工业过程中产生的气体混合物。专利CN201510654630.5公开了一种尾气中提纯N2O的方法，原料气经过酸洗除氨、碱洗除CO2和NO2，除尘除水、压缩冷却、吸附净化、低温精馏得到N2O产品。专利CN201780044589.7公开了一种尾气中提纯N2O的方法，原料气经过膜分离除去N2和O2来浓缩N2O，通过吸附装置除去CO2、NO2、水蒸气和有机烃，再经过蒸馏工序得到N2O产品。在原料气的杂质类别上包含的大多数杂质，例如：氮气、氧气、氨、一氧化碳、一氧化氮、水蒸气、有机烃等，上述两个专利文件中的方法对上述杂质的清除效果不佳。

技术实现思路

为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置。一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，提纯工艺具体为：利用石化工业尾气为原料，先经水洗系统、聚结器系统，脱除尾气里的氨和水分；再经吸收增压系统增压后送去吸收塔系统，除去尾气中大多数N2和O2；最后经低温精馏系统除去尾气中残留的轻组分，得到电子级一氧化二氮产品；提纯装置具体的包括原料气鼓风增压系统、水洗系统、聚结器系统、吸收增压系统、吸收塔系统、吸收剂回收系统、低温精馏增压系统、低温精馏系统、产品储存系统。进一步的，从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，具体包括以下步骤：(1)原料气鼓风增压系统：原料气先经分离器除去液相物料后，经鼓风机增压后送至水洗系统；(2)水洗系统：水洗系统目的是除氨；设洗氨塔和洗涤水回收塔，原料气经洗氨塔除去原料气中的氨，再经洗涤水回收塔得到回收水，回收水循环使用；
(3)聚结器系统：目的是除去原料气中的水和残留的氨液滴；脱除了NH3后的废气经分离器脱除游离水后，再经高效聚结器脱除夹杂在废气中的呈雾沫状的水汽和溶解在水汽中的氨；(4)吸收增压系统：从聚结器出来的气体经吸收增压系统将压力提高到吸收塔系统所需压力；(5)吸收塔系统：吸收塔系统选用吸收剂吸收的方式对原料气的一氧化二氮组分进行提浓；(6)吸收剂回收系统：选用脱吸塔解吸吸收剂吸收的气体，吸收剂循环使用；(7)低温精馏增压系统：从吸收剂回收系统得到的解吸气经低温精馏增压系统增压后，送至低温精馏系统；(8)低温精馏系统：对增压后的原料气进行提纯，脱除原料气中的轻组分和重组分；(9)产品储存系统：对液体产品一氧化二氮储存。进一步的，所述水洗系统包括洗氨塔和洗涤水回收塔，洗涤水从顶部进入洗氨塔，原料气从底部进入洗氨塔，从洗氨塔顶部得到脱除了氨的气体，送至聚结器系统；洗氨塔底部吸收了氨的水送至洗涤水回收塔，从洗涤水回收塔顶部得到含氨废水，从底部得到的回收水作为洗涤水返回洗氨塔循环使用；洗氨塔为吸收塔，洗涤水回收塔为精馏塔，洗涤水回收塔包含了塔顶冷却系统和回流系统、塔釜再沸器系统；洗涤水回收塔塔底回收的水需设冷却器冷却至30～40℃后方可返回洗氨塔系统回用；洗涤水回收塔塔顶气体与其进料换热后去分离器。进一步的，所述聚结器系统包括聚结器，设有一台预分离器分离掉游离态的水后，再经聚结器除去呈雾沫状的液滴，从而将H2O和NH3的含量降低到1ppm以下。进一步的，所述吸收塔系统包括吸收塔，吸收剂从顶部进入吸收塔，吸收剂可以溶解N2O、但是不能溶解N2和O2，从吸收塔顶部得到的是不溶于吸收剂的N2和O2、作为废气送出界区，从吸收塔底部得到的含N2O的富吸收剂送入吸收剂回收系统；吸收塔所用吸收剂为乙醇。进一步的，所述吸收剂回收系统包括哦脱吸塔，在脱吸塔中将吸收剂吸收的N2O和少量N2、O2一次性全部解吸，从脱吸塔底部得到的吸收剂返回吸收塔循环利用，从脱吸塔顶部得到的解吸气送至低温精馏增压系统；脱吸塔为精馏塔，脱吸塔系统包含了塔顶冷却系统和回流系统、塔釜再沸器系统；脱吸塔底回收的吸收剂需设冷却器冷却至30～40℃后返回吸收塔系统回用。进一步的，所述低温精馏系统，可以根据原料气中杂质的构成，包括一塔流程或两塔流程；所述低温精馏系统包括低温精馏塔，低温精馏塔包含塔顶冷却系统和回流系统、塔釜再沸器系统。进一步的，所述产品储存系统，可根据产品产量大小，采用真空隔热低温储罐或高压常温钢瓶存储。进一步的，所述洗氨塔操作压力为0.2～0.4MPaG，理论板数为8～20块板；洗涤水回收塔操作压力为0.15～0.35MPaG，理论板数为8～20块板，塔顶温度90～120℃，塔底温度110～140℃，回流比2～4；所述吸收塔操作压力为1.2～1.4MPaG，理论板数为20～40块板；
脱吸塔操作压力为1.0～1.3MPaG，理论板数为15～35块板，塔顶温度
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55～
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40℃，塔底温度140～160℃，回流比2～4；所述低温精馏塔操作压力为2.2～2.8MPaG，理论板数为15～30块板，塔顶温度
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80～
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90℃，进料温度
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20～
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40℃，塔底温度
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5～
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15℃，回流比2～4；所述原料气鼓风增压系统，压力为增至0.2～0.4MPaG；所述吸收增压系统，压力为增至1.2～1.4MPaG；所述低温精馏增压系统，压力为增至2.2～2.8MPaG；真空隔热低温储罐的储存压力为1.0～2.5MPaG，储存温度为
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15～
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35℃；高压常温钢瓶的储存压力为6.0～7.0MPaG。进一步的，所述洗氨塔操作压力为0.2～0.3MPaG，理论板数为10～15块板；洗涤水回收塔操作压力为0.15～0.25MPaG，理论板数为10～15块板，塔顶温度90～120℃，塔底温度110～140℃，回流比2～4；所述吸收塔操作压力为1.2～1.3MPaG，理论板数为25～30块板；脱吸塔操作压力为1.0～1.1MPaG，理论板数为20～25块板，塔顶温度
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40℃，塔底温度140～160℃，回流比2～4；所述低温精馏塔操作压力为2.3～2.4MPaG，理论板数为20～25块板，塔顶温度
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80～
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90℃，进料温度
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40℃，塔底温度
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15℃，回流比2～4；所述原料气鼓风增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一次性全部解吸，从脱吸塔底部得到的吸收剂返回吸收塔循环利用，从脱吸塔顶部得到的解吸气送至低温精馏增压系统；脱吸塔为精馏塔，脱吸塔系统包含了塔顶冷却系统和回流系统、塔釜再沸器系统；脱吸塔底回收的吸收剂需设冷却器冷却至30～40℃后返回吸收塔系统回用。7.根据权利要求6所述的一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，其特征在于：所述低温精馏系统包括一塔流程或两塔流程；所述低温精馏系统包括低温精馏塔，低温精馏塔包含塔顶冷却系统和回流系统、塔釜再沸器系统。8.根据权利要求7所述的一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，其特征在于：所述产品储存系统采用真空隔热低温储罐或高压常温钢瓶存储。9.根据权利要求8所述的一种从工业废气中提纯电子级一氧化二氮的工艺和装置，其特征在于：所述洗氨塔操作压力为0.2～0.4MPaG，理论板数为8～20块板；洗涤水回收塔操作压力为0.15～0.35MPaG，理论板数为8～20块板，塔顶温度90～120℃，塔底温度110～140℃，回流比2～4；所述吸收塔操作压力为1.2～1.4MPaG，理论板数为20～40块板；脱吸塔操作压力为1.0～1.3MPaG，理论板数为15～35块板，塔顶温度
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40℃，塔底温度140～160℃，回流比2～4；所述低温精馏塔操作压力为2.2～2.8MPaG，理论板数为15～30块板，塔顶温度
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80～
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90℃，进料温度
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20～
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40℃，塔底温度
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15℃，回流比2～4；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，贺培春，张毅，董立华，
申请(专利权)人：陕西天鼎工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：