【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及氨生产领域，以及从氨中分离和回收惰性气体的领域。
技术介绍
1、氨为具有分子式nh3的氮和氢的化合物。作为稳定的二元氢化物以及最简单的氮氢化物，氨为无色气体，具有独特的刺激性气味。它是一种常见的含氮废物，特别是在水生生物中，并且它通过充当食物和肥料的前体，极大地满足了陆地生物的营养需求。氨直接地或间接地也是用于合成许多医药产品的基本要素，并且用于许多商业清洁产品。它主要通过向下排放空气和水两者来进行收集。
2、典型的现代氨生产设备(其中实践了典型的现代氨工艺)首先将天然气(即，甲烷)或lpg(液化石油气，诸如丙烷和丁烷)或石脑油转换为气态氢。用于从烃中生产氢气的方法称为蒸汽转化。然后，将氢气与氮气经由haber-bosch工艺结合以生产氨。氨在氨合成回路中的合成是在高达160巴至290巴的压力下实现的。
3、由于氨合成反应中使用的(通常是多促进磁铁矿(multi-promoted magnetite))催化剂的性质，在合成(氢气和氮气混合物)气体中仅可以容忍非常低水平的含氧(尤其是co、co2和h2o)化合物。相对纯的氮气可以通过空气分离来获得，但可能需要额外的脱氧。
4、由于单程转换率相对较低(通常小于20％)，因此需要大量循环流。这可能导致惰性的氮气n2和氢气h2在回路气体中积聚。
5、脱硫单元、一段转化炉和二段转化炉、变换反应器、脱co2单元以及甲烷化单元形成氨生产单元的“前端”，而氨合成回路形成氨生产单元的“后端”。
6、本公开涉及对合成回路气体中的再
7、在已经实现充分再循环至氨合成回路以得到令人满意的氨生产之后，可以将包含惰性气体(包括氢气h2)和气态氨的气体流排放到大气。替代性地，在包括所谓的惰性气体站的一些氨生产设备中，可以回收惰性气体。一旦被回收，包含惰性气体的流可以被用作需要这种燃料的燃烧系统中的燃料源。然而，为了将包含惰性气体的经回收气体流用作燃料，该经回收气体流应当不含氨，以避免通过氨的氧化在燃烧过程期间产生nox气体。
8、通过冷却氨气从而导致其冷凝来将惰性气体从氨中分离是众所周知的。
9、现有技术
10、su1066941a1(1982)公开了一种方法，其包括通过液氨吸收惰性杂质、从液氨中解吸溶解的气体以及将纯化的气体混合物返回到氨生产循环。该方法的特征在于，纯化的气体混合物在氨蒸气中饱和。
11、us3553972(美国梅塞尔公司(american messer corp)，1968)公开了在高压下从氨合成吹扫中回收氨和富氢气体，而不使用外部制冷。将吹扫气体冷却至接近氨的露点，以将氨冷凝并因此将氨与吹扫气体分离。用于将氨冷凝的制冷是通过在已从吹扫气体中去除氨冷凝物之后对吹扫气体进行功膨胀来产生的。此后，将吹扫气体进一步冷却，使得气态杂质，诸如甲烷和氩气被冷凝和分离，以留下适合再循环至氨合成的富氢气体。用于将气态杂质冷凝的制冷是通过对产物富氢气体进行功膨胀来产生的。
12、ep0460001a1(挪威海德鲁公司(norsk hydro)，1989)涉及一种用于催化生产氨的方法，其中在事先已经通过吸收来除去氨的主要部分以及可能的水之后，在合成反应器中循环返回基本上由未转换的合成气体、一定量的氨、惰性气体和可能还有水组成的气态混合物。使气体混合物与包含至少两个oh基团的吸湿吸收剂接触，以用于吸收氨以及可能还有水。吸收也在与氨的合成压力基本上相同的压力下进行，并且氨在比氨吸收期间更低的压力和更高的温度下从吸收剂中解吸。在输送至吸收柱之前从吸收剂中提取可能存在的水的至少一部分。优选地，单独或组合地应用乙二醇、二甘醇或三甘醇作为吸收剂。可以在被重新引导通过吸收柱之前借助于惰性精馏气体从吸收剂中提取可能存在的任何水。
13、因此，现有技术提供了用于将惰性气体从氨中分离的解决方案，诸如一旦包含惰性气体和氨的气体流不再再循环至合成回路就使氨的回收最大化并限制氨向空气的排放。然而，据知，现有技术未提供用于将惰性气体从氨中分离并随后将惰性气体引导到惰性气体站的解决方案，从该惰性气体站，惰性气体可以用作需要这种燃料的燃烧系统的燃料供应。
14、因此，本公开的目的是提供一种用于将基本上不含氨且包含惰性气体的气体流高效地引导到惰性气体站的解决方案。
技术实现思路
1、在本公开的第一方面，公开了一种用于在氨生产设备中将惰性气体从氨气中分离并随后使用惰性气体作为燃料的组分的方法。所述方法包括以下步骤：
2、a)将包含氨气和惰性气体的第一气体的温度调整至等于或低于-20℃的温度，由此产生液氨和耗尽氨的惰性气体；
3、该方法的特征在于，其进一步包括以下步骤：
4、b)使用来自氨生产设备的气体流作为气体喷射器中的动力气体将步骤a)中产生的惰性气体喷射到惰性气体站，由此在喷射器的出口处喷射气体流；以及
5、c)使用来自惰性气体站的在步骤b)中喷射后的气体流作为燃料的组分。
6、专利技术人现在已经意识到，该方法不仅对于从氨中纯化惰性气体非常有价值，而且对于在惰性气体站中在合适的压力下回收这些惰性气体以供其随后在燃烧过程中使用非常有价值，在该燃烧过程中，nox排放的产生将保持在90至200mg/nm3的监管水平内。因此，本公开的方法提供了一种具有高占地面积且昂贵的脱nox设备的替代解决方案。
7、在根据本公开的方法的一个实施例中，该方法进一步包括以下步骤：
8、d)在处理单元中进一步处理步骤b)中从气体喷射器喷射到惰性气体站的气体流，由此获得基本上不含氨的惰性气体流。
9、在根据本公开的方法的一个实施例中，惰性气体包括氢气、氮气或其混合物。
10、在根据本公开的方法的一个实施例中，该方法进一步包括以下步骤：
11、e)使氨生产设备中的第二气体膨胀，诸如以降低气体的温度，由此产生膨胀气体，诸如以降低第二气体的温度，由此产生膨胀气体，并且在步骤a)中调整温度通过与从步骤e)产生的膨胀气体交换热来实现。
12、在根据本公开的方法的一个实施例中，步骤b)中的动力气体是再循环至氨生产设备的氨合成回路的气体的一部分并且具有范围为150至160巴的压力。
13、在根据本公开的方法的一个实施例中，在步骤c)中，惰性气体流用作氨生产设备的一段转化炉中的燃料的组分。
14、在本公开的一个方面中，公开了一种用于在氨生产设备中从氨气中分离惰性气体并随后使用惰性气体作为燃料的组分的系统。该系统包括：
15、·用于冷却的装置或用于将包含氨气和惰性气体的第一气体的温度调整至等于或低于-20℃的温度的装置，该装置具有与包含氨气和惰性气体的气体流体连通的入口和用于释放耗尽氨的惰性气体的出口；
16、该系统的特征在于，其进一步包括：
17、·用于回收惰性气体的惰性气体站，该惰性气体站具有入口和出口本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在氨生产设备中从氨气中分离惰性气体并随后使用所述惰性气体作为燃料的组分的方法，其中所述惰性气体是包含氢气和/或甲烷的气体混合物，所述气体混合物在氧化时不产生NOx气体，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述第一气体中、步骤a)的耗尽氨的所述惰性气体中以及步骤b)中喷射的所述气体流中的所述惰性气体包括氢气、氮气或其混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤b)中的所述动力气体是再循环至所述氨生产设备的氨合成回路的气体的一部分，具有范围为150巴至160巴的压力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤c)中，所述惰性气体流用作氨生产设备的一段转化炉中的燃料的组分。
7.一种用于在氨生产设备中从氨气中分离惰性气体并随后使用所述惰性气体作为燃料的组分的系统，其中所述惰性气体是包含氢气和/或甲烷的气体混合物，所述气体混
8.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括用于获得基本上不含氨的惰性气体流的惰性气体流处理单元，所述惰性气体流处理单元具有与所述惰性气体站的所述出口流体连通的入口以及与通过燃料的消耗进行操作的所述单元的用于所述燃料的所述入口流体连通的出口。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的系统，其中用于冷却的所述装置是热交换器，并且其中所述系统进一步包括用于使所述氨生产设备中的第二气体膨胀的气体膨胀器，诸如以降低所述气体的温度，由此产生膨胀气体，使得所述膨胀气体是所述热交换器中的冷却介质。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其中步骤b)中的所述气体喷射器的所述第二入口与再循环至所述氨生产设备的氨合成回路的气体流体连通，其具有范围为150巴至160巴的压力。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其中通过燃料的消耗进行操作的所述单元是氨生产设备的一段转化炉。
12.一种用于将包括以下各项的系统：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在步骤c')中，所述气体喷射器的所述第二入口流体连接到再循环至所述氨生产设备的所述氨合成回路的所述气体，其具有范围为150巴至160巴的压力。
14.根据权利要求7至11中任一项所述的系统的用途，其用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
15.气体喷射器在氨生产设备中用于使用动力气体喷射惰性气体，由此回收惰性气体的用途，其中所述动力气体包含65％至69％氢气、最多1.55％甲烷、5％至6％氩气和21％至23％氮气，并且其中待喷射的惰性气体包含47％至54％氢气、0.01％至6.50％甲烷、12％至22％氩气和21％至25％氮气。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在氨生产设备中从氨气中分离惰性气体并随后使用所述惰性气体作为燃料的组分的方法，其中所述惰性气体是包含氢气和/或甲烷的气体混合物，所述气体混合物在氧化时不产生nox气体，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述第一气体中、步骤a)的耗尽氨的所述惰性气体中以及步骤b)中喷射的所述气体流中的所述惰性气体包括氢气、氮气或其混合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤b)中的所述动力气体是再循环至所述氨生产设备的氨合成回路的气体的一部分，具有范围为150巴至160巴的压力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤c)中，所述惰性气体流用作氨生产设备的一段转化炉中的燃料的组分。
7.一种用于在氨生产设备中从氨气中分离惰性气体并随后使用所述惰性气体作为燃料的组分的系统，其中所述惰性气体是包含氢气和/或甲烷的气体混合物，所述气体混合物在氧化时不产生nox气体，所述系统包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括用于获得基本上不含氨的惰性气体流的惰性气体流处理单元，所述惰性气体流处理单元具有与所述惰性气体站的所述出口流体连通的入口以及与通过燃料的消耗进行操作的所述单元的用于所述燃料...
【专利技术属性】
技术研发人员：维姆·韦尔斯蒂尔，伊万·德维特，
申请(专利权)人：亚拉国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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