專利名稱：一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，特別涉及一種從安氏法合成氫氰酸的反應(yīng)混合氣中回收氨的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氫氰酸是一種用途非常廣泛的化工原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品添加劑、飼料添加劑、電鍍、冶金、高分子、照相、礦業(yè)、橡膠、化妝品、農(nóng)藥、染料、化肥等領(lǐng)域。目前工業(yè)上主要有三種方法合成一種是安氏法，其原理是利用天然氣中的甲烷、氨、空氣中的氧為原料，在鉬催化劑存在下高溫氧化合成HCN ；第二種方法是Degussa公司發(fā)明的BMA法，其原理是采用甲烷、氨在不加氧氣的情況下合成HCN ；第三種是BASF公司發(fā)明的甲酰胺脫水法。此外丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的過程中也副產(chǎn)氫氰酸。工業(yè)上多采用安氏法合成氫氰酸。安氏法合成氫氰酸的過程中，所用原料氨不能反應(yīng)完全，在反應(yīng)后混合氣中約含有2. 5%左右，在分離回收氫氰酸之前這部分氨必須從混合氣中除掉，否則在后續(xù)過程中會(huì)引起氫氰酸的聚合及使產(chǎn)品純度降低。工業(yè)上除氨的方法有硫酸法和磷銨法。硫酸法利用硫酸吸收氨生產(chǎn)硫銨，這種方法所得產(chǎn)品硫銨價(jià)值低，從經(jīng)濟(jì)上不合算。磷銨法的原理是利用NH3M3PO4的摩爾比在1. 1 1. 4的銨貧液吸收混合氣中的氨，吸收了氨的貧液變?yōu)榱卒@富液，其NH3M3PO4的摩爾比在1. 7 1. 9，富液在高溫下解吸分解釋放其中的氨變?yōu)樨氁海?貧液經(jīng)冷卻循環(huán)回吸收塔，吸收與解析的反應(yīng)原理如下ΝΗ4Η2Ρ04+ΝΗ3 — (NH4) 2HP04+8IKJ (吸收)(NH4)2H2PO4 - NH4H2P04+NH3-81KJ (解吸)即低溫下磷銨貧液中的磷酸一銨與氨反應(yīng)生成磷酸二銨并放出熱量，在高溫下磷銨富液中磷酸二銨分解放出氨并吸收熱量。解吸得到的氨汽經(jīng)冷凝冷卻得到氨水，氨水經(jīng)精餾得到液氨。采用磷銨法從焦?fàn)t煤氣中回收氨在工業(yè)生產(chǎn)中早已應(yīng)用；但若此方法應(yīng)用于安氏法合成氫氰酸混合氣中回收氨，由于安氏法合成氫氰酸的混合氣組成與焦?fàn)t煤氣不一樣， 有其特殊性，用于回收焦?fàn)t煤氣中氨的弗薩姆工藝不能簡單地用于安氏法合成氫氰酸的反應(yīng)混合氣。安氏法工藝反應(yīng)混合氣中氫氰酸含量在8%左右，含水25%左右，來自反應(yīng)工序的反應(yīng)混合氣溫度約為230°C，因氫氰酸在較高溫下易聚合、分解，氫氰酸的聚合物一方面在磷銨溶液循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)積累使磷銨排放量增大，另一方面聚合物是整個(gè)系統(tǒng)發(fā)泡的原因， 為此有專利提出用活性炭過濾的辦法除去聚合物，因此反應(yīng)混合氣必須迅速冷卻到較低溫度，并避免吸收液局部溫度過高，在已有專利中，氣體冷卻和氨的吸收均在填料段完成，由于氣體在進(jìn)填料段之前和在填料內(nèi)氣液接觸的面積不是很大，氣體溫度不能迅速降低，這不可避免使吸收液局部溫度較高，而且處于高溫的時(shí)間也較長，這個(gè)問題還沒有得到解決； 含氰富液在已有脫氰過程中，采用直接蒸汽汽提或脫氰塔，這會(huì)使富液處于高溫的時(shí)間較長，富液中所含氫氰酸會(huì)聚合、分解，也會(huì)釋放出較多的氨；混合氣中的水在回收氨的過程中大部分被冷凝下來進(jìn)入磷銨溶液中，這就要求在解吸過程中通過再沸器提供熱量，在現(xiàn)有專利中用熱虹吸式再沸器，這容易出現(xiàn)磷銨在再沸器中結(jié)垢從而堵塞管道、設(shè)備等問題， 為了避免結(jié)晶現(xiàn)象的出現(xiàn)，磷銨溶液在較低的濃度下循環(huán)，這就相應(yīng)增加了運(yùn)行費(fèi)用。綜上，現(xiàn)有的從含氫氰酸的混合氣體中回收氨的系統(tǒng)及方法存在著易造成氫氰酸的分解使得氫氰酸損失較大及管道、設(shè)備易被堵塞從而帶來安全隱患影響正常生產(chǎn)的問題。目前通常采用的從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)如中國專利CN101264901A公開的一種氰化氫生產(chǎn)中混合氣的氨回收系統(tǒng)，包括氨吸收部分、脫氰部分、解吸部分和精餾部分，其中包括磷酸儲罐、吸收塔、上塔冷卻器、下塔冷卻器、脫氰塔、貧富液換熱器和解吸塔等(參見說明書實(shí)施例內(nèi)容)，使用所述氨回收系統(tǒng)回收混合氣中的氨也存在對氫氰酸的損失大，管道、設(shè)備易堵塞，存在安全隱患，運(yùn)行成本高等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，本實(shí)用新型回收氨的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊合理，其用于從安氏法合成氫氰酸的反應(yīng)混合氣中回收氨的效率高、 降低了氫氰酸的生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，由氨吸收部分、磷銨富液脫氰部分、氨解吸部分、氨水精餾部分等四部分組成，其特征在于所述氨解吸部分設(shè)置有解吸塔、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵和解吸塔塔底再沸器。為了進(jìn)一步增強(qiáng)所述系統(tǒng)的操作安全性，上述氨解吸部分中解吸塔塔底貧液循環(huán)泵設(shè)置在解吸塔塔底再沸器的下方。為了減少利用本發(fā)明系統(tǒng)回收氨過程中氫氰酸的損耗和降低對設(shè)備的腐蝕，上述氨吸收部分設(shè)置有急冷噴嘴和氨吸收塔，所述急冷噴嘴設(shè)置在氨吸收塔底部。為了進(jìn)一步降低利用本發(fā)明系統(tǒng)回收氨過程中氫氰酸的損耗和氨的損失、從而提高氨回收率，上述磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器和閃蒸罐。具體地說，一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，由氨吸收部分、磷銨富液脫氰部分、氨解吸部分、氨水精餾部分等四部分組成；氨吸收部分設(shè)置有急冷噴嘴和氨吸收塔， 所述急冷噴嘴設(shè)置在吸收塔底部，反應(yīng)混合氣進(jìn)入吸收塔后先與來自所述急冷噴嘴的富液液滴密切接觸迅速急冷降溫，而后進(jìn)入吸收塔填料段吸收氨；磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器和閃蒸罐，未脫氰富液先經(jīng)加熱并保持一定壓力，而后經(jīng)減壓進(jìn)入閃蒸罐脫出所含的氫氰酸，脫出的氫氰酸、氨、水蒸氣回到吸收塔；氨解吸部分設(shè)置有解吸塔、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵、解吸塔塔底再沸器、富液氨汽換熱器、氨水氨汽換熱器和氨水氨汽冷凝冷卻器，經(jīng)預(yù)熱的脫氰富液從解吸塔塔頂進(jìn)入解吸塔，與從塔底上升的氣體接觸，富液中的氨被蒸出，蒸出的氨和水蒸氣從塔頂出來經(jīng)富液氨汽換熱器、氨水氨汽換熱器、氨水氨汽冷凝冷卻器冷凝冷卻進(jìn)入氨水罐，塔底貧液用解吸塔塔底貧液循環(huán)泵強(qiáng)制通過解吸塔塔底再沸器，貧液在解吸塔塔底再沸器中被加熱部分水汽化，氣液混合物進(jìn)入塔底，氣體向上作為氨解吸和蒸發(fā)磷銨溶液中多余冷凝水的能源；氨水精餾部分設(shè)置有精餾塔、精餾塔再沸器和氨氣冷凝冷卻器，氨水經(jīng)精餾塔處理在塔頂?shù)玫揭喊?。本?shí)用新型具有如下的有益效果[0017]1、本實(shí)用新型回收氨系統(tǒng)在吸收塔塔底安裝急冷噴嘴使混合氣迅速冷卻，在用于回收氨的過程中與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了氫氰酸聚合及分解的量，氣體溫度迅速降低也減輕了設(shè)備高溫下的腐蝕，且不增加其它設(shè)備。2、本實(shí)用新型回收氨系統(tǒng)采用閃蒸脫氰，在用于回收氨的過程中與現(xiàn)有技術(shù)相比有效減少了氫氰酸聚合與分解，也減少了富液中氨的析出量，即循環(huán)回吸收塔的氨量減少了 85 %，從而減少了磷銨溶液的循環(huán)量，進(jìn)而降低了運(yùn)行成本。3、本實(shí)用新型回收氨系統(tǒng)在解吸塔塔底增加貧液循環(huán)泵，避免了磷銨在再沸器中結(jié)晶析出，防止了由于磷銨結(jié)晶堵塞管道、設(shè)備而引起的停工及安全性問題，且貧液濃度可在接近磷銨濃度上線42%附近，在用于回收氨的過程中與現(xiàn)有技術(shù)相比同時(shí)也減少了循環(huán)磷銨溶液中水的量，從而降低了運(yùn)行成本；總的來說，利用本實(shí)用新型氨回收系統(tǒng)回收氨的效率高，對氫氰酸的損耗極小，使得氫氰酸的損失率由現(xiàn)有技術(shù)的降到了 0.4%，特別適合工業(yè)化推廣使用。

圖1是本實(shí)用新型從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、磷酸儲罐，2、氨吸收塔，3、急冷噴嘴，4、上段貧液冷卻器，5、上段貧液循環(huán)罐，6、下段富液冷卻器，7、下段富液循環(huán)罐，8、磷銨富液儲罐，9、貧富液換熱器，10、貧液冷卻器，11、閃蒸罐，12、解吸塔，13、解吸塔塔底再沸器，14、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵，15、富液氨汽換熱器，16、氨水氨汽換熱器，17、氨水氨汽冷凝冷卻器，18、氨水中間罐，19、氨水儲罐， 20、氫氧化鈉溶液儲罐，21、精餾塔，22、精餾塔再沸器，23、廢水冷卻器，24、氨氣冷凝冷卻器，25、液氨回流罐。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，包括磷酸儲罐1、氨吸收塔2、急冷噴嘴3、 上段貧液冷卻器4、上段貧液循環(huán)罐5、下段富液冷卻器6、下段富液循環(huán)罐7、磷銨富液儲罐 8、貧富液換熱器9、貧液冷卻器10、閃蒸罐11、解吸塔12、解吸塔塔底再沸器13、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵14、富液氨汽換熱器15、氨水氨汽換熱器16、氨水氨汽冷凝冷卻器17、氨水中間罐18、氨水儲罐19、氫氧化鈉溶液儲罐20、精餾塔21、精餾塔再沸器22、廢水冷卻器23、氨氣冷凝冷卻器對、液氨回流罐25、蒸汽系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)。實(shí)施例2利用實(shí)施例1所述回收氨系統(tǒng)回收氨的方法，按如下步驟進(jìn)行，其中所包含的主要設(shè)備如圖1所示(1)氨吸收在吸收塔塔底安裝急冷噴頭3，來自上段富液循環(huán)罐7的磷銨富液通過急冷噴嘴3形成大量小液滴，反應(yīng)混合氣進(jìn)入氨吸收塔2后與這些小液滴密切接觸，其中的水迅速汽化吸收反應(yīng)混合氣的顯熱，反應(yīng)混合氣溫度降到50 100°C，急冷用的磷銨富液量為2 IOkg磷銨富液/kg混合氣。冷卻后的反應(yīng)氣從塔底向上進(jìn)入填料段用磷銨溶液吸收其中的氨，氨吸收塔2分兩段，每段均裝不銹鋼規(guī)整填料，上段用磷銨貧液(流量為 0. 4 lkg/kg混合氣)循環(huán)吸收，從上段出塔的循環(huán)貧液經(jīng)上段貧液冷卻器4冷卻后進(jìn)入上段貧液循環(huán)罐5，上段貧液循環(huán)罐5中的貧液經(jīng)泵循環(huán)噴灑，多余部分連續(xù)溢流到下段富液循環(huán)罐7，同時(shí)來自解吸塔經(jīng)貧液冷卻器10冷卻的貧液(流量為0. 4 lkg/kg混合氣) 從塔頂噴入吸收塔中，這部分貧液也流入上段貧液循環(huán)罐5中，新鮮貧液溫度控制在40 80°C ；下段用磷銨富液循環(huán)吸收，下段出塔循環(huán)液經(jīng)下段富液冷卻器6冷卻后進(jìn)入下段富液循環(huán)罐7，多余部分連續(xù)溢流至磷銨富液儲罐8。(2)磷銨富液脫氰磷銨富液儲罐8中的富液經(jīng)貧富液換熱器9升溫至111 130°C后經(jīng)減壓送到閃蒸罐11，以脫出富液中的氫氰酸。大部分氫氰酸和少部分氨隨水蒸汽離開富液返回氨吸收塔2，補(bǔ)充磷酸從磷酸儲罐1加到上段貧液循環(huán)罐5中。(3)磷銨富液氨解吸脫氰后的磷銨富液用泵經(jīng)換熱升溫至120 169°C送入解吸塔12 (解吸塔操作壓力為0. 3 1. 19Mpa)，與從塔底上升的氣體接觸，富液中的氨被蒸出， 蒸出的氨和水蒸氣從塔頂出來經(jīng)富液氨汽換熱器15、氨水氨汽換熱器16、氨水氨汽冷凝冷卻器17冷凝冷卻進(jìn)入氨水中間罐18，最后進(jìn)入氨水罐19，解吸塔12塔底貧液用解吸塔塔底貧液循環(huán)泵14強(qiáng)制循環(huán)通過解吸塔塔底再沸器13，解吸塔塔底再沸器13用間接蒸汽加熱，貧液塔底溫度為125 189°C，氨和部分水被蒸出，塔頂?shù)玫桨睔馑羝旌衔?，?jīng)冷凝冷卻后得到氨水進(jìn)入氨水儲罐19，塔底貧液借助塔內(nèi)壓力流到貧富液換熱器9。(4)氨水精餾將氫氧化鈉溶液儲罐20中的氫氧化鈉送到氨水儲罐19中，氨水儲罐19中的氨水用泵經(jīng)氨水氨汽換熱器16升溫至120 179°C后送精餾塔21。精餾塔21 塔底用直接或間接蒸汽加熱，精餾塔21操作壓力為0. 5 1. 19MPa，精餾塔21塔底溫度為 140 185°C，在塔頂?shù)玫桨睔猓?jīng)氨氣冷凝冷卻器M冷凝為液氨，進(jìn)入液氨回流罐25，部分液氨回流到精餾塔21，剩余部分送入廠區(qū)液氨儲罐，精餾塔塔底得到廢水經(jīng)廢水冷卻器23 冷卻后送生化處理。上述從安氏法合成氫氰酸的反應(yīng)混合氣中回收氨的方法使得氫氰酸的損失率僅為0. 4%，同時(shí)大大降低了運(yùn)行成本，氨的回收效率高，避免了磷銨在再沸器中結(jié)晶析出，防止了由于磷銨結(jié)晶堵塞管道、設(shè)備而引起的停工及安全性問題。
權(quán)利要求1.一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，由氨吸收部分、磷銨富液脫氰部分、氨解吸部分、氨水精餾部分等四部分組成，其特征在于所述氨解吸部分設(shè)置有解吸塔(12)、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵(14)和解吸塔塔底再沸器(13)。
2.如權(quán)利要求1所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述氨解吸部分中解吸塔塔底貧液循環(huán)泵(14)設(shè)置在解吸塔塔底再沸器(13)的下方。
3.如權(quán)利要求1或2所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述氨吸收部分設(shè)置有急冷噴嘴(3)和氨吸收塔(2)。
4.如權(quán)利要求3所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述急冷噴嘴(3) 設(shè)置在氨吸收塔(2)底部。
5.如權(quán)利要求1或2所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器(9)和閃蒸罐(11)。
6.如權(quán)利要求3所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器(9 )和閃蒸罐(11)。
7.如權(quán)利要求4所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于所述磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器(9 )和閃蒸罐(11)。
8.如權(quán)利要求1所述從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，其特征在于氨吸收部分設(shè)置有急冷噴嘴(3)和氨吸收塔(2)，所述急冷噴嘴(3)設(shè)置在氨吸收塔(2)底部；磷銨富液脫氰部分設(shè)置有貧富液換熱器(9)和閃蒸罐(11)；氨解吸部分設(shè)置有解吸塔(12)、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵(14)、解吸塔塔底再沸器(13)、富液氨汽換熱器(15)、氨水氨汽換熱器(16)和氨水氨汽冷凝冷卻器(17)，經(jīng)預(yù)熱的脫氰富液從解吸塔塔頂進(jìn)入解吸塔(12)，與從塔底上升的氣體接觸，富液中的氨被蒸出，蒸出的氨和水蒸氣從塔頂出來經(jīng)富液氨汽換熱器(15)、 氨水氨汽換熱器(16)、氨水氨汽冷凝冷卻器(17)冷凝冷卻進(jìn)入氨水罐，塔底貧液用解吸塔塔底貧液循環(huán)泵(14)強(qiáng)制通過解吸塔塔底再沸器(13)；氨水精餾部分設(shè)置有精餾塔(21)、 精餾塔再沸器(22)和氨氣冷凝冷卻器(24)。
專利摘要一種從含氫氰酸氣體中回收氨的系統(tǒng)，由氨吸收部分、磷銨富液脫氰部分、氨解吸部分、氨水精餾部分四部分組成，氨解吸部分設(shè)置有解吸塔(12)、解吸塔塔底貧液循環(huán)泵(14)和解吸塔塔底再沸器(13)。本實(shí)用新型回收氨系統(tǒng)在解吸塔塔底增加再沸器貧液循環(huán)泵，避免了磷銨在再沸器中結(jié)晶析出，防止了由于磷銨結(jié)晶堵塞管道、設(shè)備而引起的停工及安全性問題，且貧液濃度可在接近磷銨濃度上線42%附近，用于回收氨與現(xiàn)有技術(shù)相比同時(shí)也減少了循環(huán)磷銨溶液中水的量，從而降低了運(yùn)行成本；總的來說，利用本實(shí)用新型氨回收系統(tǒng)回收氨的效率高，對氫氰酸的損耗極小、使得氫氰酸的損失率由現(xiàn)有技術(shù)的1%降到了0.4%，特別適合工業(yè)化推廣使用。
文檔編號C01C1/12GK202156935SQ20112011170
公開日2012年3月7日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者周明權(quán), 田慶來, 耿明剛 申請人:重慶紫光化工股份有限公司