增強(qiáng)的氫氣回收的制作方法
【專利說明】増強(qiáng)的氨氣回收
[0001] 優(yōu)先權(quán)聲明
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年8月19日提交的美國申請(qǐng)No. 13/970,040的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此 通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及用于回收和再循環(huán)加工單元、例如加氨加工單元內(nèi)的氨氣的方法。更 具體地，本發(fā)明的某些實(shí)施方式設(shè)及用于通過經(jīng)由增壓裝置如熱壓縮機(jī)或噴射器類型的裝 置如液體射流噴射器來引導(dǎo)含氨流回到加工單元從而回收和再循環(huán)氨氣的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 氨是一種昂貴的商品。氨的有效利用對(duì)加氨加工單元的經(jīng)濟(jì)性是非常重要的。在 加氨加工單元的當(dāng)前設(shè)計(jì)中，存在大量的氨氣目前并不回收，例如最后在加氨處理或加氨 裂化單元中任一者的低壓分饋部分中的氨氣。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果氨氣可被經(jīng)濟(jì)地 回收和再循環(huán)W補(bǔ)償氣體集管，那么將會(huì)降低所需的補(bǔ)償氨氣的量，因此減少了與生產(chǎn)氨 氣相關(guān)的運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 熱壓縮機(jī)為方法設(shè)計(jì)提供一定效用，其合并兩個(gè)或多個(gè)流W提高至少一個(gè)流的壓 力。熱壓縮機(jī)可W在蒸氣系統(tǒng)應(yīng)用中使用，其中高壓流可W與低壓流合并W產(chǎn)生具有更高 效用的中壓流。本發(fā)明提供了熱壓縮機(jī)的若干應(yīng)用W解決迄今尚未解決的設(shè)計(jì)缺陷。
[0006] 例如，典型的加氨加工單元通過溶解性損失將氨氣釋放到燃料氣體。發(fā)生溶解氨 損失是因?yàn)閬碜苑磻?yīng)區(qū)的液體產(chǎn)品被保持在足夠高的壓力，該壓力使氨溶解并被帶入分饋 部分。一旦分饋部分處于較低壓力，該氨從分饋蒸氣塔頂系統(tǒng)之一(如汽提塔塔頂)析出，然 后在此被引導(dǎo)至最終使用端，通常作為燃料氣體。
[0007] 本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果該氨氣可W改為被回收W提純一一例如在變壓吸附單 元(PSA)或其它氨提純單元中一一則可實(shí)現(xiàn)顯著的附加價(jià)值。例如，假定回收氨的代表性價(jià) 值是$900每公噸（回收氨氣與作為燃料氣體燃燒相比的邊際價(jià)值），并且進(jìn)一步假設(shè)加氨加 工單元具有每年2,000噸氨的量級(jí)的溶解性損失，如果回收氨氣是可行的，則每年可W節(jié)省 兩百萬美元化SD)。
[000引PSA單元通常需要其(多個(gè))進(jìn)料流具有40化sig的壓力。典型的加氨加工汽提塔塔 頂在約l(K)psig下工作。因此，為了從溶解性損失中回收氨氣，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)的問題是如 何提高氨氣壓力(其中，在本實(shí)施例中，設(shè)及到將壓力從l(K)psig提高至4(K)psig)。本發(fā)明人 意識(shí)到，運(yùn)個(gè)問題的一個(gè)解決方案是安裝往復(fù)式壓縮機(jī)。然而，運(yùn)樣使用往復(fù)式壓縮機(jī)的缺 點(diǎn)在于，其在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。
[0009] 因此，需要一種經(jīng)濟(jì)有效的方法來從加工單元回收氨氣。
[0010] 為了克服上述問題，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所要求的壓力增加可W通過液體射流噴 射器或者通過用高壓動(dòng)力流在一個(gè)或多個(gè)階段進(jìn)行熱壓縮來實(shí)現(xiàn)。
[0011] 本發(fā)明人還意識(shí)到，熱壓縮機(jī)對(duì)運(yùn)種系統(tǒng)的應(yīng)用還可W消除對(duì)用于處理通常產(chǎn)生 的低壓尾氣的設(shè)備的需要。如果尾氣流與另一個(gè)流合并，則該單元設(shè)計(jì)被減少到加工單個(gè) 流W及所需設(shè)備的量被降低。
[0012] 本發(fā)明人也意識(shí)到，也有類似的氨溶解性損失并因此在其它加工單元中也存在回 收的可能性，所述單元是例如催化重整單元脫下燒塔(Debutanizers),流體催化裂化單元 (FCC)主塔，氨氣一次通過化0T)單元，正下燒異構(gòu)化，戊燒異構(gòu)化等。在理論上，相同的原理 可應(yīng)用到需要回收氨氣或其它輕質(zhì)氣體的任何系統(tǒng)。
[0013] 在某些實(shí)施例中，本發(fā)明特別考慮應(yīng)用熱壓縮機(jī)W便從傳統(tǒng)加氨加工汽提塔塔頂 回收氨氣。當(dāng)然，其它應(yīng)用也被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0014] 更具體地，本發(fā)明的一個(gè)方面設(shè)及用于在加氨處理過程中回收氨氣的方法，其中 該方法包括：向加氨加工單元提供增壓裝置，其中，所述增壓裝置利用來自另一部件(例如 分離器或洗涂器）的高壓流來增大壓力;將含氨流引入增壓裝置，從而增加含氨流的壓力； W及將含氨流從增壓裝置引導(dǎo)至氣液分離器。有關(guān)運(yùn)方面的方法還包括在氨氣提純單元中 將氨氣從含氨流分離W產(chǎn)生回收的氨氣流;并在加氨加工單元內(nèi)使用來自氨氣提純單元的 回收的氨氣流。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)方面設(shè)及用于在加氨處理過程中回收氨氣的方法，其中該方法包 括向加氨加工單元提供熱壓縮機(jī)，其中，所述熱壓縮機(jī)利用來自分離器的高壓液體流來增 大壓力;將來自汽提塔接收器的含氨的尾氣流引入到熱壓縮機(jī)，從而增大含氨流的壓力;并 且在胺洗涂器中對(duì)來自熱壓縮機(jī)的含氨流進(jìn)行胺處理。有關(guān)運(yùn)方面的方法還包括將含氨流 從胺洗涂器引導(dǎo)至變壓吸附單元W產(chǎn)生回收的氨氣流；W及在加氨加工單元內(nèi)使用來自變 壓吸附單元的回收的氨氣流。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)方面設(shè)及一種在加氨加工過程中回收氨氣的方法，其中該方法包 括:向加氨加工單元提供熱壓縮機(jī)，其中，所述熱壓縮機(jī)利用來自累的高壓液體流來增大壓 力;將含氨的尾氣流從汽提塔接收器引入熱壓縮機(jī)，從而增大含氨流的壓力；W及將含氨流 從熱壓縮機(jī)引導(dǎo)至氣液分離器。有關(guān)運(yùn)方面的方法還包括在胺洗涂器中對(duì)來自氣液分離器 的含氨流進(jìn)行胺氣體處理;將含氨流從胺洗涂器引導(dǎo)至變壓吸附單元W產(chǎn)生回收的氨氣 流;和在加氨加工單元內(nèi)使用來自變壓吸附單元的回收的氨氣流。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本方法的實(shí)施例的示意圖，示出使用噴射器型裝置；
[0018] 圖2是本方法的實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0019] 圖3(被分成圖3A和3B)是本方法的第二實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0020] 圖4是本方法的第Ξ實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0021] 圖5是本方法的第四實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0022] 圖6是本方法的第五實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0023] 圖7是本方法的第六實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0024] 圖8是本方法的第屯實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0025] 圖9是本方法的第八實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0026] 圖10是本方法的第九實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0027] 圖11是本方法的第十實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)；
[0028] 圖12是本方法的第十一實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī);和
[0029] 圖13是本方法的第十二實(shí)施例的示意圖，示出使用熱壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 將參照?qǐng)D1-14描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。當(dāng)然，也可W考慮其它實(shí)施例W及所述 及所示實(shí)施例的變型和組合。
[0031 ]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，將描述本方法的第一實(shí)施例。圖1示出了本發(fā)明的方法如何并入加 氨加工單元、例如氨處理單元或氨裂化單元的示例。由于運(yùn)種加氨加工單元在本領(lǐng)域是公 知的，本文不再描述運(yùn)種單元的工藝流程和部件，并且僅詳細(xì)描述本方法的有關(guān)回收氨氣 的部分和部件。
[0032] 在圖1的實(shí)施例中，提供增壓裝置10如高壓縮比液體射流噴射器(其中一個(gè)示例由 Hi jet國際公司制造，并且在化jector商標(biāo)下銷售）W壓縮含氨流一一例如來自汽提塔接收 器14的尾氣12-一到所需的壓力，W使其可W被引導(dǎo)至氣液分離器，諸如冷閃蒸鼓18。當(dāng) 然，根據(jù)應(yīng)用，可W設(shè)想增壓裝置10也可W是另一噴射器型裝置或熱壓縮機(jī)。
[0033] 在圖1的實(shí)施例中，含氨流12是60摩爾百分比(mol%)的氨，并且用于其它應(yīng)用/實(shí) 施例的含氨流可能含有其它百分比，例如含有25mol %和75mol %之間或55mol %至65mol % 的較窄范圍之間的氨。
[0034] 另外，盡管在圖1實(shí)施例中將含氨流12描述為從汽提塔接收器排出的氣體，本實(shí)施 例和其它實(shí)施例也可W考慮其它來源例如低壓富氨流。例如，該流可W從汽提塔接收器的 下游設(shè)備來獲得，從脫下燒塔或主分饋器的塔頂蒸氣獲得，或者可W從另一加工單元的任 何低壓富氨流獲得。優(yōu)選地，容納含氨流12的管線包括汽提塔接收器14和增壓裝置10之間 的控制閥13 W監(jiān)測(cè)和根據(jù)需要調(diào)整流量。
[0035] 回到圖1，示出了分離器如冷分離器22,其向增壓裝置10提供高壓流24,并且該高 壓流24被用于增大從汽提塔接收器14接收的含氨流12的壓力。承載高壓流24的管線包括處 于冷分離器22和增壓裝置10之間的控制閥15W監(jiān)測(cè)和根據(jù)需要調(diào)整流量。另外，來自冷分 離器22的冷分離器液體21-一該液體對(duì)于用來壓縮合并氣體所需來說是過量的一一通過 分開的控制閥23并行排出。在此具體示例中，來自冷分離器22的高壓流24具有l(wèi)eOBarg(己， 表壓）的壓力和含氨流12具有l(wèi)OBarg的壓力。然而，用于其它應(yīng)用/實(shí)施例的高壓流的壓力 預(yù)計(jì)為介于lOOBarg和leOBarg之間，W及用于其它應(yīng)用/實(shí)施例的含氨流的壓力預(yù)計(jì)為介 于5Barg和15Barg之間，但是也可W考慮其它壓力。另外，在本示例中，高壓流24為液體流。 然而，在任何實(shí)施例中，高壓流可替代地是蒸氣流，或液體和蒸氣的混合物。
[0036] 在本實(shí)施例中，在增壓裝置10利用由高壓流24提供的能量增大含氨流12的壓力之 后，處于中等壓力（即在高壓流24和流12之間）的所得的流28被引導(dǎo)至冷閃蒸鼓18(或另一 實(shí)施例中的另一氣液分離器）。在具有上述示例性壓力和其它參數(shù)的圖1實(shí)施例中，流28的 壓力為2