從氣體混合物分離氨的方法和設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于通過使含氨氣體混合物與水性液體混合來從氣體混合物中分離氨的方法和設(shè)施，氨至少部分被所述水性液體吸收。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的方法和設(shè)備本身是已知的。其一種重要的用途在于，通過撒索爾-魯奇(Sasol-Lurgi)方法，處理在煤固定床氣化中得到的凝析氣。其中，接連地處理焦油、油、苯酚，并且隨后從凝析氣接連地分離出酸性氣體和氨。這些處理方法被描述于第2版的《氣化(GASIFICAT1N)》中，克里斯托弗黑格曼/馬耳他范德波哥(Christopher Higman/Maarten van der Burgt)，海灣專業(yè)出版(Gulf Profess1nal Publishing)，第5.1.1 章和在《烏爾曼的工業(yè)化學(xué)百科全書(Ullmann，s Encyclopedia of Industrial Chemistry))),第6版，卷15，第6章，第430頁(yè)。
[0003]實(shí)際上，通常通過在吸收塔中吸收氨來執(zhí)行氨的分離。含氨氣體混合物從底部到頂部流動(dòng)通過塔且被引導(dǎo)通過一個(gè)或多個(gè)、例如三個(gè)填料床。作為吸收劑的水以相對(duì)于含氨氣體混合物的逆流從底部到頂部引導(dǎo)通過填料。在其中含氨氣體混合物首先與水性吸收液體相接觸的最下面的填料中，由于大量氨被在該接觸中吸收且耗散相關(guān)大量的吸收熱量，水吸收液被循環(huán)通過一個(gè)外部熱交換器。通常對(duì)第二填充床執(zhí)行該措施。
[0004]當(dāng)水性吸收液體的吸收能力隨溫度升高而降低時(shí)，要求通過相應(yīng)大量液體使由氨的吸收導(dǎo)致的溫度上升保持為低。然而，這導(dǎo)致了在首先與氣體混合物相接觸的最下面的填充床的區(qū)域中，塔必須設(shè)計(jì)有很大的直徑，以能夠在填充床上均勻分布大量液體。待循環(huán)的該大量液體導(dǎo)致設(shè)備尺寸較大和相應(yīng)的成本，這降低該方法的經(jīng)濟(jì)性。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的方法和由該方法操作的設(shè)施，其中在含氨氣體混合物與吸收液體之間的接觸在較小體積且因此價(jià)錢更低的設(shè)備中執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]通過根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明解決所述目的，其中，借助于通過使氣體混合物與水性液體混合來從含氨氣體混合物中分離氨的方法解決所述目的，氨至少部分地被所述水性液體吸收，其中，氣體混合物和水性液體被分開地引導(dǎo)到管束熱交換器的入口罩中且在其中被混合，以獲得兩相氣-液混合物，其中，氣-液混合物隨后經(jīng)過管束熱交換器的管，其中，通過在外殼側(cè)上被引導(dǎo)的冷卻介質(zhì)來冷卻所述氣-液混合物，來自熱交換器的氣-液混合物隨后被傳送到分離器中，以對(duì)氣相和液相進(jìn)行，其中，獲得貧氨的氣相和富氨的液相，且貧氨的氣相和富氨的液相每個(gè)被從分離器18排出以用于進(jìn)一步使用。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，來自全部氣提塔的含氨氣體混合物與水性液體的混合，氨的吸收以及吸收熱的耗散在管束熱交換器中執(zhí)行。氣體混合物和水性液體被分開地引入到管束熱交換器的入口罩中并在其中混合以獲得兩相氣-液混合物，其中，氣-液混合物隨后經(jīng)過管速熱交換器的管，其中，通過在外殼側(cè)上被引導(dǎo)的冷卻介質(zhì)來冷卻氣-液混合物。由于含氨氣體混合物和吸收液體共同地流動(dòng)通過熱交換器的管，部分吸收熱在其產(chǎn)生期間直接耗散，液體的溫度增加被降低，且因此液體的吸收能力增加。隨后，氣-液混合物被從熱交換器傳送到用于分離氣相和液相的設(shè)備中。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選方面
[0009]本發(fā)明的有利方面在于，借助于管束熱交換器的入口罩中的至少一個(gè)噴嘴將水性液體引入到含氨氣體混合物中。這是一種將液體均勻分布在氣體中的簡(jiǎn)單方法。
[0010]本發(fā)明的一種變型在于，在多階段過程中執(zhí)行氨的吸收，其中，根據(jù)權(quán)利要求1或2實(shí)施第一階段，且然后在第二階段中，所獲得的貧氨的氣相進(jìn)入到吸收塔中并從底部到頂部流動(dòng)通過該塔，并且其中，淡水被引入到該塔中，淡水以相對(duì)于氣相的逆流從頂部到底部流動(dòng)通過吸收塔，并且其中，進(jìn)一步貧氨的氣體被從塔排出以用于進(jìn)一步使用，并且其中，載有氨的水作為水性液體被從塔排出且通過引入到管束熱交換器的入口罩中而在第一步驟中被使用。
[0011]通過該措施，以常規(guī)方式，即通過氣相和液相在一個(gè)或多個(gè)填料床中的接觸，將余留的氨含量從氣相移除。連同氣相和水性液體根據(jù)本發(fā)明在管束熱交換器中的混合，能夠在使用大體較小尺寸的設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)氨的特別高的分離度。
[0012]本發(fā)明另一具體方面的特征在于，用于第二階段的吸收塔配有兩個(gè)獨(dú)立、疊置的傳質(zhì)裝置，例如填料床或規(guī)整填料，其中，所述水相被循環(huán)通過下填料并被循環(huán)過位于塔外側(cè)的熱交換器以用于冷卻。當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在第一步驟中在填料床上執(zhí)行吸收時(shí)，該方面是特別有利的。
[0013]在進(jìn)一步的方面中，本發(fā)明還涉及用于從含氨氣體混合物分離氨的設(shè)施，包括如下設(shè)施部分:
[0014](a)管束熱交換器16，所述管束熱交換器16帶有用于含氨氣體混合物I’和水性液體14的進(jìn)料管道以及用于兩相氣-液混合物17’的排放管道，該管束熱交換器16適于使氣體混合物I’和水性液體14混合以獲得兩相氣-液混合物17’并將所述兩相氣-液混合物17’冷卻，
[0015](b)分離器18，該分離器18設(shè)置在所述設(shè)施部分(a)的下游，用于分離成富氨的液相12’和貧氨的氣相19，
[0016](c)吸收塔2’，該吸收塔2’關(guān)于氣相設(shè)置在設(shè)施部分(b)的下游，該吸收塔2’包括用于淡水6’的進(jìn)料管道、用于作為水性液體14的載有氨的水的排放管道、用于貧氨的氣體13’的排放管道和至少一個(gè)傳質(zhì)裝置4’，其中，水性液體14的第一部分借助于輸送裝置8，被傳送過熱交換器10’，在熱交換器10’處被冷卻，并且隨后再次在傳質(zhì)裝置4’上方加載到吸收塔2’，并且其中，水性液體14的第二部分被再循環(huán)到設(shè)施部分(a)。
【附圖說明】
[0017]還能夠根據(jù)下面的【具體實(shí)施方式】的詳細(xì)描述和附圖來理解本發(fā)明的其它發(fā)展、優(yōu)勢(shì)和潛在應(yīng)用。所有描述和/或示意所有特征單獨(dú)地或結(jié)合地形成本發(fā)明，獨(dú)立于其在權(quán)利要求書中或其背景文獻(xiàn)中的包含。
[0018]在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的從含有氨和惰性氣體的氣體混合物分離氨的方法，
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0021]首先，將參照?qǐng)D1解釋現(xiàn)有技術(shù)。含氨氣體混合物I在吸收塔2的底部處被引入，并依次流動(dòng)通過傳質(zhì)裝置3，4和5，傳質(zhì)裝置3，4和5在這里被設(shè)計(jì)為填料床。軟化水6作為吸收劑被引入到塔2的頂部中，并以相對(duì)于上升的氣體混合物的逆流依次流動(dòng)通過填料床。對(duì)于下填充床3和中間填充床4，水借助于栗7和8被栗送經(jīng)過。經(jīng)由熱交換器9和10，從水提取在氨的吸收期間生成的吸收熱量。這樣，實(shí)現(xiàn)通過水吸收更多的氨。在塔2的底部處，富氨水性液體