合成氨弛放气的水合物分离法实验研究

０ 引 言
合成 氨 弛 放气 是 在 合成 氨工 序 产生 的 尾气 ， 一 般 的用途 是放 入燃料 气 系统或者 氢气 回收 系统 。由 于 合成氨 弛放 气 中 主要 成 分还 是 Ｈ 和 Ｎ ， 另外 含
有 一定量 的 Ｃ Ｈ 、 Ａ ｒ 和 Ｎ Ｈ ， 这 些 气体 的释 放 会 造 成一 定 的损 失 ， 如果 能 回收这部分 Ｈ 和 Ｎ ， 将会 提
１ 实 验
１ ． １ 实验装 置
方法中， 成 熟 的变压 吸 附技 术一 般要求 操作压 力低 ，
不 适宜合 成 氨弛放 气 中氢气 的提 浓 ； 另一 种 膜 分离
本 实验装 置 主 要 由 Ｃ ＷＹ Ｆ型磁 力 搅 拌 高 压 反 应釜 （ 海安 石 油 科研 仪 器 厂 制 造 ） 、 恒 温 空气 浴 、 温 度及压 力测 量仪 表 和搅 拌 系统 四个部 分 组 成 ， 恒 温 空气浴 采用 Ｆ Ｂ Ｇ Ｄ Ｗ１ ５ ０ Ａ 型高 低温 试 验 箱 （ 上 海实
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技 术虽然 适合 分 离高 压 气体 ， 但因 Ｈ ： 必 须 透 过膜 ，
因此得 到 的高 浓 度 的 Ｈ ， 压力很低 ， 必 须 大 量增 压 后才 能 循 环 返 回合 成 氨反 应 器 ， 具 有 较 高 的 能 耗 ， 所以， 也不 适用 于工业 实 际生产 。 水合 物 分离 法 可 以在 ２ ７ ３ ． １ ５～ ２ ９ ３ ． １ ５ Ｋ 之 间 实 现低 沸 点 气 体 混 合 物 的分 离 Ｊ 。 与膜 分 离技 术 关键 词 ： ຫໍສະໝຸດ 合 物 ；分 离 ； 弛 放 气
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ２
文献 标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ３— ３ ４ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６— ０ ０ ３ ６— ０ ３
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河 南 化 工 Ｈ Ｅ Ｎ Ａ Ｎ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ ２ ０ １ ３年 第３ ０卷
合 成 氨 弛 放 气 的 水 合 物 分 离 法 实 验 研 究
许维秀 ，李其京
（ 荆 楚 理工 学 院 ， 湖北 荆 门 ４ ４ ８ ０ ０ ０ ）
摘
要： 开发 了一 种 水 合 物 分 离新技 术 ， 主要 方 法 是 选 用合 适 的添 加 剂 ， 系统 地 测 定 Ｈ ：＋Ｃ Ｈ ＋ Ｎ ： ＋Ａ ｒ 体 系在 选
择性 热力学促 进剂 Ｔ Ｈ Ｆ存在条件下的气一 水舍物相平衡数据 ， 考察 了各种操 作条件对水合分 离效果的影响 ， 通 过 考察气一 水合物相 平衡 来筛选最佳工 艺参数。
ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｐ ａ ｒ ａ ｍｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｇ ａ ｓ—ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ ｕ ｍ ｄ ａ ｔ ａ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ；ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｐ ｕ ｒ ｇ ｅ ｇ ａ ｓ
相 比， 水 合物 分离法 分离前 后 的气 体压力 损失 小 ， 流
程 简单 ， 生产 成 本 较低 Ｊ 。考虑 到 合 成 氨 弛放 气
中的 Ｃ Ｈ 和Ａ ｒ 生 成水合 物 的压 力 明显 比气 体 中 的
其 它组 分低 ， 因而 可 以利 用 水合 物 分 离法 实 现 回收
Ｈ 和 Ｎ 的 目的 ， 以对 合 成 氨 弛放 气 中 的 Ｈ 和 Ｎ
进 行提 浓 ， 使所 得 到的含 有 高浓 度 Ｈ： 和Ｎ 的提浓 气 体保 持在 高压状 态 返 回合 成 氨 系统 ， 从 而 降低 压
缩 的能 量消耗 。
高 装置 的生产 能力 或降低 制氢单 元 的负荷 。
合成 氨 回收塔顶 的合 成氨 弛放气 出 口压力 一般 很高， 通 常为 ５～１ ０ ＭＰ ａ 。 目前 ， 可 用 于提浓 氢 气 的
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｎｅ ｗ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｉ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ， ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ —