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化学工程学院 中国石油大学（北京） 化学工程学院 合成氨尾气相平衡与分离效果实验 * 研究背景 在合成氨原料气的制备过程中，不可避免地会产生一定数量的惰性气，并随着合成气不断地循环。在循环中，氮氢气周而复始地消耗合成为氨，氨随之被分离出系统，而惰性气则不断地积累，浓度逐渐升高，因此必须进行排放。这部分排放的气体称为吹除气。 在合成氨的分离系统中，分离出的液氨，必须减压送至液氨中间槽中。高压液氨经减压后释放出所溶解的氢、氮等气体，这部分气体称为贮罐气（驰放气）。 氨合成尾气由吹除气和贮罐气（驰放气）组成 * Page * * Page * 研究背景 氨合成尾气由吹除气和氨贮罐气组成，其组分和生产工艺和操作有关，一般含H2 55％～65％、CH4 9％～15％、NH3 4％ ～ 6％ 、N2 18％～22％ 、Ar 3％～6％，以及一些微量的He、Kr、Xe等稀有气体。 过去各厂家往往只把其中的氨用水或软水清洗，制成氨水加以利用，其余气体则作为燃料烧掉 近年来，各厂为了节省能源、降低消耗、纷纷进行尾气的回收 合成氨尾气中H2的回收利用 方法 使用范围 产品H2浓度 收率 主要能耗 主要物耗 操作条件 变压吸附法(PSA) 原料H2浓度60% 99％～99．99％ 50—90% 解吸、抽真空和产品H2升压 吸附剂损耗 0.8—4.2 MPa 中空纤维膜渗透法 原料H2浓度50% 80—90% 50—85% 原料气与产品H2的升压 膜 3—10MPa 深冷吸附法 与烯烃回收联合使用 90% 约90% 压缩、制冷 无 约3MPa 洗涤法 仅限CO2+H2分离 98% 98% 解吸与原料气的压缩 吸收剂损耗 6MPa 贮氢合金法 不能用于腐蚀性物料 70—95% 99% 解吸、抽真空和产品H2升压 一些贮氢合金(钛系、稀 土系和镁系贮氢合金) 低温分离法 分子筛 吸附脱水、脱氨后的吹除气 80—90% 64% 节流膨胀时的焦尔一汤姆逊 效应而获得低温 促进剂 3MPa 水合物法 原料H2浓度20% 90—97% 90% 原料气压缩、制冷 促进剂 3MPa 1—10OC * Page * 气体水合物分离技术简介 1.气体水合物的概念 2.气体水合物的晶体结构 3.客体分子对晶体结构的影响 4.水合物分离混合气体理论基础 5.水合物平衡条件实验测定方法(恒温法) 6.气体水合热力学模型(Chen-Guo模型) 7.目的与意义 * Page * 合成氨尾气生成实验研究 1.实验装置与操作步骤 2.实验结果与分析 3.合成氨尾气水合物生成条件 4.热力学模型研究 5.水合物生成动力学研究 6.与实验结果对比分析 7.小结 * Page * 谢 谢！ * Page * 化学工程学院 中国石油大学（北京） 化学工程学院