[发明专利]利用排出控制腐蚀的氨的回收

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月19日提交的美国临时申请号61/673,508的优先权益。本申请以引用的方式整体并入本申请中。

发明背景

例如酸等腐蚀性物质的大规模使用可能是许多工业程序的一个基本部分。腐蚀可能导致许多技术区域中设备的使用寿命显著缩短。在一些实例中，寿命的缩短可能严重到使得设备检修或替换可能构成长期操作成本的主要部分。用于大规模程序的腐蚀性物质的一个实例是使用酸的水溶液提取氨。

安德卢梭工艺(Andrussow process)从甲烷和氨在氧和铂催化剂存在下产生氢氰酸(HCN)。操作安德卢梭HCN是经济的，其中使用酸的水溶液吸附回路从反应器流出物流吸收氨来回收和再循环未反应的氨。酸可以是无机酸，例如磷酸，其可以通过将氨气以例如磷酸铵等铵盐形式捕捉在吸收器中来提取氨气。氨可以通过在汽提器中加热而从水溶液中释出。与酸接触的设备，包括吸收器、汽提器和相关输送管道在内，都可能遭遇高速腐蚀。在设备的某些区域中，例如汽提器和相关再沸器中存在的高温可以加重腐蚀作用。

使用耐腐蚀材料可以降低设备的腐蚀速率。耐腐蚀材料的实例可以包括超级合金，例如含有少量铁和痕量其它元素的镍铜合金，例如400；脱溶加强的镍铁铬合金，例如牌合金，例如800系列；或奥氏体镍铬基牌合金；或镍铬钼合金，例如牌合金，例如或锆，例如Zr 702，或超级双相不锈钢，例如2507或2205。然而，由耐腐蚀材料制造的设备的成本可能显著超过使用例如奥氏体不锈钢(例如316L)等更可承受和常规的材料制造的设备的成本。

发明概要

某些腐蚀加速剂可能积聚在氨提取工艺中馈入氨吸收器的稀磷酸中。本发明提供一种在氨提取期间减少腐蚀的方法。所述方法包括执行使用氨提取设备提取氨的工艺。氨提取设备包括氨吸收器、氨解吸器和水溶液。水溶液包含酸或其铵盐。所述方法还包括排出所述水溶液的至少一部分。所述水溶液的排出的部分包含至少一种腐蚀促进离子。所述方法还包括添加替换水溶液到水溶液。替换水溶液与水溶液的排出的部分相比，具有降低浓度的至少一种腐蚀促进离子。

本发明的实施方案可以提供某些优于减少腐蚀的其它方法的优点。本发明的实施方案可以提供一种氨提取法，其可以使用由例如奥氏体不锈钢，例如316L等可承受的材料作为安全、可靠和经久的构造材料制造的设备。与使用昂贵和进口的耐腐蚀材料相比，本发明的排出和替代步骤成本更低且效率更高。另外，本发明的实施方案可以提供一种氨提取法，其可以使用遭遇的腐蚀比不包括本文中描述的排出和替代步骤的类似氨提取法小的耐腐蚀材料。本发明的实施方案可以有利地帮助避免氨回收系统被甲酸盐，例如甲酸铵，或其它盐，例如碳酸铵、磷酸铵或草酸铵堵塞。

本发明提供一种用于提取氨的系统。所述系统包括氨提取设备。所述氨提取设备包括氨吸收器、氨解吸器和水溶液。所述水溶液包含酸或其铵盐。所述系统包括气体流。所述气体流包括氨。在所述氨吸收器中，气体流中氨的至少一部分转变为铵盐。在所述氨解吸器中，铵盐的至少一部分转变为氨。水溶液在吸收器与解吸器之间循环。系统还包括排出流。排出流从循环水溶液中流出。排出流包括水溶液的至少一部分。排出的部分包含至少一种腐蚀促进离子。所述腐蚀促进离子可以包括甲酸根、草酸根、氟离子、氯离子、硫酸根和硫离子。所述系统还包括替换流。所述替换流流到循环水溶液中。替换流与水溶液的排出的部分相比，具有降低浓度的至少一种腐蚀促进离子。

本发明提供一种在氨提取期间减少腐蚀的方法。所述方法包括执行从气体反应器流出流回收未反应的氨的工艺。所述气体反应流出流来自于安德卢梭工艺。所述安德卢梭工艺产生氢氰酸。所述氨提取工艺使用氨回收设备执行。所述氨回收设备包括氨吸收器。所述氨回收设备还包括氨解吸器，所述氨解吸器包括氨汽提塔和氨汽提塔再沸器。所述氨回收设备还包括水溶液。所述水溶液包含酸或其铵盐。在所述氨吸收器中，气体流中氨的至少一部分转变为铵盐。在所述氨解吸器中，铵盐的至少一部分转变为氨。水溶液在吸收器与解吸器之间循环。所述方法包括排出的水溶液的至少一部分。所述水溶液的排出的部分包含至少一种腐蚀促进离子。所述腐蚀促进离子可以包括甲酸根、草酸根、氟离子、氯离子、硫酸根和硫离子。所述方法还包括添加替换水溶液到水溶液。替换水溶液与水溶液的排出的部分相比，具有降低浓度的至少一种腐蚀促进离子。所述排出和替换维持甲酸根的浓度低于约15重量％。

附图简述