回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置的製作方法
2023-10-23 03:51:52 5
專利名稱：回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及合成氨生產和天然氣工業的交叉領域，具體地說是回收和分離合 成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置。
背景技術：
我國合成氨生產設備是大、中、小規模並存，目前有合成氨生產企業600家左右， 超過30萬噸/年的企業數量約佔總數的5%，而生產能力卻佔中國合成氨總生產能力的 22%，將近1/4。合成氨一直是化工產業的能耗大戶，國家近幾年來一直致力於合成氨節 能工程，這就有必要對合成氨回收過程進行一優化。合成氨生產過程中，合成工段放空氣 和液氨儲槽排放弛放氣中共約含甲烷34. 8Nm3/噸氨，氬氣7. 5Nm3/噸氨，氮氣30. 2Nm3/噸 氨，如果按30萬噸氨/年的生產規模和300天操作時間計算，以上各組分的量分別對應 3. 48 X IO4NmVd甲烷，7500Nm3/d的氬氣和3. 02 X IO4NmVd的氮氣。如果回收甲烷製成液體 甲烷、回收氬氣製成液氬，氮氣回合成工段，將帶來極大的經濟和環保效益，但到目前為止， 尚未有有效分離以上各組分的裝置。
發明內容本實用新型的技術任務是針對以上不足之處，提供一種設計合理、運行穩定、環境 友好的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該裝置包括深冷精餾塔一、深 冷精餾塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，板翅式換熱器一通過管道與深冷精餾塔 一構成循環迴路，深冷精餾塔一的頂部通過管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一的底 部通過管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過管道與板翅式換熱器二連接，板翅式 換熱器二通過管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過管道與 氣液分離器二構成迴路。氨氣壓縮機和水冷卻器二通過管道串聯後與板翅式換熱器一連接構成迴路；水冷 卻器一和混合冷劑壓縮機通過管道串聯後與板翅式換熱器一連接構成迴路。透平膨脹機一通過管道與板翅式換熱器一構成迴路；透平膨脹機二通過管道與板 翅式換熱器一構成迴路。本實用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置和現有技術相 比，具有設計合理、運行穩定等特點，能在合理能耗條件下大大提高合成氨廠經濟效益，降 低了生產成本，降低了對環境的汙染。
以下結合附圖
對本實用新型進一步說明。附圖為回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置的結構示意圖。圖中1、深冷精餾塔一，2、深冷精餾塔二，3、板翅式換熱器一，4、板翅式換熱器二，5、氣液分離器一，6、氣液分離器二，7、氨氣壓縮機，8、水冷卻器二，9、水冷卻器一，10、混合 冷劑壓縮機，11、透平膨脹機一，12、透平膨脹機二。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其結構包括深 冷精餾塔一 1、深冷精餾塔二 2、板翅式換熱器一 3和板翅式換熱器二 4，板翅式換熱器一 3 通過管道與深冷精餾塔一 1構成循環迴路，深冷精餾塔一 1的頂部通過管道與深冷精餾塔 二 2連接，深冷精餾塔一 1的底部通過管道與氣液分離器一 5連接，氣液分離器一 5通過管 道與板翅式換熱器二 4連接，板翅式換熱器二 4通過管道分別與板翅式換熱器一 3、深冷精 餾塔二 6連接，深冷精餾塔二 2通過管道與氣液分離器二 6構成迴路。氨氣壓縮機7和水冷卻器二 8通過管道串聯後與板翅式換熱器一 3連接構成回 路；水冷卻器一 9和混合冷劑壓縮機10通過管道串聯後與板翅式換熱器一 3連接構成回 路；透平膨脹機一 11通過管道與板翅式換熱器一 3構成迴路；透平膨脹機二 12通過管道與 板翅式換熱器一 3構成迴路。工作流程提氫後經過壓縮機壓縮的尾氣進入板翅式換熱器一 3，由氨預冷提供 主要的預冷冷量將其溫度降低，然後從板翅式換熱器一 3引出，進入深冷精餾塔一 1底部作 為再沸器的熱源，而自身被進一步冷卻，之後重新進入板翅式換熱器一 3，在混合製冷劑提 供主要冷量的條件下，該尾氣冷凝為液態，經節流減壓進入深冷精餾塔一 1，在深冷精餾塔 一 1內與塔頂回流充分接觸換熱進行精餾，塔底為主要成分是甲烷的液體。甲烷液體經過 節流減壓閥降低到儲存壓力，生成的氣液混合物則通過氣液分離器一 5進行分離。塔頂為 含氬的氮氣，進入深冷精餾塔二 2與塔頂回流換熱精餾，氬氣以液態從塔底流出，塔頂引出 較純的氮氣。液態氬經過減壓節流閥後進入氣液分離器二 6進行氣液分離，氣液分離器二 6 的氣相主要為氮氣，與提氬後的氮氣混合，因其溫度低，與氣液分離器一 5的氣相換熱後使 其冷凝，重新回到氣液分離器一 5(也可以回到液態甲烷儲罐)，氮氣混合氣回板翅式換熱 器一3復熱後回合成工段。混合冷劑經過氨氣壓縮機7、混合冷劑壓縮機10壓縮；水冷卻器二 8、水冷卻器一 9水冷後進入板翅式換熱器一 3，經氨預冷後，引出一股進入透平膨脹機一 11，膨脹製冷後 回板翅式換熱器一 3提供未引出板翅式換熱器一 3混合冷劑繼續冷卻的冷量。當混合冷劑 冷卻到一定溫度後，再引出一股進入透平膨脹機二 12，膨脹製冷後提供板翅式換熱器一 3 的主要冷量。剩餘的一股混合冷劑進一步冷卻後，從板翅式換熱器一 3引出經過節流減壓 閥溫度降至約-180度，依次提供深冷精餾塔一 1和深冷精餾塔二 2塔頂冷凝器的冷量，然 後與透平膨脹機二 12來的製冷混合冷劑混合回板翅式換熱器一 3復熱，從而形成混合冷劑 循環。本實用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置其加工製作非 常簡單方便，按說明書附圖所示加工製作即可。除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。
權利要求1.回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，包括深冷精餾塔一、深冷精餾 塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，其特徵在於板翅式換熱器一通過管道與深冷精 餾塔一構成循環迴路，深冷精餾塔一的頂部通過管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一 的底部通過管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過管道與板翅式換熱器二連接，板 翅式換熱器二通過管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過管 道與氣液分離器二構成迴路。
2.根據權利要求1所述的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其特徵 在於氨氣壓縮機和水冷卻器二通過管道串聯後與板翅式換熱器一連接構成迴路；水冷卻器 一和混合冷劑壓縮機通過管道串聯後與板翅式換熱器一連接構成迴路。
3.根據權利要求1所述的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其特徵 在於透平膨脹機一通過管道與板翅式換熱器一構成迴路；透平膨脹機二通過管道與板翅式 換熱器一構成迴路。
專利摘要本實用新型公開了一種回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，屬於合成氨生產和天然氣工業的交叉領域，其結構包括深冷精餾塔一、深冷精餾塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，板翅式換熱器一通過管道與深冷精餾塔一構成循環迴路，深冷精餾塔一的頂部通過管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一的底部通過管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過管道與板翅式換熱器二連接，板翅式換熱器二通過管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過管道與氣液分離器二構成迴路。本實用新型具有設計合理、運行穩定等特點，能在合理能耗條件下大大提高合成氨廠經濟效益，降低了生產成本，降低了對環境的汙染。
文檔編號C07C9/04GK201785192SQ20102051254
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月1日 優先權日2010年9月1日
發明者付紅豔, 商麗娟, 夏修慶, 姚雲, 曲順利, 王漢傑, 郭方飛 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油山東化學工程有限責任公司, 海洋石油工程股份有限公司