[實用新型]合成氨液氨冷凍系統

有效

• 申請號: 201720191091.0
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206556348U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 李煒;張杰;冉紅洋
• 申請（專利權）人: 中化重慶涪陵化工有限公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00;F25J5/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本實用新型涉及一種合成氨液氨冷凍系統，屬于化工工藝領域。

背景技術

氮肥廠合成氨工藝總流程為：來自長輸管線的天然氣首先進入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進行緩沖及調壓后進入合成氨裝置的常溫脫硫系統，然后通過天然氣壓縮，高溫脫硫，換熱式一段蒸汽轉化、二段富氧空氣轉化，一氧化碳高、低溫變換，改良熱鉀堿法脫碳，甲烷化深度凈化去除殘余的CO和CO₂，合成氣壓縮，14.0MPa下氨合成，冷凍分離，最終得到產品液氨。

尿素系統工藝流程為：

來自合成氨脫碳系統放空出來的CO₂經過壓縮機壓縮至15MPa后進入脫氫反應系統，脫氫后的CO₂進入合成與汽提工序。合成氨裝置合成系統輸送來的液氨經過高壓氨泵加壓到16MPa，然后進入合成與汽提工序與CO₂反應生成尿素溶液，此時尿素溶液中尿素的濃度為55.6％(wt)，從合成與汽提工序出來的尿素溶液再進入循環工序，通過對尿液加熱，回收尿液中分解出來的NH₃和CO₂后，尿素溶液中尿素的濃度被濃縮至73.57％(wt)，最后尿素溶液進入蒸發和造粒工序后最終從造粒塔底部生產出合格的尿素產品。

來自冷交換器殼程的合成氣約21℃左右(氣體主要成分為NH₃、H₂和N₂)首先進入第一氨冷器的管程，氣體在1#氨冷器的管程中被冷卻，氣體溫度從21℃左右降到4℃左右。而第一氨冷器殼程中的冷卻介質是來自經過液氨換熱器換熱后的液氨，液氨進入第一氨冷器的殼程后通過汽化吸熱，汽化吸熱量的大小主要是通過控制第一氨冷器殼程頂部出口氣氨閥門的大小來調節氣體的冷卻溫度，從第一氨冷器殼程頂部出來的氣氨通過管道被送到氨壓縮機的二級進口進行壓縮。從第一氨冷器管程出來的氣體被冷卻到約4℃左右時，由于系統氣體壓力約13MPa，此時氣體中的部分氣氨會冷凝變成液氨。當氣體進入第一氨分離器時，氣體里面的液氨就會被分離出來。分離液氨后的氣體再次進入第二氨冷器繼續進行冷卻，冷卻的原理與第一氨冷器相同，為了達到更低的冷卻溫度，我們把第二氨冷器殼程頂部出來的氣氨壓力控制得更低一些，氣氨通過管道被輸送進入氨壓縮機的一級進口進行壓縮并重復使用。此時從第二氨冷器管程出來的氣體溫度會降到-6℃左右，這時氣體中的氣氨基本上都變成了液氨，當氣體進入第二氨分離器時，液氨被全部分離出來。從第二氨分離器出來的氣體只含有極少的氣氨，這時氣體通過管道被送到冷交換器的管程與來自殼程的氣體再次進行換熱。

從第一和第二氨分離器分離出來的液氨通過管道進入液氨排放槽，控制液氨排放槽的壓力，使得從液氨排放槽出來的液氨溫度約-2℃左右進入液氨換熱器的管程，而液氨換熱器殼程的液氨(約13℃)來自液氨貯槽，冷的液氨和熱的液氨通過管壁進行換熱，冷液氨被加熱到約8℃左右后通過管線被分別送到液氨球罐和高壓氨泵的進口，液氨經過高壓氨泵加壓到16MPa后被送到尿素合成系統進行合成反應。

氨壓縮機的出口與出口冷卻器相連，出口冷卻器與氨冷凝器相連，氨冷凝器與液氨貯槽相連。

目前該系統存在的問題是：我廠合成氨裝置合成系統采用的是往復式壓縮機，當合成氣和循環氣經過壓縮后，氣缸中的部分油會隨著氣體進入合成系統，當氣體在合成塔中經過催化反應生產氣氨，氣氨經過冷卻變成液氨后，油會進入液氨里面，當帶油的液氨進入后續生產系統，油會粘附在換熱管壁上，這樣會影響后面設備的換熱效果。

另外，從液氨換熱器的出來的液氨，直接經高壓氨泵運送到尿素合成系統，經常會出現高壓氨泵無法正常啟動的現象。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種合成氨液氨冷凍系統，能避免油對換熱器換熱效果的影響，避免高壓氨泵無法正常啟動的現象。