[實(shí)用新型]節(jié)能合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720291319.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN206635025U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李煒;李文衛(wèi);江志富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中化重慶涪陵化工有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/52
• 分類號(hào): C01B3/52
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙)50211
• 代理人: 郭云

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，屬于合成氨工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(jìn)入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進(jìn)行緩沖及調(diào)壓后進(jìn)入合成氨裝置的常溫脫硫系統(tǒng)，然后通過天然氣壓縮，高溫脫硫，換熱式一段蒸汽轉(zhuǎn)化、二段富氧空氣轉(zhuǎn)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(chǎn)品液氨。

脫碳工序目前普遍采用的是本菲爾法脫除低變氣體中的CO2，就是用碳酸鉀溶液在吸收塔內(nèi)與低變氣逆流接觸吸收CO2后變成碳酸氫鉀溶液，碳酸氫鉀溶液在再生塔和閃蒸槽里面進(jìn)行加熱，使碳酸氫鉀溶液變成碳酸鉀溶液，再生出來的CO2氣體進(jìn)行放空，碳酸鉀溶液循環(huán)使用，如此不斷循環(huán)就把低變氣里面的CO2去除，使脫碳后工藝氣體中的CO2尾氣指標(biāo)能控制在要求范圍內(nèi)。用此法脫除CO2氣體的關(guān)鍵操作點(diǎn)之一就是要給脫碳工序提供充足的熱量，只有用充足的熱量才能使碳酸氫鉀溶液徹底地再生為碳酸鉀溶液，一旦系統(tǒng)熱量不足，碳酸氫鉀溶液再生效果不好，就會(huì)導(dǎo)致碳酸鉀溶液脫除CO2的效果達(dá)不到指標(biāo)控制要求，直接導(dǎo)致后續(xù)工序超溫和消耗成本增加，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置停車。

來自低變爐出口的工藝氣體約215℃左右進(jìn)入低變氣廢鍋產(chǎn)生0.45MPa左右的低壓蒸汽供閃蒸槽進(jìn)行汽提脫碳液中的CO₂使用，低壓廢鍋的水源來自鍋爐給水泵；低變氣廢鍋的水源來自CO₂冷凝液泵。工藝氣體經(jīng)過低變氣廢鍋換熱產(chǎn)汽后，溫度由215℃左右降至155℃左右，然后工藝氣體進(jìn)入CO₂再沸器，與來自 CO₂再生塔下部的脫碳液和低變氣廢鍋底部出來的排污液繼續(xù)進(jìn)行換熱，換熱后的氣體溫度降低至120℃左右后進(jìn)入脫鹽水換熱器。

低變氣廢鍋產(chǎn)生的低壓蒸汽通過壓力調(diào)節(jié)閥PV301把蒸汽壓力控制在 0.45MPa左右，低壓蒸汽通過低壓蒸汽分離器除去冷凝液后送到閃蒸槽對(duì)脫碳液進(jìn)行汽提，汽提后的蒸汽和CO₂一起從CO₂再生塔的中部進(jìn)入。從CO₂再沸器換熱后的脫碳液從下部進(jìn)入CO₂再生塔，CO₂再生塔中的脫碳液最終通過塔底部的出口管道進(jìn)入貧液泵參與脫碳系統(tǒng)的循環(huán)。脫碳液在CO₂再生塔中經(jīng)過兩段汽提后，CO₂氣體從塔的頂部出來進(jìn)入CO₂冷卻器，CO₂氣體從102℃左右冷卻到40℃左右，氣體中的冷凝液在CO₂分離器中被分離出來，CO₂氣體在分離器的頂部進(jìn)行放空，冷凝液從分離器的底部出來后進(jìn)入CO₂冷凝液泵，然后被加壓后送到低變氣廢鍋?zhàn)鳛殄仩t水使用。

該系統(tǒng)存在的問題：

1、本流程中設(shè)置的低變氣廢鍋，目的都是回收利用從低變工序來的高溫工藝氣體，產(chǎn)生足夠的蒸汽供閃蒸槽汽提脫碳液使用，但是實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，低變氣廢鍋的產(chǎn)氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閃蒸槽對(duì)低壓蒸汽的使用需求量，這就導(dǎo)致低變氣廢鍋的產(chǎn)汽壓力急劇升高，常常引起低變氣廢鍋出口低壓蒸汽管上的安全閥起跳，給生產(chǎn)帶來安全隱患，同時(shí)部分蒸汽通過安全閥排放出去被白白浪費(fèi)掉，不利于低變氣熱能的回收。

2、當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)不正常造成低變爐出口的工藝氣體被切斷時(shí)，由于沒有高溫氣體進(jìn)入低變氣廢鍋和CO₂再沸器，脫碳系統(tǒng)的熱量無法得到保證，而脫碳液的再生需要大量的熱量，否則由于脫碳液的再生度不合格會(huì)導(dǎo)致管道結(jié)晶堵塞，而原設(shè)計(jì)未充分考慮這一要求。

3、低變氣廢鍋中的水源來自于CO₂冷凝液，由于CO₂冷凝液中含有微量的脫碳液，當(dāng)?shù)妥儦鈴U鍋大量產(chǎn)汽后，如果排污不及時(shí)，CO2冷凝液中的脫碳液濃度會(huì)急劇升高，當(dāng)高濃度的脫碳液經(jīng)過排污管線后容易結(jié)晶堵塞管線，造成排污困難。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種節(jié)能合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，保證脫碳系統(tǒng)的熱能需求，又不浪費(fèi)低變氣的熱量，充分回收低變氣的熱能，還能避免低變氣廢鍋的排污管線堵塞。