CN102556966B - 一种液氮洗冷箱复热方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种液氮洗冷箱复热方法。本发明通过增加两路复热氮气进入管线：一路是通过冷箱原料气管线进入，一路是通过循环氢气管线进入；通过原料气管线进入的氮气经过原料气冷却器进行初步降温后，进入氮洗塔；而通过循环氢气管线进入的氮气经过高压氮气冷却器和原料气冷却器初步降温后也进入氮洗塔，上述增加的两路氮气也与冷箱内的低温气体进行热交换，与通过其他三路管线进入的氮气一起使冷箱内低温气体的温度上升，直到将冷箱内的温度换热到常温。采用本发明的方法，提高了换热效率，大大降低系统能耗，节省了大量的时间，减少资源浪费，节省了系统的开停车成本。

Description

一种液氮洗冷箱复热方法
技术领域
本发明涉及合成氨工艺中的液氮洗技术，具体而言，涉及一种液氮洗冷箱的复热方法。
背景技术
在合成氨工业中，原料气经过低温甲醇洗之后还含有甲烷、一氧化碳、氩气等许多杂质，其中的一氧化碳会使氨合成中使用的催化剂中毒而失去催化活性，因此，必须通过液氮洗将其清除。液氮洗是利用一氧化碳、氩气及甲烷等杂质溶解于液氮中而达到净化的目的。然而由于原料中含有的多数组分的临界温度较低，因此液氮洗的操作均需要在冷箱中进行。但是当操作不当或设备出现故障时，常常会使水、二氧化碳和甲烷等低冰点物质进入冷箱，其会导致冷箱内的工艺管线出现阻力过高影响生产效率，严重时甚至会堵塞工艺管线而被迫停车。因此常常需要复热使冷箱内的温度适当上升。冷箱复热的原理是通过换热器进行冷热交换，把冷箱内的低温气体加热到常温。现有的方法是通过合成气管线、燃料气管线和高压氮气管线从冷箱外通入复热氮气，通过合成气管线、燃料气管线通入的复热氮气进入原料气冷却器；通过高压氮气管线通入的复热氮气进入高压氮气冷却器和原料气冷却器进行初步降温后，进入氮洗塔，与冷箱内的低温气体进行热交换，使冷箱内的低温气体温度逐渐上升，直到将冷箱内的温度换热到常温以达到复热的目的；而经过上述热交换的已被降温的氮气再经过原料气换热器与刚进入冷箱内的复热氮气换热使刚进入冷箱的复热氮气预冷后，经过原料气管线、循环氢气管线、两路开车线排放到冷箱外。但是由于这种复热方法，氮气的进入的通道少，流量小，而且还需要冷热交换，所以用时长，效率低，浪费大，能耗高；而且这种冷箱复热后再到具备开车条件至少需要7天的时间，复热的机会少，只有长期停车时才会，不便于实施。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种液氮洗冷箱复热方法，其是在通过合成气管线、燃料气管线和高压氮气管线三路从冷箱外通入复热氮气的基础上，再增加两路复热氮气进入的管线：一路是通过冷箱原料气管线进入，一路是通过循环氢气管线进入；通过原料气管线进入的氮气经过原料气冷却器进行初步降温后，进入氮洗塔；而通过循环氢气管线进入的氮气经过高压氮气冷却器和原料气冷却器初步降温后也进入氮洗塔，上述增加的两路复热氮气和通过合成气管线、燃料气管线以及高压氮气管线进入的三路复热氮气一起与冷箱中的低温气体进行热交换，使冷箱内低温气体的温度逐渐上升，直到将冷箱内的温度换热到常温；同时打开冷箱所有工艺管线导淋和冷箱的冷排放管线，使五路被降温的氮气均从冷箱内温度最低处直接排出冷箱。
上述方法中的冷箱内的压力保持小于复热氮气的压力，且不形成减压制冷。
上述方法中的冷箱内的压力保持在0.35-0.5MPa。
上述方法中的原料气冷却器为2个串联的原料气冷却器。
上述2个串联的原料气冷却器的初始温度分别为-50～-65℃和-170～-190℃。
上述方法中通入的复热氮气的初始温度为2060℃。
上述方法中，当原料气冷却器的温度分别上升到0℃和-25℃后，将通过原料器管线通入的氮气的初始温度提高到50℃。
采用本发明的方法，将进入冷箱得常温复热氮气的通道数从原来的三路增加到了五路，增加了热量的流入量，提高了换热效率；此外，常温复热氮气也不再次和冷箱内低温气体进行热交换，而是直接在冷箱温度最低的地方把冷量排放掉，节省了再次换热所需要的时间，提高了换热效率。采用以前的冷箱复热方法，将停下的冷箱整体复热到0℃至少需要96小时，复热时间长，效率低，浪费大，能耗高。而采用本发明中增加复热氮气管线的冷箱特殊复热方法要将停下的冷箱整体复热到0℃最多只需要24小时，大大降低系统能耗，节省了大量的时间，减少资源浪费，节省了系统的开停车成本。而且只需要增加两条工艺配管，调节几个很小的阀门，操作方便简单。
附图说明
图1是现有技术原有冷箱复热方法的复热氮气走向示意图；
图2是本发明中冷箱复热方法中增加的两路复热氮气的走向示意图。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：
实施例1：
由设备原因和操作经验不足造成液氮冷箱的原料气通道阻力高达720kpa，日产千吨的装置日产只有700吨左右，装置被迫停车进行复热。停下的冷箱内的温度是-188℃，两个原料气冷却器的初始温度分别是-60℃和-188℃。分别通过原料气管线、循环氢气管线以及原有的燃料气管线、合成气管线以及高压氮气管线通入常温复热氮气(0.4MPa)，一共五路氮气由冷箱外进入冷箱内，打开冷箱的所有工艺管线导淋和冷箱的冷排放管线直接将被降温的氮气均排出冷箱。
通过合成气管线、原料气管线、燃料气管线以及循环氢气管线通入的氮气的初始温度是25℃。维持冷箱内的压力为0.35MPa左右，并打开所有冷箱能排放的管线和导淋，包括安全阀的副线，使通入冷箱的氮气量尽可能的大，使带出尽可能多的冷量。刚开始的加热速度控制是每小时15℃左右，随着冷箱整体温度的升高，关闭不结霜的外排导淋，使复热氮尽可能地走冷箱的低温管线排出。10小时以后，当一号原料气的温度上升到0℃以上时，二号原料气的温度上升到-25℃左右，氮洗塔内的温度在-30℃左右，复热的速度每小时只有4℃，为了提高进入冷箱氮气的温度，通过投用分子筛加热器把原料气通道上的氮气温度加热到50℃，加快冷箱的复热。当冷箱的所有温度都在10℃以上时，冷箱的整个复热时间只用了不到36小时。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种液氮洗冷箱复热方法，其特征在于：其是在通过合成气管线、燃料气管线和高压氮气管线三路从冷箱外通入复热氮气的基础上，再增加两路复热氮气进入的管线：一路是通过冷箱原料气管线进入，一路是通过循环氢气管线进入；通过原料气管线进入的氮气经过原料气冷却器进行初步降温后，进入氮洗塔；而通过循环氢气管线进入的氮气经过高压氮气冷却器和原料气冷却器初步降温后也进入氮洗塔，上述增加的两路氮气和通过合成气管线、燃料气管线和高压氮气管线进入的三路氮气一起与冷箱内的低温气体进行热交换，使冷箱内的低温气体温度逐渐上升，直到将冷箱内的温度换热到常温；同时打开冷箱所有工艺管线导淋和冷箱的冷排放管线，使五路被降温的氮气均直接排出冷箱；
上述方法中的冷箱内的压力保持低于复热氮气的压力，且不形成减压制冷；
上述方法中的冷箱内的压力保持在0.35-0.5MPa；
上述方法中的原料气冷却器为2个串联的原料气冷却器；
上述2个串联的原料气冷却器的初始温度分别为－50～－65℃和－170～－190℃；
通入的复热氮气的初始温度为20-60℃；
原料气冷却器的温度分别上升到0℃和－25℃后，将通过原料器管线通入的氮气的初始温度提高到50℃。
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