CN107445179A - 一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，包括氨合成塔、一级冷凝分离塔、二级冷凝分离塔、氨闪蒸罐、压缩机，所述氨闪蒸罐的闪蒸汽排出口与闪蒸汽洗涤塔的入口相连，压缩机压缩前抽出的驰放气通过设有入口调节阀的管路与驰放气洗涤塔相连，所述闪蒸汽洗涤塔的稀氨水出口通过设有泵的管路与驰放气洗涤塔的稀氨水出口管路均与换热器的入口相连，所述换热器的出口与蒸氨塔的入口相连，所述蒸氨塔塔底的一个热水出口通过管路与换热器、水冷器依次连接，所述水冷器冷却水的出口分别通过管路与闪蒸汽洗涤塔和驰放气洗涤塔的塔顶入口相连。通过此装置可实现合成循环气连续排惰的目的，并将驰放气和闪蒸气中的有用组分加以回收利用，以解决合成气连续排放驰放气和闪蒸汽而造成的经济损失和环境污染。
Description
技术领域
本发明属于合成氨系统技术领域，具体涉及一种用于合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置。
背景技术
合成氨是指由氮和氢在高温高压和催化剂作用下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨，在化工厂，合成氨可为后续生产提供原料，其是生产化肥及冷冻剂和化工原料的最主要来源，在生产经营中起关键作用。
合成气通常采用闭合循环，经过液氮洗和变压吸附得到纯净合成气，经压缩机压缩送入合成塔内，在高温高压和铁触媒催化剂作用下合成氨，再通过一系列换热器冷却冷凝为液氨，并将产品送往各用户或氨库，由于受合成氨化学平衡的制约，氢氮气的单程合成率较低，因此，产品氨分离之后，未反应的气体需返回合成塔循环利用。
我公司合成循环气自合成塔 、一级冷凝分离、二级冷凝分离、压缩、合成塔，形成闭合循环，期间在合成压缩机入口补充少量新鲜气，在压缩前有少量驰放气排出，两级冷凝分离后所得液氨经闪蒸后排出闪蒸气，因闭合循环，驰放气和闪蒸气中必含有惰性气体（CH4、Ar、He）和有用组分（氢、氮、氨）。惰性气体来源于新鲜原料气，它不参加反应但会在系统中积累，其存在降低了气体中氢和氮的分压，对合成反应的化学平衡和反应速度均不利，但要维持过低的惰性气体又需要排放大量的循环气，造成原料气的浪费。此系统中驰放气和闪蒸气必须合理解决，否则其会在合成循环气闭合循环过程中不断积累，这不但增加系统阻力影响生产，还降低有效组份影响产品产量和质量。通常生产中对系统中驰放气、闪蒸气采取的措施原来采用直接排放方式，由人工开关阀进行控制，若开度太小时容易造成系统憋压，而开度大时又易造成浪费，这导致系统生产运行极不稳定，难于达产达标；另外采取不间断排放不仅造成极大浪费，而且污染环境。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，通过此装置可实现合成循环气连续排惰的目的，并将驰放气和闪蒸气中的有用组分加以回收利用，以解决合成气连续排放驰放气和闪蒸汽而造成的经济损失和环境污染。
一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，包括氨合成塔、一级冷凝分离塔、二级冷凝分离塔、氨闪蒸罐、压缩机，所述一级冷凝分离塔的入口与氨合成塔的氨气出口相连，一级冷凝分离塔的气体出口与二级冷凝分离塔的入口相连，所述压缩机的入口分别与二级冷凝分离塔的气体出口和新鲜气入口相连，压缩机的出口与氨合成塔相连，所述一级冷凝分离塔与二级冷凝分离塔的液氨出口均与氨闪蒸罐相连，其特征在于，所述氨闪蒸罐的闪蒸汽排出口与闪蒸汽洗涤塔的入口相连，压缩机压缩前抽出的驰放气通过设有入口调节阀的管路与驰放气洗涤塔相连，所述闪蒸汽洗涤塔的稀氨水出口通过设有泵的管路与驰放气洗涤塔的稀氨水出口管路均与换热器的入口相连，所述换热器的出口与蒸氨塔的入口相连，所述蒸氨塔塔底的一个热水出口通过管路与换热器、水冷器依次连接，所述水冷器冷却水的出口分别通过管路与闪蒸汽洗涤塔和驰放气洗涤塔的塔顶入口相连。
进一步的，所述蒸氨塔塔顶的蒸汽出口通过管路依次与冷凝器、回流槽连接，所述回流槽的不凝气出口与氨火炬连接，液氨出口分别与液氨管网和蒸氨塔塔顶相连。
进一步的，所述蒸氨塔塔底的另一个热水出口通过再沸器与蒸氨塔的进水口相连，外接的锅炉给水与中压过热蒸汽通过增湿器与所述再沸器相连。
进一步的，所述闪蒸汽洗涤塔的气相出口管路上设置有压力调节阀和事故放空阀。
进一步的，所述驰放气洗涤塔的气相出口管路上设置有压力调节阀和事故放空阀。
进一步的，所述驰放气洗涤塔和闪蒸汽洗涤塔内均装矩鞍环散堆填料，蒸氨塔的精馏段采用规整填料，提馏段采用矩鞍环散堆填料。
本发明的有益效果：本装置安装在氨合成循环系统上，从压缩前抽出的驰放气进入驰放气洗涤塔，而经一级二级冷凝分离后的液氨通过氨闪蒸罐后的闪蒸汽进入闪蒸汽洗涤塔，驰放气和闪蒸汽在此两塔内分别经锅炉水洗涤吸收氨后得到稀氨水，两部分稀氨水一并通过蒸氨塔后得以精馏分离，不仅回收利用稀氨水中氨，并使洗涤水循环利用，而且使氨和水得到彻底分离，蒸氨塔塔顶气氨部分经冷凝后送入液氨管网，部分送至蒸氨塔塔顶作为回流，塔底分离出的锅炉水用于对驰放气洗涤塔中驰放气、闪蒸汽洗涤塔中闪蒸气进行循环洗涤。通过此装置实现了合成循环气连续排惰的目的，并将驰放气和闪蒸气中的有用组分加以回收利用，降低了环境污染，减少了经济损失。
附图说明
图1是氨合成循环流程示意图；
图2是合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，包括氨合成塔1、一级冷凝分离塔2、二级冷凝分离塔3、氨闪蒸罐5、压缩机4，所述一级冷凝分离塔2的入口与氨合成塔1的氨气出口相连，一级冷凝分离塔2的气体出口与二级冷凝分离塔3的入口相连，所述压缩机4的入口分别与二级冷凝分离塔3的气体出口和新鲜气6入口相连，压缩机4的出口与氨合成塔1相连，所述一级冷凝分离塔2 与二级冷凝分离塔3的液氨出口均与氨闪蒸罐5相连，所述氨闪蒸罐5的闪蒸汽排出口与闪蒸汽洗涤塔7的入口相连，压缩机压缩前抽出的驰放气通过设有入口调节阀9的管路与驰放气洗涤塔8相连，所述闪蒸汽洗涤塔7的稀氨水出口通过设有泵的管路与驰放气洗涤塔8的稀氨水出口管路均与换热器11的入口相连，所述换热器11的出口与蒸氨塔12的入口相连，所述蒸氨塔12塔底的一个热水出口通过管路与换热器11、水冷器13依次连接，所述水冷器13冷却水的出口分别通过管路与闪蒸汽洗涤塔7和驰放气洗涤塔8的入口相连。
所述蒸氨塔塔顶的蒸汽出口通过管路依次与冷凝器14、回流槽15连接，所述回流槽的不凝气出口与氨火炬16连接，液氨出口分别与液氨管网17和蒸氨塔12塔顶相连。蒸氨塔塔顶氨蒸汽经过冷凝器14冷凝至40℃，进入回流槽进行气液分离，不凝气送至氨火炬16放空，分离下来的液氨部分送至蒸氨塔12塔顶作为回流，其余作为液氨产品送至液氨管网17。
所述蒸氨塔12塔底的另一个热水出口通过再沸器18与蒸氨塔12的进水口相连，外接的锅炉给水20与中压过热蒸汽21通过增湿器19与所述再沸器18相连。蒸氨塔塔底用再沸器18进行加热，其采用中压过热蒸汽和外接的锅炉水经过增湿器增湿降温后的饱和蒸汽作为热源。
所述闪蒸汽洗涤塔的气相出口管路上设置有控制压力稳定的压力调节阀22和事故放空阀23。
所述驰放气洗涤塔的气相出口管路上设置有压力调节阀22和事故放空阀23。
如图1所示，系统工作时，出压缩机4的压力约22.8MPa，温度39℃合成气，经预热至125℃后进入合成塔1进行合成反应，合成气依次通过一级冷凝分离塔2、二级冷凝分离塔3和压缩机4，最后返回合成塔1形成闭合循环。期间补充少量新鲜气6至压缩机4机头；而经过一级冷凝分离塔2、二级冷凝分离塔3分离后的液氨一并经过减压后进入氨闪蒸罐5形成闪蒸气送入闪蒸汽洗涤塔7洗涤处理；而经冷凝分离后的气体大部分进入压缩机4，而压缩机压缩前抽出的驰放气送入驰放气洗涤塔8洗涤处理。
如图2所示，驰放气洗涤塔进口驰放气压力约2.8MPa，在驰放气洗涤塔中用锅炉水进行洗涤，洗涤后的驰放气排出作为变换气，排出驰放气的气相管路上设有压力调节阀22和事故放空阀23，塔底稀氨水经换热器11预热后进入蒸氨塔12；
进闪蒸汽洗涤塔的闪蒸汽用锅炉水进行洗涤，洗涤后的闪蒸气作为燃料气，塔顶气相压力1.2MPa，温度40℃，经塔顶的气相管线送燃料气管网回收。塔底稀氨水经泵10提压后，和驰放气洗涤塔塔底稀氨水混合，经换热器11预热至180℃进入蒸氨塔12。
从闪蒸汽洗涤塔7和驰放气洗涤塔8来的稀氨水在蒸氨塔12内进行精馏分离，塔顶气氨压力1.7MPa，塔顶温度45℃，塔底温度207℃，塔顶氨蒸汽经冷凝器14、回流槽15分离后，不凝气送至氨火炬16放空，分离下来的液氨一部分加入蒸氨塔12塔顶作为回流液，一部分作为液氨产品送至液氨管网17。
蒸氨塔12塔底热水通过换热器11预热进料，自身被冷却至81℃后再经水冷器13进一步冷却，冷却后的锅炉水分两路，一路通过管道送至驰放气洗涤塔塔顶用于循环洗涤驰放气，另一路通过管道送至闪蒸汽洗涤塔塔顶用于循环洗涤闪蒸气。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，包括氨合成塔、一级冷凝分离塔、二级冷凝分离塔、氨闪蒸罐、压缩机，所述一级冷凝分离塔的入口与氨合成塔的氨气出口相连，一级冷凝分离塔的气体出口与二级冷凝分离塔的入口相连，所述压缩机的入口分别与二级冷凝分离塔的气体出口和新鲜气入口相连，压缩机的出口与氨合成塔相连，所述一级冷凝分离塔与二级冷凝分离塔的液氨出口均与氨闪蒸罐相连，其特征在于，所述氨闪蒸罐的闪蒸汽排出口与闪蒸汽洗涤塔的入口相连，压缩机压缩前抽出的驰放气通过设有入口调节阀的管路与驰放气洗涤塔相连，所述闪蒸汽洗涤塔的稀氨水出口通过设有泵的管路与驰放气洗涤塔的稀氨水出口管路均与换热器的入口相连，所述换热器的出口与蒸氨塔的入口相连，所述蒸氨塔塔底的一个热水出口通过管路与换热器、水冷器依次连接，所述水冷器冷却水的出口分别通过管路与闪蒸汽洗涤塔和驰放气洗涤塔的塔顶入口相连。
2.根据权利要求1所述的一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，其特征在于，所述蒸氨塔塔顶的蒸汽出口通过管路依次与冷凝器、回流槽连接，所述回流槽的不凝气出口与氨火炬连接，液氨出口分别与液氨管网和蒸氨塔塔顶相连。
3.根据权利要求1所述的一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，其特征在于，所述蒸氨塔塔底的另一个热水出口通过再沸器与蒸氨塔的进水口相连，外接的锅炉给水与中压过热蒸汽通过增湿器与所述再沸器相连。
4.根据权利要求1所述的一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，其特征在于，所述闪蒸汽洗涤塔的气相出口管路上设置有压力调节阀和事故放空阀。
5.根据权利要求1所述的一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，其特征在于，所述驰放气洗涤塔的气相出口管路上设置有压力调节阀和事故放空阀。
6.根据权利要求1所述的一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置，其特征在于，所述驰放气洗涤塔和闪蒸汽洗涤塔内均装矩鞍环散堆填料，蒸氨塔的精馏段采用规整填料，提馏段采用矩鞍环散堆填料。
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