CN115289388B - 一种液氨低温储存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液氨低温储存方法，它是将槽车内的常温高压液氨使用鹤管连接氨系统，然后进入中冷器，通过氨压机的压缩做功排出的高温高压气氨进入卸车冷凝器，卸车冷凝器使用循环水降温，冷凝的液氨进入卸车储氨罐，再进入中冷器，中冷器中的液氨温度和液位达到条件后，进入闪发罐，闪发罐内的气氨被低级氨压机吸入，气氨经过压缩后进入中冷器，闪发罐内的液氨通过液氨进料泵输送至低温液氨球罐内储存；低温液氨球罐产生的气氨进入安保氨压机，经压缩后的气氨进入安保冷凝器，冷凝的液氨进入安保储氨罐，安保储氨罐内的液氨经过节流后回至球罐。本发明简单安全，降低了液氨储存成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种液氨低温储存方法。
背景技术
氨作为一种重要的化工原料，为了运输和储存的方便，通常将气态氨气加压或冷却成为液态，主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可以用作医药和农药的原料，通常液氨采用常温带压储罐进行储存，因储存压力高，所以管壁的计算和设计厚度大，储罐的设计压力和钢材的消耗成正比。反之，液氨储罐温度越低，对储罐的设计压力越低，单位用钢量可储存的液氨量也回显著的增大。再者，随着储罐容积量达到一定程度后，储罐设计壁厚过厚，造成实际工程难以实现，所以本发现采用一种液氨低温储存的方式来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液氨低温储存方法。球罐首次使用时，通过液氨喷淋的方式使常温球罐持续不段的降温至低温后，通过压缩机对常温带压液氨进行压缩做功，经过卸车系统、中冷器系统和闪发罐系统将低温常压液氨输送至低温液氨球罐内储存，为了保证球罐压力和温度能够持续稳定，通过压缩机对气氨进行压缩后重新进入球罐内循环。
本发明是通过如下方式实现的：
A.将氨系统进行了压力强度试验、气密性试验、抽真空试验和充氨试验，并且以上试验全部合格，具体实施操作按照相关规定实施。
B.基于步骤A中所提到的操作实施后，常温带压的液氨通过槽车接至鹤管，在槽车自身压力条件下，通过调节喷淋管线上的气动调节阀控制液氨进料速度，对常温球罐进行喷淋降温；下面详细说明：
将常温状态下的液氨通过鹤管连接至卸料系统，开启卸料气动阀，液氨槽车压力在0.6MPaG以上，全开卸料管线上的喷淋分支管线(DN40)上的手动阀门，开启DCS上喷淋管线上气动调节阀，调节阀的初始开度≤10％，后期随着球罐温度的不断降低，气化量逐步减少，调节阀的开度逐步增大，最大开度不得高于65％，常温状态的液氨通过球罐内部喷淋管上的Φ3～5mm，数量为80-100个的小孔分散至球罐壁上，球罐壁温逐步降低，降温速率≤3℃/h。
C.对于步骤B中提及的常温球罐壁会因液氨气化需要从球罐壁吸热，逐步的将常温球罐喷淋降至成低温球罐；下面详细说明：
常温状态的液氨喷淋管进入球罐顶部进行喷淋，经过通过液氨气化从球罐壁吸热，球罐温度由常温逐步降低，球罐温度降至-28℃以下后，关闭喷淋调节阀，并且关闭喷淋管线上的所有手阀和卸料管线上的手阀。
D.对于步骤B中在喷淋过程中因液氨遇到温度较高的球罐壁会不断的气化，气化生成气氨造成球罐压力持续上升，为了确保常压球罐控制在某个压力范围之内，必须依靠氨压机进行持续抽压，降低球罐的压力；
C步骤气化的氨会导致球罐压力持续上升，为了保证球罐处于常压状态，球罐顶部安装至氨压机进口的吸气管线，吸气管线先进入氨压机的气液分离罐进行分离，上部的气氨进入氨压机吸气口，设定氨压机吸气压力在102.3-104.3kpaA之间，通过氨压机滑阀的大小控制球罐的压力在101.8-105.8kpaA之间。
E.对于步骤D中氨压机对气氨进行压缩、冷凝后会产生高压的液氨，通过氨压机的储氨罐暂存后经节流循环进入喷淋管线进行球罐降温；
D步骤气液分离器上部的气氨经过氨压机压缩后气氨压力在850～1200kpaA之间，通过油分离器后进入氨冷凝器，冷凝器冷却介质采用循环水进行降温，冷凝器冷凝器温度控制在29.0～39.0℃，气氨经过冷凝产生的液氨进入氨储罐，氨储罐通过出料节流阀和球罐上部进料调节阀的控制，稳定储氨罐的液位在35～45％之间。
F.将球罐降至要求的低温后，槽车内液氨通过卸料管线进入中冷器，中冷器气氨进入高级氨压机入口，被高级氨压机压缩后的高温高压气氨经过卸车冷凝器冷凝后产生液氨，液氨进入卸车储氨罐暂存；
来自外部采购的常温带压液氨通过鹤管接入卸车系统，液氨卸料流量10000～15000kg/h，液氨进入中冷凝进行气化，气化的气氨进入高级氨压机被做功，高压机压缩后产生的高温高压气氨进入卸车冷凝器冷凝，冷却介质使用循环水，冷凝器压力控制在1143～1550kpaA，冷凝后的液氨进入卸车储氨罐，储氨罐内的液氨通过出料调节阀进入中冷器，储氨罐的液位控制在35～45％之间。
G.对于步骤F中卸车储氨罐的液氨循环进入中冷器，中冷器内产生的气氨进入高级氨压机，高压机吸气口操作压力设定在334kpa，通过高级压缩机进口滑阀加载度控制中冷器压力为328～338kpa，中冷器的温度控制在-7.2～-6.2℃之间，中冷器内的液氨在压差的作用，通过调节阀的开度进入闪发罐，中冷器的液位控制在40～50％。
H.闪发罐的气氨进入低级氨压机入口，被低级氨压机压缩后的气氨进入中冷器，经过中冷器进入的液氨经过节流阀进入闪发罐，在闪蒸的作用下，液氨气化吸收液相物料温度，闪发罐的压力在低级压缩机的作用下控制在101.3～106.3kpaA之间，温度控制在-33.3～-33.0℃，满足温度和压力要求的液位通过液氨进料泵进入低温液氨球罐进行储存，通过进料调节大控制闪发罐的液位在25～35％之间，当液位低于25％时，闪发罐物料建立自身循环，液位超过30％后继续进料至低温液氨球罐。
本发明具有如下的优点：常温带压液氨通过中冷器第一次降温减压，通过节流装置和在闪蒸作用下液氨进行再次降温减压，直至变成低温常压液氨进行暂存。整个过程完成了常温带压液氨到低温常压液氨的转化，解决了储罐容积量达到一定程度，储罐设计壁厚过厚，工程难以实现的现实问题。使得液氨储存的成本进一步降低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程方框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
A、液氨系统进料前系统检查和压力试验如下：卸氨系统试压压力为1.85MPaG(不包含低温液氨球罐)。抽真空试验压力为3kpaA，保压时间为24h，通过槽车液相鹤管经过喷淋管线缓慢向球罐充气氨，球罐最大压力10kpaG，其他氨系统使用液氨进行充氨最高压力0.25MpaG。
B、槽车压力为0.935MPaG，温度为25℃的液氨通过鹤管接入液氨卸料系统。开启喷淋管线上所有的手阀，操作人员开启球罐顶部喷淋气动调节阀，球罐初始温度为23.8℃，气动调节阀阀门开度初始设定为5％，操作人员每30min记录一次球罐所有温度指示，控制球罐壁温降温速率为2.5℃/h，随着球罐温度不断的降低，初步调节喷淋速率，调节阀最大开度为65％。
C、步骤B喷淋的液氨经过细小的喷淋孔径进入球罐内，液氨需要气化将从球罐壁进行吸热，球罐内温度会不断的降低，持续喷淋降温22h后，球罐温度降低至-28.5℃。
D、步骤C中气化的氨进入氨压机气液分离器进行气液分离，气相进入氨压机。喷淋开启前操作人员设定氨压机油冷循环水流量为23m3/h，氨冷凝器循环水流量为30m3/h，氨压机吸气压力设定为102.3kpaA，DCS操作人员开启氨压机，球罐在整个喷淋气化降温过程球罐压力在102.0～104.8kpaA之间波动。
E、步骤D的氨压机根据球罐的压力的变化自动加载负荷在0～65％之间运行，进入氨压机的气氨进入氨冷凝器，冷凝器温度控制在30.0～35.0℃之间，冷凝后的液氨进入氨储罐，氨储罐的压力在1100～1250kpaA之间。随着液位不断增加，操作人员设定氨储罐液位为40％并投入自控，压缩冷凝产生的液氨在压力差的作用下进入球罐，此氨压机24h运行。
F、球罐温度降至-28℃以下，操作人员设定液氨进料量为12000kg/h，中冷器压力为334kpaA，卸车冷凝器压力为1183kpaA。操作人员依次开启高级氨压机和低级氨压机，氨压机正常运行后，操作人员开启液相鹤管所有手阀，启动液氨卸料程序，液氨卸料调节阀自动打开进行加载进料，最大进料量12000kg/h，槽车内的液氨进入中冷器，中冷凝器内的气氨进入高级压缩机，经过高级压缩机压缩后产生的高温高压气氨进入卸车冷凝器，卸车冷凝器冷凝水流量根据冷凝器压力自动调节阀，冷凝器压力控制在1183kpaA左右。气氨经过冷凝后产生的液氨进入卸车储氨罐，卸车储氨罐内的液氨在压差的作用下进入中冷器，通过出料调节阀的调节储氨罐的液位控制在40％左右。
G、操作人员设定高级压缩机吸气压力为330kpaA，高级氨压机根据吸气口压力自动加载负荷在0～45％之间，中冷器在高级氨压机作用下压力稳定在334kpaA左右，中冷器的温度控制在-7.0～-6.8℃之间，中冷器内的液氨在压差的作用下通过出料调节阀的调节进入闪发罐，中冷器的液位在45～50％之间波动。
H、操作人员设定低级压缩机吸气压力为103.3kpaA，低级压缩机根据吸气口压力自动加载负荷在0-85％之间，低级氨压机吸入的气氨经过压缩后进入中冷器，闪发罐在低级压缩机作用下压力稳定在102.3kpaA左右，中冷器进入的液氨在节流阀的作用下以闪蒸的形式进入闪发罐，闪发罐内的液氨温度在-33.1～-33.5℃之间，随着闪发罐内液位不断在增加，当液位达到30％时，液氨进料泵自动启动，自动打开液氨进料阀，关闭闪发罐回流阀，操作人员设定液氨球罐进料流量为12000kg/h，闪发罐出料调节阀根据流量自动调节。
从卸料启动程序开始到槽车卸料结束经历2.5h，共计卸液氨23.03t。
实施例2
A、液氨系统进料前系统检查和压力试验如下：卸氨系统试压压力为1.83MPaG(不包含低温液氨球罐)。抽真空试验压力为2.5kpaA，保压时间为24h，通过槽车液相鹤管经过喷淋管线缓慢向球罐充气氨，球罐最大压力10kpaG，其他氨系统使用液氨进行充氨最高压力0.23MpaG。
B、槽车压力为0.975MPaG，温度为26.5℃的液氨通过鹤管接入液氨卸料系统。开启喷淋管线上所有的手阀，操作人员开启球罐顶部喷淋气动调节阀，球罐初始温度为24.8℃，气动调节阀阀门开度初始设定为5％，操作人员每30min记录一次球罐所有温度指示，控制球罐壁温降温速率为2.8℃/h，随着球罐温度不断的降低，初步调节喷淋速率，调节阀最大开度为70％。
C、步骤B喷淋的液氨经过细小的喷淋孔径进入球罐内，液氨需要气化将从球罐壁进行吸热，球罐内温度会不断的降低，持续喷淋降温20h后，球罐温度降低至-28.3℃。
D、步骤C中气化的氨进入氨压机气液分离器进行气液分离，气相进入氨压机。喷淋开启前操作人员设定氨压机油冷循环水流量为25m3/h，氨冷凝器循环水流量为29m3/h，氨压机吸气压力设定为102.0kpaA，操作人员开启氨压机，球罐在整个喷淋气化降温过程球罐压力在101.5～103.8kpaA之间波动。
E、步骤D的氨压机根据球罐的压力的变化自动加载负荷在0～65％之间运行，进入氨压机的气氨进入氨冷凝器，冷凝器温度控制在32.0～37.0℃之间，冷凝后的液氨进入氨储罐，氨储罐的压力在1115～1238kpaA之间。随着液位不断增加，操作人员设定氨储罐液位为40％并投入自控，压缩冷凝产生的液氨在压力差的作用下进入球罐，此氨压机24h运行。
F、球罐温度降至-28℃以下，DCS操作人员设定液氨进料量为12500kg/h，中冷器压力为334kpaA，卸车冷凝器压力为1183kpaA。操作人员依次开启高级氨压机和低级氨压机，氨压机正常运行后，操作人员开启液相鹤管所有手阀，启动液氨卸料程序，液氨卸料调节阀自动打开进行加载进料，最大进料量12500kg/h，槽车内的液氨进入中冷器，中冷凝器内的气氨进入高级压缩机，经过高级压缩机压缩后产生的高温高压气氨进入卸车冷凝器，卸车冷凝器冷凝水流量根据冷凝器压力自动调节阀，冷凝器压力控制在1183kpaA左右(最高压力1203kpaA)。气氨经过冷凝后产生的液氨进入卸车储氨罐，卸车储氨罐内的液氨在压差的作用下进入中冷器，通过出料调节阀的调节储氨罐的液位控制在40％左右。
G、操作人员设定高级压缩机吸气压力为332kpaA，高级氨压机根据吸气口压力自动加载负荷在0～50％之间，中冷器在高级氨压机作用下压力稳定在334kpaA左右，中冷器的温度控制在-7.2～-6.8℃之间，中冷器内的液氨在压差的作用下通过出料调节阀的调节进入闪发罐，中冷器的液位在45～50％之间。
H、操作人员设定低级压缩机吸气压力为103.3kpaA，低级压缩机根据吸气口压力自动加载负荷在0-90％之间，低级氨压机吸入的气氨经过压缩后进入中冷器，闪发罐在低级压缩机作用下压力稳定在102.5kpaA左右，中冷器进入的液氨在节流阀的作用下以闪蒸的形式进入闪发罐，闪发罐内的液氨温度在-33.1～-33.5℃之间，随着闪发罐内液位不断在增加，当液位达到30％时，液氨进料泵自动启动，自动打开液氨进料阀，关闭闪发罐回流阀，操作人员设定液氨球罐进料流量为12500kg/h，闪发罐出料调节阀根据流量自动调节。
从卸料启动程序开始到槽车卸料结束经历2.4h，共计卸液氨24.05t。
Claims (7)
1.一种液氨低温储存方法，其特征在于包括以下步骤：
A.将氨系统进行了压力强度试验、气密性试验、抽真空试验和充氨试验，并且以上试验全部合格；
B.然后将常温带压的液氨通过槽车接至鹤管，在槽车自身压力条件下，通过调节喷淋管线上的气动调节阀控制液氨进料速度，对常温球罐进行喷淋降温；
C.对于步骤B中提及的常温球罐由常温降至-28℃以下；
D.对于步骤B中在喷淋过程中通过球罐压机进行持续抽压，吸气压力设定在102.3～104.3kPaA之间；
E.对于步骤D中氨压机对气氨进行压缩、冷凝后会产生高压的液氨，通过氨压机的储氨罐暂存后经节流循环进入喷淋管线进行球罐降温；
F.将球罐降至要求的低温后，槽车内液氨通过卸料管线进入中冷器，中冷器气氨进入高级氨压机入口，被高级氨压机压缩后的高温高压气氨经过卸车冷凝器冷凝后产生液氨，液氨进入卸车储氨罐暂存；
G.对于步骤F中卸车储氨罐的液氨循环进入中冷器；中冷器内产生的气氨进入高级氨压机，高压机吸气口操作压力设定在334kPa，通过高级压缩机进口滑阀加载度控制中冷器压力为328～338kPa，中冷器的温度控制在-7.2～-6.2℃之间，中冷器内的液氨在压差的作用，通过调节阀的开度进入闪发罐，中冷器的液位控制在40～50％；
H.闪发罐的气氨进入低级氨压机入口，被低级氨压机压缩后的气氨进入中冷器，经过中冷器进入的液氨经过节流阀进入闪发罐，在闪蒸的作用下，液氨气化吸收液相物料温度，闪发罐的压力在低级压缩机的作用下控制在101.3～106.3kPaA之间，温度控制在-33.3～-33.0℃，满足温度和压力要求的液位通过液氨进料泵进入低温液氨球罐进行储存，通过进料调节大控制闪发罐的液位在25～35％之间，当液位低于25％时，闪发罐物料建立自身循环，液位超过30％后继续进料至低温液氨球罐。
2.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在B步骤中，喷淋管尺寸为DN40，喷淋管上孔径尺寸为Φ3～5，数量为80-100个，通过控制喷淋管线上的气动调节阀开度，控制球罐壁温降温速率≤3℃/h；调节阀的开度根据降温速率控制在0～65％之间。
3.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在D步骤中，所使用的氨压机需要设定压缩机吸气压力，根据不同地区天气和季节的变化，压缩机吸气压力设定在102.3～104.3kPaA，控制球罐压力在101.8～105.8kPaA之间。
4.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在E步骤中，通过氨压机压缩后压力在850～1200kPaA的气氨经过氨冷凝器冷凝后进入氨储罐，冷介质使用循环水，冷凝器冷凝温度控制在29.0～39.0℃，氨储罐液位通过调节阀开度稳定，液位控制在35～45％。
5.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在F步骤中，液氨卸料流量控制在10000～15000kg/h，物料进入中冷器，液氨进行气化，经过高级氨压机压缩后的气氨经过卸车氨冷凝器冷凝后进入卸车氨储罐，冷介质使用循环水，冷凝器压力控制在1143～1550kPaA，卸车氨储罐液位通过调节阀开度稳定，液位控制在35～45％。
6.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在G步骤中，高压机吸气压力设定为334kPaA，中冷器的压力控制在328～338kPaA，中冷器温度控制在-7.2～-6.2℃，中冷器液位通过出料调节阀开度控制，液位控制在40～50％。
7.根据权利要求1所述的一种液氨低温储存方法，其特征在于：在H步骤中，闪发罐的压力控制在101.3～106.3kPaA，闪发罐温度控制在-33.3～-33℃，闪发罐液位通过出料调节阀开度控制，液位控制在25～35％。
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