CN205641671U - 合成氨冷冻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种合成氨冷冻系统，包括液氨贮槽、换热器、第一氨冷器、第二氨冷器、补气氨冷器、氨压缩机、出口冷却器和氨冷凝器，液氨贮槽内的液氨经过换热器后分别进入第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器，其中第一氨冷器和补气氨冷器的气氨出口与氨压缩机的二级进口通过管道相连，第二氨冷器的气氨出口与氨压缩机的一级进口通过管道相连，氨压缩机的三级出口连接出口冷却器，出口冷却器与氨冷器相连，氨冷器与液氨贮槽相连，氨压缩机上增设氮气管线，在该氮气管线上设置氮气分离器，第二氨冷器与氨压缩机的一级进口相连的管道上设置气氨分离器。有效缩短氨压缩机的开车时间，节约能耗，确保生产的平稳运行。

Description

合成氨冷冻系统

技术领域

本实用新型涉及一种合成氨冷冻系统，属于化工工艺领域。

背景技术

氮肥厂合成氨工艺总流程为：来自长输管线的天然气首先进入天然气配气站，天然气在配气站进行缓冲及调压后进入合成氨装置的常温脱硫系统，然后通过天然气压缩，高温脱硫，换热式一段蒸汽转化、二段富氧空气转化，一氧化碳高、低温变换，改良热钾碱法脱碳，甲烷化深度净化去除残余的CO和CO2，合成气压缩，14.0MPa下氨合成，冷冻分离得到产品液氨，最终液氨被输送到液氨球罐进行储存。

其中冷冻系统如图1所示：液氨贮槽的液氨首先与来自氨分离器中来的冷态液氨(冷态液氨为合成产生的液氨，液氨贮槽内的液氨作为制冷剂)进行换热，然后通过加氨阀分别向第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器里面加液氨。第一氨冷器和第二氨冷器里面的液氨与循环气进行换热(循环气来自合成塔里面，主要成分为H2、N2和气氨，在第一氨冷器和第二氨冷器里面，气氨被冷却成液氨，来自液氨贮槽内的液氨被汽化为气氨)，补气氨冷器里面的液氨与合成气进行换热(合成气被冷凝后去压缩装置，来自液氨贮槽内的液氨被汽化为气氨)。第二氨冷器里面液氨的蒸发压力为0.2MPa，蒸发后的气氨进入氨压缩机的一级进口进行压缩；第一氨冷器、补气氨冷器里面的蒸发压力为0.4MPa，蒸发后的气体进入氨压缩机的二级进口进行压缩。氨压缩机的二级出口气体进入中间气体冷却器进行冷却后再进入氨压缩机的三级进行压缩，出来的气体再依次进入出口冷却器和氨冷凝器进行冷却，气氨被冷却成液氨后通过管线进入液氨贮槽。为了防止氨压缩机出口超压和便于检修时对机体进行氮气置换，在氨压缩机的三级出口设置了一个放空管线。

现有的该冷冻系统存在以下缺陷：

1、氨压缩机开车前需从第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器里面放出部分气氨给氨压缩机充压，机体压力必须充压达到0.1MPa后才能启动氨压缩机。在氨压缩机开车时，经常由于合成系统停车或出现故障，没有循环气和合成气给第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器加热，导致没有适量的气氨供氨压缩机充压开车，导致氨压缩机开车时间延后，严重影响生产的正常运行。

2、液氨贮槽里面贮存有大量液氨，作为重大危险源，一旦液氨贮槽泄漏，大量液氨直接向周围大气扩散，这给现场的安全生产带来严重威胁。

3、第二氨冷器由于蒸发压力低，里面的液氨非常容易以液态的方式被带出并进入氨压缩机的一级进口，由于液氨在氨压缩机进口会大量蒸发，造成氨压机负荷较重，电流升高，严重时会导致氨压缩机机体震动并停车，生产的稳定运行得不到保障。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能保证生产正常运行，避免液氨的存在造成的氨压缩机震动、停车的现象的合成氨冷冻系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种合成氨冷冻系统，包括液氨贮槽、换热器、第一氨冷器、第二氨冷器、补气氨冷器、氨压缩机、出口冷却器和氨冷凝器，所述液氨贮槽内的液氨经过换热器与来自氨分离器的液氨进行换热后分别进入第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器，其中第一氨冷器和补气氨冷器的的气氨出口与氨压缩机的二级进口通过管道相连，第二氨冷器的气氨出口与氨压缩机的一级进口通过管道相连，所述氨压缩机的三级出口连接出口冷却器，所述出口冷却器与氨冷凝器相连，所述氨冷凝器与液氨贮槽相连，所述氨压缩机与出口冷却器相连的管道上设置放空管线，其特征在于：所述氨压缩机上增设氮气管线，在该氮气管线上设置氮气分离器，所述第二氨冷器与氨压缩机的一级进口相连的管道上设置气氨分离器。

在第一氨冷器和第二氨冷器内，来自液氨贮槽内的液氨与循环气进行换热，在补气氨冷器内，来自液氨贮槽内的液氨与合成气进行换热；在氨压缩机上增设氮气管线，当没有适量的气氨供氨压缩机开车充压时，可以用氮气来给氨压缩机进行充压，这样可以缩短氨压缩机的开车时间。在进入氨压缩机的氮气管线上设置了一个氮气分离器，避免氮气里面部分杂质进入氨压缩机内，对氨压缩机造成影响。第二氨冷器与氨压缩机的一级进口相连的管道上设置气氨分离器，可以将其中的液氨分离掉，避免液氨到达氨压缩机，从而避免引起氨压缩机的震动和停机。

设置放空管线，防止氨压缩机出口超压和便于检修时对机体进行氮气置换。

所述液氨贮槽的上方设置喷淋装置。这样，当液氨贮槽内的液氨出现泄露时，开启喷淋装置，避免可能造成的安全事故。

在上述方案中，所述氮气分离器包括分离器本体，在分离器本体的下部设置氮气进口，顶端设置洁净氮气出口，所述氮气进口与空分装置相连，所述洁净氮气出口通过氮气进气管道与氨压缩机相连，另一条氮气支管直接由空分装置与氮气进气管道相连。

在上述方案中，所述氨压缩机的二级出口与三级进口相连的管道上设置中间气体冷却器。

在上述方案中：所述第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器连通换热器的管道上分别设置加氨阀，所述第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器与氨压缩机相连的管道上分别设置调节阀。

有益效果：本实用新型氨压缩机上新增的氮气管线能有效缩短氨压缩机的开车时间，节约能耗。贮槽上方的喷淋装置，杜绝了液氨泄漏可能造成的安全事故。解决了第二氨冷器夹带液氨进入氨压缩机的问题，确保了生产的平稳运行。

附图说明

图1为本实用新型改进前的工艺流程图。

图2为本实用新型的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例1，如图2所示：本实用新型的合成氨冷冻系统由液氨贮槽1、换热器2、第一氨冷器3、第二氨冷器4、补气氨冷器5、氨压缩机6、出口冷却器7、氨冷凝器8、空分装置9、氮气分离器10、气氨分离器11、喷淋装置12、中间气体冷却器13、放空管线14、加氨阀15、调节阀16等部件组成。

液氨贮槽1内的液氨经过换热器2与来自氨分离器的液氨进行换热后分别进入第一氨冷器3、第二氨冷器4和补气氨冷器5。即换热器2的热源出口与第一氨冷器3、第二氨冷器4和补气氨冷器5的制冷剂进口相连。液氨贮槽1内的液氨经过换热器2换热后，被冷却，然后再作为第一氨冷器3、第二氨冷器4和补气氨冷器5的制冷剂。

第一氨冷器3、第二氨冷器4和补气氨冷器5连通换热器2的管道上分别设置加氨阀15。在第一氨冷器3和第二氨冷器4内，来自液氨贮槽1内的液氨与循环气进行换热，在补气氨冷器5内，来自液氨贮槽内的液氨与合成气进行换热；其中第一氨冷器3和补气氨冷器5的的气氨出口(制冷剂出口)与氨压缩机6的二级进口通过管道相连，第二氨冷器4的气氨出口与氨压缩机6的一级进口通过管道相连，氨压缩机6的二级出口与三级进口相连的管道上设置中间气体冷却器13。

氨压缩机6的三级出口连接出口冷却器7，氨压缩机6与出口冷却器7相连的管道上设置放空管线14，放空管线14上设置阀门。

出口冷却器7与氨冷凝器8相连，氨冷凝器8与液氨贮槽1相连。

氨压缩机6上增设氮气管线，在该氮气管线上设置氮气分离器10，具体的，氮气分离器10包括分离器本体，在分离器本体的下部设置氮气进口，顶端设置洁净氮气出口，底端设置排污口，氮气进口与空分装置9相连，洁净氮气出口通过氮气进气管道与氨压缩机6相连，在连接空分装置9和氮气分离器6的氮气进口的管道上设置阀门，氮气进气管上也设置阀门，另一条氮气支管直接由空分装置与氮气进气管相连。

第二氨冷器4与氨压缩机6的一级进口相连的管道上设置气氨分离器11。气氨分离器11包括分离器本体，分离器本体的下部设置混合氨气进口，顶端设置氨气出口，底端设置排污口。第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器与氨压缩机相连的管道上分别设置调节阀16。液氨贮槽1的上方设置喷淋装置12。喷淋装置12与低压消防水相连。

本实用新型不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种合成氨冷冻系统，包括液氨贮槽、换热器、第一氨冷器、第二氨冷器、补气氨冷器、氨压缩机、出口冷却器和氨冷凝器，所述液氨贮槽内的液氨经过换热器与来自氨分离器的液氨进行换热后分别进入第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器，其中第一氨冷器和补气氨冷器的气氨出口与氨压缩机的二级进口通过管道相连，第二氨冷器的气氨出口与氨压缩机的一级进口通过管道相连，所述氨压缩机的三级出口连接出口冷却器，所述出口冷却器与氨冷凝器相连，所述氨冷凝器与液氨贮槽相连，所述氨压缩机与出口冷却器相连的管道上设置放空管线，其特征在于：所述氨压缩机上增设氮气管线，在该氮气管线上设置氮气分离器，所述第二氨冷器与氨压缩机的一级进口相连的管道上设置气氨分离器。

2.根据权利要求1所述合成氨冷冻系统，其特征在于：所述液氨贮槽的上方设置喷淋装置。

3.根据权利要求1或2所述合成氨冷冻系统，其特征在于：所述氮气分离器包括分离器本体，在分离器本体的下部设置氮气进口，顶端设置洁净氮气出口，所述氮气进口与空分装置相连，所述洁净氮气出口通过氮气进气管道与氨压缩机相连，另一条氮气支管直接由空分装置与氮气进气管道相连。

4.根据权利要求3所述合成氨冷冻系统，其特征在于：所述氨压缩机的二级出口与三级进口相连的管道上设置中间气体冷却器。

5.根据权利要求4所述合成氨冷冻系统，其特征在于：所述第一氨冷器、第二氨冷器和补气氨冷器连通换热器的管道上分别设置加氨阀，所述第一氨冷 器、第二氨冷器和补气氨冷器与氨压缩机相连的管道上分别设置调节阀。