CN212283433U - 液氮洗分子筛吸附器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低温甲醇洗技术领域，是一种液氮洗分子筛吸附器装置，其包括气液分离器、第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、再生气加热器、再生气冷却器、火炬气加热器、冷液体排放罐和氮洗塔，本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过对分子筛吸附器工艺流程改造，一方面可以实现提前对分子筛吸附器进行均压冷却降温，提前进行预处理，具备接气条件，无需使用工艺气进行降温，缩短生产准备时间，减少能源浪费和环境污染；另一方面冷却分子筛吸附器后的冷气体可以送往低温甲醇洗，对低温甲醇洗系统降温提供冷量，加快低温甲醇洗系统的生产准备时间，降低生产成本和保护环境。

Description

液氮洗分子筛吸附器装置

技术领域

本实用新型涉及低温甲醇洗技术领域，是一种液氮洗分子筛吸附器装置。

背景技术

兖矿新疆煤化工有限公司60万吨醇氨联产项目，是由中国天辰工程有限公司设计。其中30万吨合成氨装置配套的净化装置采用大连理工大学的低温甲醇洗技术，串联杭州杭氧股份有限公司低温液氮洗装置除去CO。

液氮洗分子筛必须提压至正常操作压力，温度降至-50℃，才能最大程度的吸收净化气中微量的CO₂、H₂O、甲醇等低沸点成分，确保不会带入冷箱内部堵塞管道。在原始设计中，液氮洗分子筛吸附器是利用低温甲醇洗来合格的低温净化气进行升压冷却。低温甲醇洗净化气分析合格后，首先对分子筛吸附器进行均压，将分子筛吸附器压力从0.4MPa缓慢提到5.5MPa正常操作压力，此过程需要30分钟；均压合格后用低温净化气对分子筛吸附器进行冷却降温，将其从30℃至40℃降温至-50℃，具备吸附能力确保出分子筛吸附器的中微量的CO₂、H₂O、甲醇等低沸点成分合格，才可以向冷箱内导气，此过程需要2.5至3小时，由此可见，仅在分子筛吸附器均压冷却的工艺准备上，就造成至少3小时的工艺气排放，造成了大量的浪费及环境的污染。

发明内容

本实用新型提供了一种液氮洗分子筛吸附器装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决分子筛吸附器均压冷却和低温甲醇洗系统生产的工艺准备时间过长所造成的资源浪费和环境污染严重的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种液氮洗分子筛吸附器装置包括气液分离器、第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、再生气加热器、再生气冷却器、火炬气加热器、冷液体排放罐和氮洗塔，氮洗塔上部进口固定连通有液氮进料管线，氮洗塔底部出口与气液分离器上部进口之间固定连通有洗后液氮管线，气液分离器底部第一出口固定连通有液氮第一排出管线，气液分离器底部第二出口与冷液体排放罐顶部进口之间固定连通有液氮第二排出管线，液氮第二排出管线上固定连通有吹出气管线，冷液体排放罐顶部出口与火炬气加热器底部进口之间固定连通有废氮罐至火炬加热器管线，火炬气加热器顶部固定连通有火炬管线，第一分子筛吸附器顶部出口固定连通有第一入冷箱工艺气管线，第一入冷箱工艺气管线与第二分子筛吸附器顶部出口之间固定连通有第二入冷箱工艺气管线，第一入冷箱工艺气管线与第二入冷箱工艺气管线之间连通有进氮气管线，进氮气管线与再生气加热器顶部出口之间固定连通有进分子筛吸附器前氮气管线，进分子筛吸附器前氮气管线与废氮罐至火炬加热器管线之间固定连通有新增吸附器入口冷却氮气管线，新增吸附器入口冷却氮气管线入口与火炬气加热器之间的废氮罐至火炬加热器管线上固定连通有新增至变换氮气循环风机入口管线，再生气加热器底部进口固定连通有低压氮气管线，第一分子筛吸附器底部进口固定连通有第一低温甲醇洗工艺气管线，第一低温甲醇洗工艺气管线与第二分子筛吸附器底部进口之间固定连通有第二低温甲醇洗工艺气管线，第一分子筛吸附器底部进口与第二低温甲醇洗工艺气管线进口之间的第一低温甲醇洗工艺气管线第二低温甲醇洗工艺气管线之间连通有分子筛吸附器出气管线，分子筛吸附器出气管线与再生气冷却器顶部进口之间固定连通有出分子筛吸附器氮气管线，再生气冷却器底部出口固定连通有去低温甲醇洗管线。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述低压氮气管线上固定安装有第一三通阀门，第一三通阀门右端出口与进分子筛吸附器前氮气管线之间固定连通有氮气直接进气管线。

上述出分筛子吸附器氮气管线上固定安装有第二三通阀门，第二三通阀门右端出口与去低温甲醇洗管线之间固定连通有氮气直接出气管线。

上述吹出气管线出口与气液分离器之间的冷液体第二排出管线上固定连通有空分液氮管线。

上述第一低温甲醇洗工艺气管线上固定连通有高压氮气管线，高压氮气管线上固定安装有导淋。

上述火炬管线上固定安装有可逆阀门。

上述新增至变换氮气循环风机入口管线与火炬气加热器之间的废氮罐至火炬加热器管线与氮气直接出气管线与去低温甲醇洗管线出口之间的去低温甲醇洗管线之间固定连通有第一连通管线。

上述第一连通管线与去低温甲醇洗管线出口之间的去低温甲醇洗管线与低压氮气管线之间固定连通有第二连通管线。

上述高压氮气管线两侧的第一低温甲醇洗工艺气管线、导淋两侧的高压氮气管线、第二低温甲醇洗工艺气管线、出分筛子吸附器氮气管线两侧的分子筛吸附器出气管线、进分子筛吸附器前氮气管线两侧的进分子筛吸附器前氮气管线、第一入冷箱工艺气管线、第二入冷箱工艺气管线、新增吸附器入口冷却氮气管线、吹出气管线、空分液氮管线、新增吸附器入口冷却氮气管线与新增至变换氮气循环风机入口管线之间的废氮罐至火炬加热器管线、新增至变换氮气循环风机入口管线、第一连通管线、第一连通管线两侧的去低温甲醇洗管线、第二连通管线、第二连通管线与低压氮气管线进口之间的低压氮气管线、气液分离器与空分液氮管线之间的液氮第二排出管线上均固定安装有阀门。

本实用新型结构合理、紧凑，使用简便，通过对分子筛吸附器工艺流程改造，一方面可以实现提前对分子筛吸附器进行均压冷却降温，提前进行预处理，具备接气条件，无需使用工艺气进行降温，缩短生产准备时间，减少能源浪费和环境污染；另一方面冷却分子筛吸附器后的冷气体可以送往低温甲醇洗，对低温甲醇洗系统降温提供冷量，加快低温甲醇洗系统的生产准备时间，降低了生产成本和保护环境。

附图说明

附图1为本实用的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为第一分子筛吸附器，2为再生气加热器，3为再生气冷却器，4为火炬气加热器，5为冷液体排放罐，6为气液分离器，7为进分子筛吸附器前氮气管线，8为新增吸附器入口冷却氮气管线，9为出分子筛吸附器氮气管线，10为液氮第一排出管线，11为吹出气管线，12为废氮罐至火炬加热器管线，13为新增至变换氮气循环风机入口管线，14为液氮第二排出管线，15为第二分子筛吸附器，16为氮洗塔，17为液氮进料管线，18为第一低温甲醇洗工艺气管线，19为高压氮气管线，20为导淋，21为洗后液氮管线，22为空分液氮管线，23为分子筛吸附器出气管线，24为第二低温甲醇洗工艺气管线，25为进氮气管线，26为第一入冷箱工艺气管线，27为第二入冷箱工艺气管线，28为氮气直接进气管线，29为低压氮气管线，30为第二连通管线，31为第一连通管线，32为去低温甲醇洗管线，33为氮气直接出气管线，34为火炬管线，35为可逆阀门，36为第一三通阀门，37为第二三通阀门。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该液氮洗分子筛吸附器装置包括气液分离器6、第一分子筛吸附器1、第二分子筛吸附器15、再生气加热器2、再生气冷却器3、火炬气加热器4、冷液体排放罐5和氮洗塔16，氮洗塔16上部进口固定连通有液氮进料管线17，氮洗塔16底部出口与气液分离器6上部进口之间固定连通有洗后液氮管线21，气液分离器6底部第一出口固定连通有液氮第一排出管线10，气液分离器6底部第二出口与冷液体排放罐5顶部进口之间固定连通有液氮第二排出管线14，液氮第二排出管线14上固定连通有吹出气管线11，冷液体排放罐5顶部出口与火炬气加热器4底部进口之间固定连通有废氮罐至火炬加热器管线12，火炬气加热器4顶部固定连通有火炬管线34，第一分子筛吸附器1顶部出口固定连通有第一入冷箱工艺气管线26，第一入冷箱工艺气管线26与第二分子筛吸附器15顶部出口之间固定连通有第二入冷箱工艺气管线27，第一入冷箱工艺气管线26与第二入冷箱工艺气管线27之间连通有进氮气管线25，进氮气管线25与再生气加热器2顶部出口之间固定连通有进分子筛吸附器前氮气管线7，进分子筛吸附器前氮气管线7与废氮罐至火炬加热器管线12之间固定连通有新增吸附器入口冷却氮气管线8，新增吸附器入口冷却氮气管线8入口与火炬气加热器4之间的废氮罐至火炬加热器管线12上固定连通有新增至变换氮气循环风机入口管线13，再生气加热器2底部进口固定连通有低压氮气管线29，第一分子筛吸附器1底部进口固定连通有第一低温甲醇洗工艺气管线18，第一低温甲醇洗工艺气管线18与第二分子筛吸附器15底部进口之间固定连通有第二低温甲醇洗工艺气管线24，第一分子筛吸附器1底部进口与第二低温甲醇洗工艺气管线24进口之间的第一低温甲醇洗工艺气管线18第二低温甲醇洗工艺气管线24之间连通有分子筛吸附器出气管线23，分子筛吸附器出气管线23与再生气冷却器3顶部进口之间固定连通有出分子筛吸附器氮气管线9，再生气冷却器3底部出口固定连通有去低温甲醇洗管线32。

本实用新型通过对分子筛吸附器流程的改造，一方面可以提前对第一分子筛吸附器进行均压冷却降温，提前进行预处理，具备接气条件，无需使用工艺气进行降温，缩短生产的准备时间；另一方面冷却第一分子筛吸附器1和第二分子筛吸附器15后的冷气体可以送往低温甲醇洗浓缩塔对低温甲醇洗系统降温提供冷量，加快低温甲醇洗系统生产的准备时间，减少能源浪费和环境污染，实现节能降耗的目的。

本实用新型中，分子筛吸附器设置2台，一台使用，一台再生，切换周期为 24 小时，由程序控制器实现自动切换；分子筛吸附器再生用的气体为低压氮气,分子筛吸附器再生时有再生气排出，主要成分是N₂、CO₂、CH₃OH等。此再生气可以作为低温甲醇洗H₂S浓缩塔气提用气，从浓缩塔底部进，塔顶尾气经尾气洗涤塔洗涤后达标排放。

可根据实际需要，对上述液氮洗分子筛吸附器装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，低压氮气管线29上固定安装有第一三通阀门36，第一三通阀门36右端出口与进分子筛吸附器前氮气管线7之间固定连通有氮气直接进气管线28。

如附图1所示，出分筛子吸附器氮气管线上固定安装有第二三通阀门37，第二三通阀门37右端出口与去低温甲醇洗管线32之间固定连通有氮气直接出气管线33。

如附图1所示，吹出气管线11出口与气液分离器6之间的冷液体第二排出管线上固定连通有空分液氮管线22。

如附图1所示，第一低温甲醇洗工艺气管线18上固定连通有高压氮气管线19，高压氮气管线19上固定安装有导淋20。

如附图1所示，火炬管线34上固定安装有可逆阀门35。本公司装置有甲醇及氨两种产品，放空至火炬中的气体成分非常复杂，有甲醇、氨、水、硫化氢、二氧化碳、重组分的杂醇等物质，可逆阀门35可防止这些有害物质反串至冷液体排放罐5内造成冻堵，或在对分子筛吸附器冷却时将这些杂质带入分子筛吸附器，进而带入冷箱从而造成隐患。

如附图1所示，新增至变换氮气循环风机入口管线13与火炬气加热器4之间的废氮罐至火炬加热器管线12与氮气直接出气管线28与去低温甲醇洗管线32出口之间的去低温甲醇洗管线32之间固定连通有第一连通管线31。

如附图1所示，第一连通管线31与去低温甲醇洗管线32出口之间的去低温甲醇洗管线32与低压氮气管线29之间固定连通有第二连通管线30。

如附图1所示，高压氮气管线19两侧的第一低温甲醇洗工艺气管线18、导淋20两侧的高压氮气管线19、第二低温甲醇洗工艺气管线24、出分子筛吸附器氮气管线9两侧的分子筛吸附器出气管线23、进分子筛吸附器前氮气管线7两侧的进分子筛吸附器前氮气管线7、第一入冷箱工艺气管线26、第二入冷箱工艺气管线27、新增吸附器入口冷却氮气管线8、吹出气管线11、空分液氮管线22、新增吸附器入口冷却氮气管线8与新增至变换氮气循环风机入口管线13之间的废氮罐至火炬加热器管线12、新增至变换氮气循环风机入口管线13、第一连通管线31、第一连通管线31两侧的去低温甲醇洗管线32、第二连通管线30、第二连通管线30与低压氮气管线29进口之间的低压氮气管线29、气液分离器6与空分液氮管线22之间的液氮第二排出管线14上均固定安装有阀门。

气液分离器6与空分液氮管线22之间的液氮第二排出管线14上的阀门可以控制排入冷液体排放罐5的冷量，从而来调节入第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15冷氮气的温度，将冷却分子筛吸附器的气量确定在4500Nm³/h至5000Nm³/h，冷却压力确定在0.25MPa至0.3MPa，混合后进入第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15冷氮气温度控制在-55℃至-60℃。在出冷液体排放罐5冷气体至火炬气加热器4管线上增加阀门，并可在冷液体排放罐5上设置压力指示点，监控其压力，防止超压。

本实用新型借助的是分子筛吸附器的再生流程，与正常运行是一个逆过程。

冷液氮经氮洗塔16除去杂质后，经洗后液氮管线21进入气液分离器6内，分离出的大部分冷液氮经液氮第一排出管线10排出使用，少部分冷液氮经液氮第二排出管线14与经吹出气管线11充入的低压氮气混合后进入冷液体排放罐5内；分子筛冷却降温时，关闭废氮罐至火炬加热器管线12上阀门，打开新增吸附器入口冷却氮气管线8上的阀门，冷氮气从新增吸附器入口冷却氮气管线8至进分子筛吸附器前氮气管线7，经第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15的出口进入第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15，气体从上到下流动进行冷却第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15，为了防止过大的气流对分子筛造成损伤，将冷却第一分子筛吸附器1或第二分子筛吸附器15的气量确定在4500Nm³/h至5000Nm³/h，另外考虑到废氮罐的设计压力0.4MPa，为了保证低压设备的安全，将冷却时的压力控制在0.25MPa至0.3MPa之间。

当对后序低温甲醇洗系统降温提供冷量时，关闭第一低温甲醇洗工艺气管线18和第二低温甲醇洗工艺气管线24上的阀门，打开分子筛吸附器出气管线上的阀门，冷却第一分子筛吸附器1和第二分子筛吸附器15后的冷气体经出分子筛吸附器氮气管线9至再生冷却器3冷却后，为低温甲醇洗系统降温提供冷量，缩短后序系统生产准备时间。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于包括气液分离器、第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、再生气加热器、再生气冷却器、火炬气加热器、冷液体排放罐和氮洗塔，氮洗塔上部进口固定连通有液氮进料管线，氮洗塔底部出口与气液分离器上部进口之间固定连通有洗后液氮管线，气液分离器底部第一出口固定连通有液氮第一排出管线，气液分离器底部第二出口与冷液体排放罐顶部进口之间固定连通有液氮第二排出管线， 液氮第二排出管线上固定连通有吹出气管线，冷液体排放罐顶部出口与火炬气加热器底部进口之间固定连通有废氮罐至火炬加热器管线，火炬气加热器顶部固定连通有火炬管线，第一分子筛吸附器顶部出口固定连通有第一入冷箱工艺气管线，第一入冷箱工艺气管线与第二分子筛吸附器顶部出口之间固定连通有第二入冷箱工艺气管线，第一入冷箱工艺气管线与第二入冷箱工艺气管线之间连通有进气管线，进氮气管线与再生气加热器顶部出口之间固定连通有进分子筛吸附器前氮气氮管线，进分子筛吸附器前氮气管线与废氮罐至火炬加热器管线之间固定连通有新增吸附器入口冷却氮气管线，新增吸附器入口冷却氮气管线入口与火炬气加热器之间的废氮罐至火炬加热器管线上固定连通有新增至变换氮气循环风机入口管线，再生气加热器底部进口固定连通有低压氮气管线，第一分子筛吸附器底部进口固定连通有第一低温甲醇洗工艺气管线，第一低温甲醇洗工艺气管线与第二分子筛吸附器底部进口之间固定连通有第二低温甲醇洗工艺气管线，第一分子筛吸附器底部进口与第二低温甲醇洗工艺气管线进口之间的第一低温甲醇洗工艺气管线第二低温甲醇洗工艺气管线之间连通有分子筛吸附器出气管线，分子筛吸附器出气管线与再生气冷却器顶部进口之间固定连通有出分子筛吸附器氮气管线，再生气冷却器底部出口固定连通有去低温甲醇洗管线。

2.根据权利要求1所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于低压氮气管线上固定安装有第一三通阀门，第一三通阀门右端出口与进分子筛吸附器前氮气管线之间固定连通有氮气直接进气管线。

3.根据权利要求1或2所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于出分筛子吸附器氮气管线上固定安装有第二三通阀门，第二三通阀门右端出口与去低温甲醇洗管线之间固定连通有氮气直接出气管线。

4.根据权利要求1或2所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于吹出气管线出口与气液分离器之间的冷液体第二排出管线上固定连通有空分液氮管线。

5.根据权利要求3所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于吹出气管线出口与气液分离器之间的冷液体第二排出管线上固定连通有空分液氮管线。

6.根据权利要求1或2或5所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于第一低温甲醇洗工艺气管线上固定连通有高压氮气管线，高压氮气管线上固定安装有导淋。

7.根据权利要求1或2或5所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于火炬管线上固定安装有可逆阀门。

8.根据权利要求2或5所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于新增至变换氮气循环风机入口管线与火炬气加热器之间的废氮罐至火炬加热器管线与氮气直接出气管线与去低温甲醇洗管线出口之间的去低温甲醇洗管线之间固定连通有第一连通管线。

9.根据权利要求8所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于第一连通管线与去低温甲醇洗管线出口之间的去低温甲醇洗管线与低压氮气管线之间固定连通有第二连通管线。

10.根据权利要求9所述的液氮洗分子筛吸附器装置，其特征在于高压氮气管线两侧的第一低温甲醇洗工艺气管线、导淋两侧的高压氮气管线、第二低温甲醇洗工艺气管线、出分筛子吸附器氮气管线两侧的分子筛吸附器出气管线、进分子筛吸附器前氮气管线两侧的进分子筛吸附器前氮气管线、第一入冷箱工艺气管线、第二入冷箱工艺气管线、新增吸附器入口冷却氮气管线、吹出气管线、空分液氮管线、新增吸附器入口冷却氮气管线与新增至变换氮气循环风机入口管线之间的废氮罐至火炬加热器管线、新增至变换氮气循环风机入口管线、第一连通管线、第一连通管线两侧的去低温甲醇洗管线、第二连通管线、第二连通管线与低压氮气管线进口之间的低压氮气管线、气液分离器与空分液氮管线之间的液氮第二排出管线上均固定安装有阀门。

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