合成氨冷凍系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種合成氨冷凍系統(tǒng)，包括液氨貯槽、換熱器、第一氨冷器、第二氨冷器、補氣氨冷器、氨壓縮機、出口冷卻器和氨冷凝器，液氨貯槽內(nèi)的液氨經(jīng)過換熱器后分別進入第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器，其中第一氨冷器和補氣氨冷器的氣氨出口與氨壓縮機的二級進口通過管道相連，第二氨冷器的氣氨出口與氨壓縮機的一級進口通過管道相連，氨壓縮機的三級出口連接出口冷卻器，出口冷卻器與氨冷器相連，氨冷器與液氨貯槽相連，氨壓縮機上增設(shè)氮氣管線，在該氮氣管線上設(shè)置氮氣分離器，第二氨冷器與氨壓縮機的一級進口相連的管道上設(shè)置氣氨分離器。有效縮短氨壓縮機的開車時間，節(jié)約能耗，確保生產(chǎn)的平穩(wěn)運行。
【專利說明】
合成氨冷凍系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種合成氨冷凍系統(tǒng)，屬于化工工藝領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]氮肥廠合成氨工藝總流程為:來自長輸管線的天然氣首先進入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進行緩沖及調(diào)壓后進入合成氨裝置的常溫脫硫系統(tǒng)，然后通過天然氣壓縮， 高溫脫硫，換熱式一段蒸汽轉(zhuǎn)化、二段富氧空氣轉(zhuǎn)化，一氧化碳高、低溫變換，改良熱鉀堿法脫碳，甲烷化深度凈化去除殘余的C0和C02，合成氣壓縮，14.0MPa下氨合成，冷凍分離得到產(chǎn)品液氨，最終液氨被輸送到液氨球罐進行儲存。
[0003]其中冷凍系統(tǒng)如圖1所示:液氨貯槽的液氨首先與來自氨分離器中來的冷態(tài)液氨 (冷態(tài)液氨為合成產(chǎn)生的液氨，液氨貯槽內(nèi)的液氨作為制冷劑)進行換熱，然后通過加氨閥分別向第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器里面加液氨。第一氨冷器和第二氨冷器里面的液氨與循環(huán)氣進行換熱(循環(huán)氣來自合成塔里面，主要成分為H2、N2和氣氨，在第一氨冷器和第二氨冷器里面，氣氨被冷卻成液氨，來自液氨貯槽內(nèi)的液氨被汽化為氣氨)，補氣氨冷器里面的液氨與合成氣進行換熱(合成氣被冷凝后去壓縮裝置，來自液氨貯槽內(nèi)的液氨被汽化為氣氨)。第二氨冷器里面液氨的蒸發(fā)壓力為〇.2MPa，蒸發(fā)后的氣氨進入氨壓縮機的一級進口進行壓縮;第一氨冷器、補氣氨冷器里面的蒸發(fā)壓力為〇.4MPa，蒸發(fā)后的氣體進入氨壓縮機的二級進口進行壓縮。氨壓縮機的二級出口氣體進入中間氣體冷卻器進行冷卻后再進入氨壓縮機的三級進行壓縮，出來的氣體再依次進入出口冷卻器和氨冷凝器進行冷卻，氣氨被冷卻成液氨后通過管線進入液氨貯槽。為了防止氨壓縮機出口超壓和便于檢修時對機體進行氮氣置換，在氨壓縮機的三級出口設(shè)置了一個放空管線。
[0004]現(xiàn)有的該冷凍系統(tǒng)存在以下缺陷:
[0005]1、氨壓縮機開車前需從第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器里面放出部分氣氨給氨壓縮機充壓，機體壓力必須充壓達到0.1MPa后才能啟動氨壓縮機。在氨壓縮機開車時， 經(jīng)常由于合成系統(tǒng)停車或出現(xiàn)故障，沒有循環(huán)氣和合成氣給第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器加熱，導(dǎo)致沒有適量的氣氨供氨壓縮機充壓開車，導(dǎo)致氨壓縮機開車時間延后，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運行。
[0006]2、液氨貯槽里面貯存有大量液氨，作為重大危險源，一旦液氨貯槽泄漏，大量液氨直接向周圍大氣擴散，這給現(xiàn)場的安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。
[0007]3、第二氨冷器由于蒸發(fā)壓力低，里面的液氨非常容易以液態(tài)的方式被帶出并進入氨壓縮機的一級進口，由于液氨在氨壓縮機進口會大量蒸發(fā)，造成氨壓機負(fù)荷較重，電流升高，嚴(yán)重時會導(dǎo)致氨壓縮機機體震動并停車，生產(chǎn)的穩(wěn)定運行得不到保障?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種能保證生產(chǎn)正常運行，避免液氨的存在造成的氨壓縮機震動、停車的現(xiàn)象的合成氨冷凍系統(tǒng)。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種合成氨冷凍系統(tǒng)，包括液氨貝士槽、換熱器、第一氨冷器、第二氨冷器、補氣氨冷器、氨壓縮機、出口冷卻器和氨冷凝器，所述液氨貯槽內(nèi)的液氨經(jīng)過換熱器與來自氨分離器的液氨進行換熱后分別進入第一氨冷器、 第二氨冷器和補氣氨冷器，其中第一氨冷器和補氣氨冷器的的氣氨出口與氨壓縮機的二級進口通過管道相連，第二氨冷器的氣氨出口與氨壓縮機的一級進口通過管道相連，所述氨壓縮機的三級出口連接出口冷卻器，所述出口冷卻器與氨冷凝器相連，所述氨冷凝器與液氨貯槽相連，所述氨壓縮機與出口冷卻器相連的管道上設(shè)置放空管線，其特征在于:所述氨壓縮機上增設(shè)氮氣管線，在該氮氣管線上設(shè)置氮氣分離器，所述第二氨冷器與氨壓縮機的一級進口相連的管道上設(shè)置氣氨分離器。
[0010]在第一氨冷器和第二氨冷器內(nèi)，來自液氨貯槽內(nèi)的液氨與循環(huán)氣進行換熱，在補氣氨冷器內(nèi)，來自液氨貯槽內(nèi)的液氨與合成氣進行換熱;在氨壓縮機上增設(shè)氮氣管線，當(dāng)沒有適量的氣氨供氨壓縮機開車充壓時，可以用氮氣來給氨壓縮機進行充壓，這樣可以縮短氨壓縮機的開車時間。在進入氨壓縮機的氮氣管線上設(shè)置了一個氮氣分離器，避免氮氣里面部分雜質(zhì)進入氨壓縮機內(nèi)，對氨壓縮機造成影響。第二氨冷器與氨壓縮機的一級進口相連的管道上設(shè)置氣氨分離器，可以將其中的液氨分離掉，避免液氨到達氨壓縮機，從而避免引起氨壓縮機的震動和停機。[〇〇11]設(shè)置放空管線，防止氨壓縮機出口超壓和便于檢修時對機體進行氮氣置換。
[0012]所述液氨貯槽的上方設(shè)置噴淋裝置。這樣，當(dāng)液氨貯槽內(nèi)的液氨出現(xiàn)泄露時，開啟噴淋裝置，避免可能造成的安全事故。
[0013]在上述方案中，所述氮氣分離器包括分離器本體，在分離器本體的下部設(shè)置氮氣進口，頂端設(shè)置潔凈氮氣出口，所述氮氣進口與空分裝置相連，所述潔凈氮氣出口通過氮氣進氣管道與氨壓縮機相連，另一條氮氣支管直接由空分裝置與氮氣進氣管道相連。
[0014]在上述方案中，所述氨壓縮機的二級出口與三級進口相連的管道上設(shè)置中間氣體冷卻器。
[0015]在上述方案中:所述第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器連通換熱器的管道上分別設(shè)置加氨閥，所述第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器與氨壓縮機相連的管道上分別設(shè)置調(diào)節(jié)閥。
[0016]有益效果:本實用新型氨壓縮機上新增的氮氣管線能有效縮短氨壓縮機的開車時間，節(jié)約能耗。貯槽上方的噴淋裝置，杜絕了液氨泄漏可能造成的安全事故。解決了第二氨冷器夾帶液氨進入氨壓縮機的問題，確保了生產(chǎn)的平穩(wěn)運行?！靖綀D說明】
[0017]圖1為本實用新型改進前的工藝流程圖。
[0018]圖2為本實用新型的工藝流程圖。【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0020]實施例1，如圖2所示:本實用新型的合成氨冷凍系統(tǒng)由液氨貯槽1、換熱器2、第一氨冷器3、第二氨冷器4、補氣氨冷器5、氨壓縮機6、出口冷卻器7、氨冷凝器8、空分裝置9、氮氣分離器10、氣氨分離器11、噴淋裝置12、中間氣體冷卻器13、放空管線14、加氨閥15、調(diào)節(jié)閥16等部件組成。[0021 ]液氨貯槽1內(nèi)的液氨經(jīng)過換熱器2與來自氨分離器的液氨進行換熱后分別進入第一氨冷器3、第二氨冷器4和補氣氨冷器5。即換熱器2的熱源出口與第一氨冷器3、第二氨冷器4和補氣氨冷器5的制冷劑進口相連。液氨貯槽1內(nèi)的液氨經(jīng)過換熱器2換熱后，被冷卻，然后再作為第一氨冷器3、第二氨冷器4和補氣氨冷器5的制冷劑。
[0022] 第一氨冷器3、第二氨冷器4和補氣氨冷器5連通換熱器2的管道上分別設(shè)置加氨閥15。在第一氨冷器3和第二氨冷器4內(nèi)，來自液氨貯槽1內(nèi)的液氨與循環(huán)氣進行換熱，在補氣氨冷器5內(nèi)，來自液氨貯槽內(nèi)的液氨與合成氣進行換熱;其中第一氨冷器3和補氣氨冷器5的的氣氨出口(制冷劑出口)與氨壓縮機6的二級進口通過管道相連，第二氨冷器4的氣氨出口與氨壓縮機6的一級進口通過管道相連，氨壓縮機6的二級出口與三級進口相連的管道上設(shè)置中間氣體冷卻器13。[〇〇23] 氨壓縮機6的三級出口連接出口冷卻器7，氨壓縮機6與出口冷卻器7相連的管道上設(shè)置放空管線14,放空管線14上設(shè)置閥門。
[0024]出口冷卻器7與氨冷凝器8相連，氨冷凝器8與液氨貯槽1相連。[〇〇25]氨壓縮機6上增設(shè)氮氣管線，在該氮氣管線上設(shè)置氮氣分離器10,具體的，氮氣分離器10包括分離器本體，在分離器本體的下部設(shè)置氮氣進口，頂端設(shè)置潔凈氮氣出口，底端設(shè)置排污口，氮氣進口與空分裝置9相連，潔凈氮氣出口通過氮氣進氣管道與氨壓縮機6相連，在連接空分裝置9和氮氣分離器6的氮氣進口的管道上設(shè)置閥門，氮氣進氣管上也設(shè)置閥門，另一條氮氣支管直接由空分裝置與氮氣進氣管相連。
[0026]第二氨冷器4與氨壓縮機6的一級進口相連的管道上設(shè)置氣氨分離器11。氣氨分離器11包括分離器本體，分離器本體的下部設(shè)置混合氨氣進口，頂端設(shè)置氨氣出口，底端設(shè)置排污口。第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器與氨壓縮機相連的管道上分別設(shè)置調(diào)節(jié)閥16。液氨貯槽1的上方設(shè)置噴淋裝置12。噴淋裝置12與低壓消防水相連。
[0027]本實用新型不局限于上述具體實施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。總之，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種合成氨冷凍系統(tǒng)，包括液氨貯槽、換熱器、第一氨冷器、第二氨冷器、補氣氨冷 器、氨壓縮機、出口冷卻器和氨冷凝器，所述液氨貯槽內(nèi)的液氨經(jīng)過換熱器與來自氨分離器 的液氨進行換熱后分別進入第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨冷器，其中第一氨冷器和補 氣氨冷器的氣氨出口與氨壓縮機的二級進口通過管道相連，第二氨冷器的氣氨出口與氨壓 縮機的一級進口通過管道相連，所述氨壓縮機的三級出口連接出口冷卻器，所述出口冷卻 器與氨冷凝器相連，所述氨冷凝器與液氨貯槽相連，所述氨壓縮機與出口冷卻器相連的管 道上設(shè)置放空管線，其特征在于:所述氨壓縮機上增設(shè)氮氣管線，在該氮氣管線上設(shè)置氮氣 分離器，所述第二氨冷器與氨壓縮機的一級進口相連的管道上設(shè)置氣氨分離器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述合成氨冷凍系統(tǒng)，其特征在于:所述液氨貯槽的上方設(shè)置噴淋裝 置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述合成氨冷凍系統(tǒng)，其特征在于:所述氮氣分離器包括分離器 本體，在分離器本體的下部設(shè)置氮氣進口，頂端設(shè)置潔凈氮氣出口，所述氮氣進口與空分裝 置相連，所述潔凈氮氣出口通過氮氣進氣管道與氨壓縮機相連，另一條氮氣支管直接由空 分裝置與氮氣進氣管道相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述合成氨冷凍系統(tǒng)，其特征在于:所述氨壓縮機的二級出口與三級 進口相連的管道上設(shè)置中間氣體冷卻器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述合成氨冷凍系統(tǒng)，其特征在于:所述第一氨冷器、第二氨冷器和 補氣氨冷器連通換熱器的管道上分別設(shè)置加氨閥，所述第一氨冷器、第二氨冷器和補氣氨 冷器與氨壓縮機相連的管道上分別設(shè)置調(diào)節(jié)閥。
【文檔編號】F25B25/02GK205641671SQ201620388358
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】李煒, 李文衛(wèi), 江志富
【申請人】中化重慶涪陵化工有限公司