本實(shí)用新型涉及一種合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，屬于合成氨工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氮肥廠合成氨工藝總流程為：來(lái)自長(zhǎng)輸管線的天然氣首先進(jìn)入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進(jìn)行緩沖及調(diào)壓后進(jìn)入合成氨裝置的常溫脫硫系統(tǒng)，然后通過(guò)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CO和CO2，合成氣壓縮，14.0MPa下氨合成，冷凍分離，最終得到產(chǎn)品液氨。

脫碳工序目前普遍采用的是本菲爾法脫除低變氣體中的CO2，就是用碳酸鉀溶液在吸收塔內(nèi)與低變氣逆流接觸吸收CO2后變成碳酸氫鉀溶液，碳酸氫鉀溶液在再生塔和閃蒸槽里面進(jìn)行加熱，使碳酸氫鉀溶液變成碳酸鉀溶液，再生出來(lái)的CO2氣體進(jìn)行放空，碳酸鉀溶液循環(huán)使用，如此不斷循環(huán)就把低變氣里面的CO2去除，使脫碳后工藝氣體中的CO2尾氣指標(biāo)能控制在要求范圍內(nèi)。用此法脫除CO2氣體的關(guān)鍵操作點(diǎn)之一就是要給脫碳工序提供充足的熱量，只有用充足的熱量才能使碳酸氫鉀溶液徹底地再生為碳酸鉀溶液，一旦系統(tǒng)熱量不足，碳酸氫鉀溶液再生效果不好，就會(huì)導(dǎo)致碳酸鉀溶液脫除CO2的效果達(dá)不到指標(biāo)控制要求，直接導(dǎo)致后續(xù)工序超溫和消耗成本增加，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置停車。

具體工藝為：來(lái)自高變工序的工藝氣體首先進(jìn)入低變爐進(jìn)行變換反應(yīng)，從低變爐出來(lái)的氣體主要含有H2、N2和CO2，從低變爐出來(lái)的氣體溫度在210-225℃，氣體依次進(jìn)入低變氣廢鍋，再沸器、換熱器設(shè)備進(jìn)行換熱后，氣體溫度降到80℃左右后進(jìn)入吸收塔，低變氣體里面的CO2被吸收塔里面的碳酸鉀溶液反應(yīng)吸收后，剩下的H2、N2和微量的CO、CO2氣體被送到甲烷化工序繼續(xù)進(jìn)行甲烷化反應(yīng)。

低變氣廢鍋的鍋爐水來(lái)自CO2分離器，鍋爐水被低變氣加熱后產(chǎn)生大量的低壓蒸汽被送到閃蒸槽，低壓蒸汽對(duì)閃蒸槽內(nèi)的碳酸氫鉀液進(jìn)行閃蒸再生，最后低壓蒸汽和再生出來(lái)的CO2氣體混合后一起進(jìn)入再生塔的中部。從低變氣廢鍋出來(lái)的低變氣從210-225℃降低到150-155℃后進(jìn)入再沸器，來(lái)自再生塔底部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)入再沸器吸收低變氣的熱量后通過(guò)管道回到再生塔的中部。從再沸器出來(lái)的低變氣溫度降低到110-115℃后進(jìn)入換熱器再次與脫鹽水進(jìn)行換熱，脫鹽水吸收熱量后被送到除氧器進(jìn)行除氧后供鍋爐產(chǎn)汽使用。最后低變氣進(jìn)入再生塔的溫度控制在75-80℃。

在生產(chǎn)過(guò)程中，特別是合成氨裝置在低負(fù)荷運(yùn)行的情況下，由于低變氣量較少，導(dǎo)致低變氣進(jìn)入低變氣廢鍋的產(chǎn)汽量減少，再沸器中碳酸鉀溶液吸收的熱量也較少，進(jìn)入吸收塔內(nèi)的低變氣溫度也較低，這使得進(jìn)入整個(gè)脫碳系統(tǒng)的熱量較少，再生塔內(nèi)碳酸氫鉀溶液由于熱量無(wú)法保證導(dǎo)致再生效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，吸收塔出來(lái)的工藝氣體里面的CO2尾氣含量高，嚴(yán)重影響后續(xù)工序的安全運(yùn)行，同時(shí)增加了合成氨裝置的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，提高進(jìn)入脫碳工序的熱量，使CO2尾氣控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，保證后續(xù)工序生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，包括低變爐，所述低變爐的低變氣出口通過(guò)低變氣管道與低變氣廢鍋的熱側(cè)進(jìn)口相連，所述低變氣廢鍋的冷側(cè)出口與再沸器相連，所述再沸器的出口與低變氣換熱器的熱側(cè)進(jìn)口相連，所述低變氣換熱器的冷側(cè)出口與吸收塔相連，所述低變氣換熱器冷側(cè)進(jìn)口上連接脫鹽水進(jìn)水管，其熱側(cè)出口上連接脫鹽水出水管，所述鹽水進(jìn)水管和脫鹽水出水管上分別設(shè)置有進(jìn)水閥門和出水閥門，其特征在于：連接所述低變爐和低變氣廢鍋的低變氣管道上連接中壓蒸汽管線，所述中壓蒸汽管線上設(shè)置蒸汽流量調(diào)節(jié)閥。

上述方案中：所述脫鹽水進(jìn)水管能通過(guò)旁路支管直接與脫鹽水出水管相連，所述旁路支管上設(shè)置有脫鹽水流量調(diào)節(jié)閥。

增加中壓蒸汽管線，通過(guò)蒸汽流量調(diào)節(jié)控制閥調(diào)節(jié)流量，通過(guò)向低變氣內(nèi)加入一定量的中壓蒸汽來(lái)提高混合氣的載熱量，從而提高低變氣廢鍋的產(chǎn)汽量和提高再沸器內(nèi)碳酸氫鉀溶液的換熱量，從而達(dá)到提高進(jìn)入脫碳系統(tǒng)熱量的目的。

新增換熱器脫鹽水旁路支管，可以使得脫鹽水走旁路支管，減少對(duì)低變氣的換熱量，從而達(dá)到提高吸收塔進(jìn)口低變氣溫度的目的。

有益效果：本實(shí)用新型增加了低變氣廢鍋內(nèi)低壓蒸汽的產(chǎn)汽量，提高了再沸器與碳酸氫鉀的換熱量，同時(shí)提高了吸收塔進(jìn)口溫度，通過(guò)以上方法極大地增加了進(jìn)入脫碳工序的熱量，使碳酸氫鉀溶液能吸收充足的熱量在進(jìn)行再生，從而確保吸收塔出口的CO2尾氣含量能控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，為生產(chǎn)的平穩(wěn)安全運(yùn)行提供了保障。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1，如圖1所示：各部件的附圖標(biāo)記為：低變爐1、低變氣廢鍋2、再沸器3、低變氣換熱器4、吸收塔5、脫鹽水進(jìn)水管6、脫鹽水出水管7、中壓蒸汽管線8、蒸汽流量調(diào)節(jié)閥9、旁路支管10、脫鹽水流量調(diào)節(jié)閥11、進(jìn)水閥門12、出水閥門13。

低變爐1的低變氣出口通過(guò)低變氣管道與低變氣廢鍋2的熱側(cè)進(jìn)口相連，低變氣廢鍋2的冷側(cè)出口與再沸器3相連，再沸器3的出口與低變氣換熱器4的熱側(cè)進(jìn)口相連，低變氣換熱器4的冷側(cè)出口與吸收塔5相連，低變氣換熱器4冷側(cè)進(jìn)口上連接脫鹽水進(jìn)水管6，其熱側(cè)出口上連接脫鹽水出水管7，鹽水進(jìn)水管6和脫鹽水出水管7上分別設(shè)置有進(jìn)水閥門12和出水閥門13，連接低變爐1和低變氣廢鍋2的低變氣管道上連接中壓蒸汽管線8，中壓蒸汽管線8上設(shè)置蒸汽流量調(diào)節(jié)閥9。脫鹽水進(jìn)水管6能通過(guò)旁路支管10直接與脫鹽水出水管7相連，旁路支管10上設(shè)置有脫鹽水流量調(diào)節(jié)閥11。當(dāng)熱量較低時(shí)，可以使得脫鹽水走旁路支管，減少對(duì)低變氣的換熱量，從而達(dá)到提高吸收塔進(jìn)口低變氣溫度的目的。

來(lái)自高變工序的工藝氣體首先進(jìn)入低變爐1進(jìn)行變換反應(yīng)，從低變爐1出來(lái)的氣體主要含有H2、N2和CO2，從低變爐1出來(lái)的氣體溫度在210-225℃，氣體依次進(jìn)入低變氣廢鍋2、再沸器3、換熱器4進(jìn)行換熱后，氣體溫度降到80℃左右后進(jìn)入吸收塔5，低變氣體里面的CO2被吸收塔里面的碳酸鉀溶液反應(yīng)吸收后，剩下的H2、N2和微量的CO、CO2氣體被送到甲烷化工序繼續(xù)進(jìn)行甲烷化反應(yīng)。

低變氣廢鍋2的鍋爐水來(lái)自CO2分離器，鍋爐水被低變氣加熱后產(chǎn)生大量的低壓蒸汽被送到閃蒸槽，低壓蒸汽對(duì)閃蒸槽內(nèi)的碳酸氫鉀液進(jìn)行閃蒸再生，碳酸氫鉀液進(jìn)入吸收塔，最后低壓蒸汽和再生出來(lái)的CO2氣體混合后一起進(jìn)入再生塔的中部。從低變氣廢鍋2出來(lái)的低變氣從210-225℃降低到150-155℃后進(jìn)入再沸器3，來(lái)自再生塔底部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)入再沸器3吸收低變氣的熱量后通過(guò)管道回到再生塔的中部。從再沸器3出來(lái)的低變氣溫度降低到110-115℃后進(jìn)入換熱器4再次與脫鹽水進(jìn)行換熱，脫鹽水吸收熱量后被送到除氧器進(jìn)行除氧后供鍋爐產(chǎn)汽使用。最后低變氣進(jìn)入再生塔的溫度控制在75-80℃。

本實(shí)用新型不局限于上述具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)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(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。