專利名稱：回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及合成氨生產(chǎn)和天然氣工業(yè)的交叉領(lǐng)域，具體地說(shuō)是回收和分離合 成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)合成氨生產(chǎn)設(shè)備是大、中、小規(guī)模并存，目前有合成氨生產(chǎn)企業(yè)600家左右， 超過(guò)30萬(wàn)噸/年的企業(yè)數(shù)量約占總數(shù)的5%，而生產(chǎn)能力卻占中國(guó)合成氨總生產(chǎn)能力的 22%，將近1/4。合成氨一直是化工產(chǎn)業(yè)的能耗大戶，國(guó)家近幾年來(lái)一直致力于合成氨節(jié) 能工程，這就有必要對(duì)合成氨回收過(guò)程進(jìn)行一優(yōu)化。合成氨生產(chǎn)過(guò)程中，合成工段放空氣 和液氨儲(chǔ)槽排放弛放氣中共約含甲烷34. 8Nm3/噸氨，氬氣7. 5Nm3/噸氨，氮?dú)?0. 2Nm3/噸 氨，如果按30萬(wàn)噸氨/年的生產(chǎn)規(guī)模和300天操作時(shí)間計(jì)算，以上各組分的量分別對(duì)應(yīng) 3. 48 X IO4NmVd甲烷，7500Nm3/d的氬氣和3. 02 X IO4NmVd的氮?dú)?。如果回收甲烷制成液體 甲烷、回收氬氣制成液氬，氮?dú)饣睾铣晒ざ危瑢?lái)極大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，但到目前為止， 尚未有有效分離以上各組分的裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)境 友好的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該裝置包括深冷精餾塔一、深 冷精餾塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，板翅式換熱器一通過(guò)管道與深冷精餾塔 一構(gòu)成循環(huán)回路，深冷精餾塔一的頂部通過(guò)管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一的底 部通過(guò)管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過(guò)管道與板翅式換熱器二連接，板翅式 換熱器二通過(guò)管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過(guò)管道與 氣液分離器二構(gòu)成回路。氨氣壓縮機(jī)和水冷卻器二通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一連接構(gòu)成回路；水冷 卻器一和混合冷劑壓縮機(jī)通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一連接構(gòu)成回路。透平膨脹機(jī)一通過(guò)管道與板翅式換熱器一構(gòu)成回路；透平膨脹機(jī)二通過(guò)管道與板 翅式換熱器一構(gòu)成回路。本實(shí)用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置和現(xiàn)有技術(shù)相 比，具有設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，能在合理能耗條件下大大提高合成氨廠經(jīng)濟(jì)效益，降 低了生產(chǎn)成本，降低了對(duì)環(huán)境的污染。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。附圖為回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、深冷精餾塔一，2、深冷精餾塔二，3、板翅式換熱器一，4、板翅式換熱器二，5、氣液分離器一，6、氣液分離器二，7、氨氣壓縮機(jī)，8、水冷卻器二，9、水冷卻器一，10、混合 冷劑壓縮機(jī)，11、透平膨脹機(jī)一，12、透平膨脹機(jī)二。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其結(jié)構(gòu)包括深 冷精餾塔一 1、深冷精餾塔二 2、板翅式換熱器一 3和板翅式換熱器二 4，板翅式換熱器一 3 通過(guò)管道與深冷精餾塔一 1構(gòu)成循環(huán)回路，深冷精餾塔一 1的頂部通過(guò)管道與深冷精餾塔 二 2連接，深冷精餾塔一 1的底部通過(guò)管道與氣液分離器一 5連接，氣液分離器一 5通過(guò)管 道與板翅式換熱器二 4連接，板翅式換熱器二 4通過(guò)管道分別與板翅式換熱器一 3、深冷精 餾塔二 6連接，深冷精餾塔二 2通過(guò)管道與氣液分離器二 6構(gòu)成回路。氨氣壓縮機(jī)7和水冷卻器二 8通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一 3連接構(gòu)成回 路；水冷卻器一 9和混合冷劑壓縮機(jī)10通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一 3連接構(gòu)成回 路；透平膨脹機(jī)一 11通過(guò)管道與板翅式換熱器一 3構(gòu)成回路；透平膨脹機(jī)二 12通過(guò)管道與 板翅式換熱器一 3構(gòu)成回路。工作流程提氫后經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮的尾氣進(jìn)入板翅式換熱器一 3，由氨預(yù)冷提供 主要的預(yù)冷冷量將其溫度降低，然后從板翅式換熱器一 3引出，進(jìn)入深冷精餾塔一 1底部作 為再沸器的熱源，而自身被進(jìn)一步冷卻，之后重新進(jìn)入板翅式換熱器一 3，在混合制冷劑提 供主要冷量的條件下，該尾氣冷凝為液態(tài)，經(jīng)節(jié)流減壓進(jìn)入深冷精餾塔一 1，在深冷精餾塔 一 1內(nèi)與塔頂回流充分接觸換熱進(jìn)行精餾，塔底為主要成分是甲烷的液體。甲烷液體經(jīng)過(guò) 節(jié)流減壓閥降低到儲(chǔ)存壓力，生成的氣液混合物則通過(guò)氣液分離器一 5進(jìn)行分離。塔頂為 含氬的氮?dú)猓M(jìn)入深冷精餾塔二 2與塔頂回流換熱精餾，氬氣以液態(tài)從塔底流出，塔頂引出 較純的氮?dú)?。液態(tài)氬經(jīng)過(guò)減壓節(jié)流閥后進(jìn)入氣液分離器二 6進(jìn)行氣液分離，氣液分離器二 6 的氣相主要為氮?dú)?，與提氬后的氮?dú)饣旌希蚱錅囟鹊?，與氣液分離器一 5的氣相換熱后使 其冷凝，重新回到氣液分離器一 5(也可以回到液態(tài)甲烷儲(chǔ)罐)，氮?dú)饣旌蠚饣匕宄崾綋Q熱 器一3復(fù)熱后回合成工段?；旌侠鋭┙?jīng)過(guò)氨氣壓縮機(jī)7、混合冷劑壓縮機(jī)10壓縮；水冷卻器二 8、水冷卻器一 9水冷后進(jìn)入板翅式換熱器一 3，經(jīng)氨預(yù)冷后，引出一股進(jìn)入透平膨脹機(jī)一 11，膨脹制冷后 回板翅式換熱器一 3提供未引出板翅式換熱器一 3混合冷劑繼續(xù)冷卻的冷量。當(dāng)混合冷劑 冷卻到一定溫度后，再引出一股進(jìn)入透平膨脹機(jī)二 12，膨脹制冷后提供板翅式換熱器一 3 的主要冷量。剩余的一股混合冷劑進(jìn)一步冷卻后，從板翅式換熱器一 3引出經(jīng)過(guò)節(jié)流減壓 閥溫度降至約-180度，依次提供深冷精餾塔一 1和深冷精餾塔二 2塔頂冷凝器的冷量，然 后與透平膨脹機(jī)二 12來(lái)的制冷混合冷劑混合回板翅式換熱器一 3復(fù)熱，從而形成混合冷劑 循環(huán)。本實(shí)用新型的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置其加工制作非 常簡(jiǎn)單方便，按說(shuō)明書附圖所示加工制作即可。除說(shuō)明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求1.回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，包括深冷精餾塔一、深冷精餾 塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，其特征在于板翅式換熱器一通過(guò)管道與深冷精 餾塔一構(gòu)成循環(huán)回路，深冷精餾塔一的頂部通過(guò)管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一 的底部通過(guò)管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過(guò)管道與板翅式換熱器二連接，板 翅式換熱器二通過(guò)管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過(guò)管 道與氣液分離器二構(gòu)成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其特征 在于氨氣壓縮機(jī)和水冷卻器二通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一連接構(gòu)成回路；水冷卻器 一和混合冷劑壓縮機(jī)通過(guò)管道串聯(lián)后與板翅式換熱器一連接構(gòu)成回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，其特征 在于透平膨脹機(jī)一通過(guò)管道與板翅式換熱器一構(gòu)成回路；透平膨脹機(jī)二通過(guò)管道與板翅式 換熱器一構(gòu)成回路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種回收和分離合成氨放空氣和弛放氣中各組分的裝置，屬于合成氨生產(chǎn)和天然氣工業(yè)的交叉領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)包括深冷精餾塔一、深冷精餾塔二、板翅式換熱器一和板翅式換熱器二，板翅式換熱器一通過(guò)管道與深冷精餾塔一構(gòu)成循環(huán)回路，深冷精餾塔一的頂部通過(guò)管道與深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔一的底部通過(guò)管道與氣液分離器一連接，氣液分離器一通過(guò)管道與板翅式換熱器二連接，板翅式換熱器二通過(guò)管道分別與板翅式換熱器一、深冷精餾塔二連接，深冷精餾塔二通過(guò)管道與氣液分離器二構(gòu)成回路。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，能在合理能耗條件下大大提高合成氨廠經(jīng)濟(jì)效益，降低了生產(chǎn)成本，降低了對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C07C9/04GK201785192SQ20102051254
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者付紅艷, 商麗娟, 夏修慶, 姚云, 曲順利, 王漢杰, 郭方飛 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司, 海洋石油工程股份有限公司