專利名稱：一種塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備，尤其涉及ー種凱洛格氨合成塔的塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，合成氨エ業(yè)中，普遍采用凱洛格氨合成塔，采用該合成塔的合成氨循環(huán)エ藝中，一般采用塔前分氨系統(tǒng)，但是塔前分氨系統(tǒng)有其弊端例如，由于塔前分氨流程合成氣體在經(jīng)過合成塔105-D時(shí)，沒有進(jìn)行分氨直接進(jìn)入了 103-J循環(huán)段，而這樣將會(huì)增加103-J的功耗。實(shí)踐中，也采用了塔后分氨系統(tǒng)，即將105-D出來的氣體先經(jīng)過冷凝分氨處理，然后進(jìn)入103-J循環(huán)段，這樣將大大降低了 103-J循環(huán)系統(tǒng)的功率，進(jìn)而節(jié)約了大量的蒸氣和燃料氣，但是塔后分氨也有其弊端，由于塔后分氨流程必須設(shè)置分子篩裝置，以進(jìn)行除水和ニ氧化碳，如果分子篩出現(xiàn)故障，將影響整個(gè)合成氨流程。因此如何改進(jìn)合成氨以及其循環(huán)系統(tǒng)，以便優(yōu)化合成氨エ藝是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直致カ于研究的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備，其通過塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)在不同的工作情況下采用不同的分氨系統(tǒng)的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備其中塔后分氨系統(tǒng)是在塔前分氨系統(tǒng)上増加了 第二合成氣水冷器124-CA :設(shè)置于第一換熱器121-C出ロ處和氨冷器117-C與第二換熱器120-C的入口處，用于合成器水冷功能；第三氨冷器119-C :設(shè)置于氨分離106-F的入口處；油分其設(shè)置于合成氣壓縮機(jī)103-J出口，用以將合成氣經(jīng)過壓縮機(jī)后帶出來的油進(jìn)行分尚;分子篩，所述分子篩是加在103-J段間入口與105-F出口，用以吸附合成氣中的水和ニ氧化碳；塔后分氨系統(tǒng)中還設(shè)置有多個(gè)控制閥，用以將塔前分氨系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為塔后分氨系統(tǒng)。進(jìn)ー步地，所述控制閥優(yōu)選為8字盲板，其中，系統(tǒng)中的合成氣壓縮機(jī)103-J與第ニ換熱器120-C之間設(shè)置有第一 8字盲板；第一換熱器121-C與第二換熱器120-C之間設(shè)置有第二 8字盲板；第一換熱器121-C與合成氣壓縮機(jī)103-J之間設(shè)置有第三8字盲板；合成壓縮機(jī)段間分離器105-F與合成壓縮機(jī)103-J高壓缸入口處設(shè)置有第四8字盲板；所述新增油分離器出口處與第一換熱器121-C之間設(shè)置有第五8字盲板；所述新增水冷器與、第二換熱器120-C入口處設(shè)置有第六8字盲板；第二換熱器120-C的出口與合成氣壓縮機(jī)103-J的入口之間設(shè)置有第七8字盲板；所述分子篩的入ロ與出口處分別設(shè)置有第八8字盲板和第九8字盲板。進(jìn)ー步地，所述塔后分氨系統(tǒng)為第一至第四盲板“關(guān)”，第五至第九盲板“開”，將電動(dòng)閥門M0V-4001閥門接入塔后分氨系統(tǒng)，將分子篩并入系統(tǒng)，進(jìn)行塔后分氨；其中，塔前分氨系統(tǒng)為第一至第四盲板“開”，第五至第九盲板倒“關(guān)”，將電動(dòng)閥門M0V-4001閥門接入塔前分氨系統(tǒng)。采用了上述結(jié)構(gòu)的分氨系統(tǒng)，由于其可以通過調(diào)節(jié)8字盲板的狀態(tài)從而控制是使用塔前分氨系統(tǒng)還是塔后分氨系統(tǒng)，這種塔前塔后分氨系統(tǒng)的隨時(shí)切換可以方便根據(jù)不同的情況而選用的不同分氨系統(tǒng)，特別是塔后分氨新流程中分子篩系統(tǒng)出問題長(zhǎng)時(shí)間無法恢復(fù)或更換分子篩時(shí)，將塔后分氨新流程改為塔前分氨舊流程后，可縮短停車時(shí)間，増加公司 效益。

圖I為本實(shí)用新型塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)轉(zhuǎn)化方法的工作原理圖。第一換熱器121-C第二換熱器120-C合成氣壓縮機(jī)103-J段間分離器105-F第一合成氣水冷器124-C第二合成氣水冷器124-CA第一氨冷器117-C第二氨冷器118-C第三氨冷器119-C水分離器104-F罐氨冷器153-C氨分離器IO6-F
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本實(shí)用新型的目的以及工作原理，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。下面首先分別描述一下現(xiàn)有技術(shù)中塔前分氨系統(tǒng)和塔后分氨系統(tǒng)的工作流程以及原理，在圖I中，實(shí)線為舊流程塔前分氨系統(tǒng)，虛線為新流程塔后分氨系統(tǒng)。由圖I可知，塔前分氨流程從凈化系統(tǒng)來的氣體經(jīng)過合成氣壓縮機(jī)103-J吸入罐氨冷器153-C，被從冷凍系統(tǒng)來的液氨進(jìn)殼側(cè)冷凝，然后進(jìn)入水分離器104-F，分離了水分的氣體進(jìn)入103-J低壓缸壓縮。低壓缸出口氣依次經(jīng)過三個(gè)中間冷卻器(136-C，116-C，129-C)的管側(cè)，分別被去甲烷化的エ藝氣、冷卻水和氨冷凍劑所冷卻，然后，進(jìn)入段間分離器105-F將冷凝下來的水分離出來。氣體從105-F出來后進(jìn)入103-J高壓缸壓縮，壓カ提高到12. 37MPa。接著在缸內(nèi)最后一級(jí)葉輪入口與第一換熱器121-C來的低溫循環(huán)氣混合，被繼續(xù)壓縮到13. 3MPa，后經(jīng)過控制合成回路的隔離電動(dòng)閥M0V-4001和它的3"旁路在第一合成氣水冷器124-C中被冷卻水冷卻后，45. 8%的氣流過第二換熱器120-C的殼側(cè)，約56%的合成氣流過串聯(lián)的117-C和118-C氨冷器，這兩個(gè)氨冷器和第二換熱器120-C并聯(lián)操作，HIC-4018用于調(diào)節(jié)去第二換熱器120-C殼側(cè)的合成氣流量，兩股氣體在第三氨冷器
119-C的進(jìn)ロ會(huì)合，進(jìn)入第三氨冷器119-C被冷卻后變成氣液混合物，進(jìn)入氨分離器106-F內(nèi)，不凝循環(huán)氣進(jìn)入第二換熱器120-C的殼側(cè)，在第二換熱器120-C的殼程被124-C出來的氣體加熱后，進(jìn)入121-C的殼程，在121-C的殼程與合成塔出來的氣體在121-C換熱器的殼側(cè)換熱，合成氣在121-C的殼側(cè)被預(yù)熱進(jìn)入合成塔105-D，合成塔105-D出氣，被引入合成塔-鍋爐給水換熱器123-CA和合成塔-鍋爐給水換熱器123-C中被冷卻，最 后在合成塔進(jìn)、出氣換熱器121-C的殼側(cè)被冷卻后從121-C的殼側(cè)出來的出塔氣通過循環(huán)隔離電動(dòng)閥M0V-4002，進(jìn)入103-J的最末ー級(jí)葉輪，在103-J的高壓段被壓縮到13. 3MPa，完成一次循環(huán)。106-F分離下來的液氨，經(jīng)過液位調(diào)節(jié)閥LIC-4714調(diào)節(jié)液位后去氨分離器107-F。由圖I可知，塔后分氨流程從凈化系統(tǒng)來的氣體經(jīng)過合成氣壓縮機(jī)103-J吸入罐氨冷器153-C，被從冷凍系統(tǒng)來的液氨進(jìn)殼側(cè)冷凝，然后進(jìn)入水分離器104-F，分離了水分的氣體進(jìn)入103-J低壓缸壓縮。低壓缸出口氣依次經(jīng)過三個(gè)中間冷卻器(136-C，116-C，129-C)的管側(cè)，分別被去甲烷化的エ藝氣、冷卻水和氨冷凍劑所冷卻，然后，進(jìn)入段間分離器105-F將冷凝下來的水分離出來。氣體從105-F出來后進(jìn)入分子篩系統(tǒng)，由分子篩系統(tǒng)進(jìn)入103-J的ニ段吸入ロ，合成氣在壓縮機(jī)103-J的高壓缸被壓縮，壓カ提高到12. 37MPa。接著在缸內(nèi)最后一級(jí)葉輪入口與第二換熱器120-C來的低溫循環(huán)氣混合，被繼續(xù)壓縮到
13.3MPa，后經(jīng)過控制合成回路的隔離電動(dòng)閥M0V-4001和它的3"旁路進(jìn)入第一換熱器121-C的殼程，在第一換熱器121-C的殼程與合成塔出來的氣體在第一換熱器121-C換熱器的殼側(cè)換熱，合成氣在第一換熱器121-C的殼側(cè)被預(yù)熱進(jìn)入合成塔105-D，合成塔105-D出氣，被引入合成塔-鍋爐給水換熱器123-CA和合成塔-鍋爐給水換熱器123-C中被冷卻，在合成塔進(jìn)、出氣第一換熱器121-C的殼側(cè)被冷卻后從第一換熱器121-C的殼側(cè)出來再進(jìn)入124-C中被冷卻水冷卻后，45. 8%的氣流過第二換熱器120-C的殼側(cè)，約56%的合成氣流過串聯(lián)的117-C和118-C氨冷器，這兩個(gè)氨冷器和第二換熱器120-C并聯(lián)操作，HIC-4018用于調(diào)節(jié)去第二換熱器120-C殼側(cè)的合成氣流量，兩股氣體在119-C的進(jìn)ロ會(huì)合，進(jìn)入第三氨冷器被冷卻后變成氣液混合物，進(jìn)入氨分離器106-F內(nèi)，不凝循環(huán)氣進(jìn)入第二換熱器
120-C的殼側(cè)，在第二換熱器120-C的殼程被124-C出來的氣體加熱后，通過循環(huán)隔離電動(dòng)閥M0V-4002，進(jìn)入103-J的最末ー級(jí)葉輪，在103-J的高壓段被壓縮到13. 3MPa，完成一次循環(huán)。106-F分離下來的液氨，經(jīng)過液位調(diào)節(jié)閥LIC-4714調(diào)節(jié)液位后去氨分離器107-F。由前述可知，所述新流程塔后分氨系統(tǒng)是在舊流程塔前分氨系統(tǒng)中増加了相應(yīng)的用于塔后分氨的設(shè)備，具體的來說新流程塔后分氨系統(tǒng)在舊流程塔前分氨系統(tǒng)中新增了第二合成氣水冷器124-CA,所述傳統(tǒng)的塔前分氨系統(tǒng)具有第一合成氣水冷器124-C,所述該第一合成氣水冷器124-C在新流程分氨系統(tǒng)中也叫做防喘振水冷器，如圖I所示，傳統(tǒng)塔前分氨系統(tǒng)中該第一合成器水冷器124-C設(shè)置在合成氣體壓縮機(jī)103-J出ロ處，用以將103-J出口的氣體溫度降下來以便為后來的分氨降溫，新流程塔后分氨中將第一合成氣水冷器124-C設(shè)置在103-J防喘振上面(故也叫防喘振水冷器)，將新加的第二合成氣水冷器124-CA設(shè)置于第一換熱器121-C出口處和氨冷器117-C與第二換熱器120-C的入口處(注意原分氨系統(tǒng)中117-C，118-C是串聯(lián)的，而120-C與117-C和118-C是并聯(lián)的)，其作用和塔前分氨相同，均用于合成氣水冷功能。所述新流程塔后分氨系統(tǒng)還在舊流程的基礎(chǔ)上増加了第三氨冷器119-C用以通過112-F (第三閃蒸槽溫度在-33°C壓カO. 04MPA)中的氨給合成氣進(jìn)行降溫，溫度 降至_22°C，冷凝后的氨在氨分離器106-F中進(jìn)行分離。所述新流程塔后分氨系統(tǒng)還具有第二換熱器120-C，如前所述，其與串聯(lián)的117-C和118-C并聯(lián)后進(jìn)入第三氨冷器119-C，其作用是將合成氣進(jìn)行降溫，溫度降至_1°C進(jìn)入第三氨冷器119-C中進(jìn)ー步冷凝；第二換熱器120-C的冷量由氨分離器106-F提供。進(jìn)ー步地，新流程塔后分氨系統(tǒng)還包括有油分又稱油分離器，其設(shè)置于合成氣壓縮機(jī)103-J出口，用以將合成氣經(jīng)過壓縮機(jī)后帶出來的油進(jìn)行分離，因?yàn)橛褪呛铣伤|媒的毒物，其原理是油進(jìn)入合成塔后由于合成塔溫度很高(溫度在485°C左右)將油碳化附著在觸媒上使合成氣不能充分的接觸觸媒，因此為合成反應(yīng)的毒物，所以需要在前系統(tǒng)設(shè)置油分進(jìn)行除油，而舊流程的塔前分氨則不需要油分，這是因?yàn)樗胺职焙铣蓺鈮嚎s機(jī)103-J出來的合成氣首先經(jīng)過的是氨分離器106-F，油在經(jīng)過低溫后都分離在了 106-F里了，所以塔后分氨新流程一定要設(shè)置油分，進(jìn)行除油。進(jìn)ー步地，新流程塔后分氨系統(tǒng)還包括有分子篩，所述分子篩是加在103-J段間入口與105-F出口的ー套專門吸附合成氣中的水和ニ氧化碳的裝置，由于塔后分氨103-J出來的氣體首先經(jīng)過第一換熱器121-C(合成塔進(jìn)出口換熱器)進(jìn)入合成塔(因合成塔的觸媒為還原態(tài)的鐵)而合成氣中的水在進(jìn)入合成塔后會(huì)將觸媒氧化，而合成氣中的氫又能將氧化的觸媒還原為鐵，所以這樣就會(huì)造成“反復(fù)氧化還原”而使觸媒強(qiáng)度降低。進(jìn)ー步地，新流程塔后分氨系統(tǒng)還在舊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了主要起到連接設(shè)備作用的高壓管道管件。本實(shí)用新型的目的在于提供ー種新舊流程分氨系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔轉(zhuǎn)化的方法，為了實(shí)現(xiàn)該目的本實(shí)用新型在所述的新流程分氨系統(tǒng)和舊流程分案系統(tǒng)中設(shè)置了若干個(gè)控制閥，在該實(shí)施例中新流程分氨系統(tǒng)和舊流程分案系統(tǒng)中設(shè)置了九個(gè)個(gè)8字盲板。具體的來說所述合成氣壓縮機(jī)103-J與第二換熱器120-C之間設(shè)置有第一 8字盲板；所述第一換熱器121-C與第二換熱器120-C之間設(shè)置有第二 8字盲板2 ;所述第一換熱器121-C與合成氣壓縮機(jī)103-J之間設(shè)置有第三8字盲板；所述合成壓縮機(jī)段間分離器105-F與合成壓縮機(jī)103-J高壓缸入口處設(shè)置有第四8字盲板；所述新增油分離器出口處與所述第一換熱器121-C之間設(shè)置有第五8字盲板；所述新增水冷器與第二換熱器120-C入口處設(shè)置有第六8字盲板6 ;所述第二換熱器120-C的出口與合成氣壓縮機(jī)103-J的入ロ之間設(shè)置有第七8字盲板；所述分子篩的入口與出ロ處分別設(shè)置有第八8字盲板8和第九8字盲板9。進(jìn)ー步地，本實(shí)用新型所述塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的設(shè)備還包括有與M0V-4001長(zhǎng)度相同的短節(jié)。本實(shí)用新型塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可以通過下述調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化過程，如圖I所示，塔后分氨切換塔前分氨的方法將第一至第四盲板倒為“開”，第五至第九盲板倒為“夫”，將M0V-4001閥門通過短節(jié)接入塔前分氨系統(tǒng)，就可以切換成塔前分氨，這樣就可以把分子篩切除進(jìn)行檢修或更換分子篩，并且也不會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停車。[0042]塔前分氨切換塔后分氨的方法將第一至第四盲板倒為“關(guān)”，第五至第九盲板倒為“開”，將M0V-4001閥門通過短節(jié)接入塔后分氨系統(tǒng)，就完成了切換過程，將分子篩并入系統(tǒng)，進(jìn)行塔后分氨。以上所述僅是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，做出的細(xì)微變型和改進(jìn)，也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備，其特征在于在塔前分氨系統(tǒng)上增加了 第二合成氣水冷器設(shè)置于第一換熱器出ロ處和氨冷器與第二換熱器的入口處； 第三氨冷器設(shè)置于氨分離的入口處； 油分其設(shè)置于合成氣壓縮機(jī)出ロ； 分子篩，所述分子篩是加在合成氣壓縮機(jī)段間入口與段間分離器出ロ； 塔后分氨系統(tǒng)中還設(shè)置有多個(gè)控制閥。
2 如權(quán)利要求I所述的塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)控制閥為多個(gè)8字盲板；其中，系統(tǒng)中的合成氣壓縮機(jī)與第二換熱器之間設(shè)置有第一8字盲板(I);第一換熱器與第二換熱器之間設(shè)置有第二 8字盲板(2);第一換熱器與合成氣·壓縮機(jī)之間設(shè)置有第三8字盲板(3);合成壓縮機(jī)段間分離器與合成壓縮機(jī)高壓缸入口處設(shè)置有第四8字盲板(4);所述新增油分離器出ロ處與第一換熱器之間設(shè)置有第五8字盲板(5);所述新增水冷器與第二換熱器入口處設(shè)置有第六8字盲板￠);第二換熱器的出口與合成氣壓縮機(jī)的入口之間設(shè)置有第七8字盲板(7);所述分子篩的入口與出口處分別設(shè)置有第八8字盲板(8)和第九8字盲板(9)。
3.如權(quán)利要求2所述的塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備其特征在于塔后分氨系統(tǒng)為第一至第四盲板為“關(guān)”，第五至第九盲板為“開”，所述電動(dòng)閥門連接入塔后分氨系統(tǒng)，所述分子篩并入系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求2所述的塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備其特征在于塔前分氨系統(tǒng)為第一至第四盲板為“開”，第五至第九盲板為“關(guān)”，所述電動(dòng)閥門連接入塔前分氨系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于氨合成系統(tǒng)中的塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)可切換設(shè)備，所述塔后分氨系統(tǒng)在塔前分氨系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又設(shè)置有安裝于第一換熱器出口處和氨冷器與第二換熱器的入口處的第二合成氣水冷器；設(shè)置于氨分離的入口處的第三氨冷器；設(shè)置于合成氣壓縮機(jī)出口的油分；分子篩，所述分子篩設(shè)置于合成氣壓縮機(jī)段間入口與段間分離器出口處；并且塔后分氨系統(tǒng)中還設(shè)置有多個(gè)控制閥，該控制閥用于控制塔前分氨系統(tǒng)與塔后分氨系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。采用了上述結(jié)構(gòu)的分氨設(shè)備，由于塔前塔后分氨系統(tǒng)可隨時(shí)方便切換，根據(jù)不同的情況而選用的不同分氨系統(tǒng)，從而增加了公司效益。
文檔編號(hào)C01C1/04GK202482077SQ20122009967
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者于曉鑫, 孫長(zhǎng)俊, 彭定中, 汪萬新, 王秀瑛, 蔣遠(yuǎn)華 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古鄂爾多斯聯(lián)合化工有限公司