對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法，在合成氨生產(chǎn)工藝的循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水池中設(shè)置用作熱交換器的盤管，將合成氨液氮洗工序獲得的液氮洗燃料氣通入盤管中，用循環(huán)水池中的水作為熱源對(duì)液氮洗燃料氣加熱，使得液氮洗燃料氣的溫度升高至10℃～33℃后，再輸送至火炬總管。本發(fā)明采用合成氨生產(chǎn)中循環(huán)水作為熱源，不僅節(jié)約了大量的蒸汽，降低系統(tǒng)損耗，避免了因水腐蝕管道，還可以減輕冷卻塔的工作負(fù)荷。
【專利說(shuō)明】對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在合成氨生產(chǎn)中，液氮洗主要用于化肥裝置里進(jìn)行純化和制備氨氣合成氣，是氨氣合成上游的最后一道純化工藝。液氮洗的主要功能是脫除粗氫中的一氧化碳、氬氣以及甲烷等殘留雜質(zhì)，將氮?dú)浠瘜W(xué)計(jì)量比例調(diào)整到1:3。液氮洗工序所需的冷量是由高壓氮?dú)獾墓?jié)流膨脹即焦耳-湯姆遜效應(yīng)(J-T效應(yīng))提供。在裝置正常運(yùn)行期間，系統(tǒng)冷量均有富裕，富裕冷量主要以吸收了一氧化碳、氬氣以及甲烷等雜質(zhì)的液態(tài)燃料氣形式外排，溫度約-190°C。通常采用的是以蒸汽加熱至常溫后排到火炬燃燒，使得其冷量白白浪費(fèi)。同時(shí)，由于液態(tài)燃料氣在加熱前后溫差過(guò)大，當(dāng)燃料氣或蒸汽異常波動(dòng)時(shí)，會(huì)造成加熱后管道溫度變化加大，造成管道應(yīng)力增加，導(dǎo)致管道拉裂。同時(shí)由于采用蒸汽加熱導(dǎo)致火炬總管存在大量的水，容易腐蝕管道，并且管道內(nèi)部水會(huì)在管道低點(diǎn)形成液封，對(duì)火炬總管內(nèi)部氣體流通造成影響，同時(shí)在冬季低溫時(shí)，管道內(nèi)部水容易結(jié)冰造成管道應(yīng)力增加，容易拉裂管道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法，不僅可以充分利用液氮洗燃料氣冷量，還能保護(hù)火炬總管不受損壞，使得系統(tǒng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:在合成氨生產(chǎn)工藝的循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水池中設(shè)置用作熱交換器的盤管，將合成氨液氮洗工序獲得的液氮洗燃料氣通入盤管中，用循環(huán)水池中的水作為熱源對(duì)液氮洗燃料氣加熱，使得液氮洗燃料氣的溫度升高至10°c?33°C后，再輸送至火炬總管。
[0005]由于合成氨生產(chǎn)中循環(huán)水量較大，且由冷卻塔補(bǔ)充至循環(huán)水池中的循環(huán)水量巨大。比如在年產(chǎn)合成氨28萬(wàn)噸的生產(chǎn)線中，循環(huán)水池中的水量約在5000噸，溫度約在33°C，且由冷卻塔補(bǔ)充至循環(huán)水池中的循環(huán)水量約17800噸/小時(shí)。如此巨量的循環(huán)水是非常不錯(cuò)的熱源，足以對(duì)液氮洗排到火炬的液態(tài)燃料氣加熱至常溫，而液態(tài)燃料氣流量變化對(duì)出循環(huán)水池內(nèi)的水溫影響不大工。因而可以避免冷火炬總管因溫度急劇變化而導(dǎo)致管道被拉
? ο
[0006]考慮到燃料氣升溫越高，對(duì)后續(xù)的火炬燃燒越有利，因此本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案是:用循環(huán)水池中的水將液氮洗燃料氣的溫度升高至20°C?33°C。
[0007]本發(fā)明采用合成氨生產(chǎn)中循環(huán)水作為熱源，對(duì)液氮洗排到火炬的液態(tài)燃料氣加熱，不僅可以避免冷火炬總管因溫度急劇變化而導(dǎo)致管道被拉裂，而且不需要用蒸汽作為熱源對(duì)液氮洗燃料氣加熱，不僅節(jié)約了大量的蒸汽，降低系統(tǒng)損耗，而且火炬總管內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)積水，避免了因水腐蝕管道，又防止在管道低點(diǎn)形成水封而在低溫結(jié)冰天氣對(duì)管道造成的損壞。而且，液態(tài)燃料氣對(duì)循環(huán)水起到冷卻作用，降低循環(huán)水水溫，可以減輕冷卻塔的工作負(fù)荷。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]如圖1所示，合成氨生產(chǎn)中的循環(huán)水系統(tǒng)包括循環(huán)水池10、冷卻塔11、循環(huán)水泵14及出水管道13和回水管道12。循環(huán)水泵14將儲(chǔ)存在吸水井15的水送至出水管道13向整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)所需要的冷卻水。系統(tǒng)中的水經(jīng)回水管道12回流至冷卻塔11及循環(huán)水池10中，待冷卻后排到吸水井15中，如此反復(fù)循環(huán)。
[0011]液氮洗燃料氣原有加熱回路為:合成氨液氮洗工序獲得溫度約在_190°C的液氮洗燃料氣經(jīng)管道I及閥門2送入緩沖罐3中，再經(jīng)管道5與由管道4輸送的蒸汽混合升溫后送至火炬總管。
[0012]本發(fā)明保留原有液氮洗燃料氣輸送加熱管路，并在原有加熱回路上并聯(lián)本發(fā)明加熱回路。本發(fā)明加熱回路包括并聯(lián)在液氮洗燃料氣輸送管道I上的管道6、設(shè)置在循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水池10中用作熱交換器的盤管8以及將盤管出口與緩沖罐出口管道5連接的管道9，管道6上裝有閥門7。液氮洗燃料氣升溫宜在10°C以上，最好是20°C?33°C;盤管8長(zhǎng)度根據(jù)液氮洗燃料氣需要升高的溫度確定，目的是保證液氮洗燃料氣獲得足夠的熱量，以達(dá)到設(shè)定的溫度。
[0013]以年產(chǎn)合成氨28萬(wàn)噸的生產(chǎn)線為例，循環(huán)水池中的水量約在5000噸，溫度約在33°C，由冷卻塔補(bǔ)充至循環(huán)水池中的循環(huán)水量約17800噸/小時(shí)。工作時(shí)，關(guān)閉閥門2，液氮洗燃料氣由管道I經(jīng)管道6、閥門7通入盤管8中，與循環(huán)水池10中的水進(jìn)行熱交換后，再由管道9輸送至管道5，再由管道5輸送至火炬總管。用循環(huán)水池中的水作為熱源對(duì)液氮洗燃料氣加熱，可以使得液氮洗燃料氣的溫度升高至33°C ;同時(shí)，可以使循環(huán)水池中的水溫下降約0.005°C，可以減輕冷卻塔的工作負(fù)荷。
[0014]當(dāng)盤管6需維護(hù)時(shí)，可以關(guān)閉閥門7，打開(kāi)閥門2，液氮洗燃料氣輸送經(jīng)原有加熱回路輸送至火炬總管。
【權(quán)利要求】
1.對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法，其特征是:在合成氨生產(chǎn)工藝的循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水池中設(shè)置用作熱交換器的盤管，將合成氨液氮洗工序獲得的液氮洗燃料氣通入盤管中，用循環(huán)水池中的水作為熱源對(duì)液氮洗燃料氣加熱，使得液氮洗燃料氣的溫度升高至10°C?33°C后，再輸送至火炬總管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)合成氨生產(chǎn)中液氮洗燃料氣加熱的方法，其特征是:用循環(huán)水池中的水將液氮洗燃料氣的溫度升高至20°C?33°C。
【文檔編號(hào)】F28D3/00GK104266506SQ201410491444
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】戴小二, 田民鈥 申請(qǐng)人:安徽六國(guó)化工股份有限公司