专利名称：合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及合成氨生产中，对合氨工段高压放空气中氨的回收技术，特别是
高压等压直接回收成液氨的技术。
背景技术：
在合成氨生产合成工段中，主要是完成氢气与氮气进行化学反生成氨；根据反应
的特点，在高温，高压，并要有催化剂的作用下完成，反应生成的氨经冷凝后形成液氨，与气
体进行分离；由于在合成氨的原料气的制取过程中，氮气来源于空气，空气中的除氧气与氮
气外的惰性气体也就带入合成氨的原料气中，氢气来源于水蒸与煤碳、或天然气发生气化
反应，同时始终有少量的甲烷产生，在一系列的净化过程中有少量(1.5% -2.5% )的甲烷
是没有被除去，而是随原料气进入了合成氨工段；而微量的惰性气体与少量的甲烷并不能
在合成工段靠化学反应消耗，随着合成氨生产的连续进行，便在合成工段系统内积累起来，
当达到一定的量时便要进行放空置换掉，从而维持合成工段生产的连续进行。 而放掉这部份积存在系统内的不反应气体时，一部分有用的氢气、氮气、氨气也就
同时被放掉，对于合成氨生产这部分气体叫合成氨高压放空气，这部分气在工艺过程中必
需要进行回收与处理其中的氢气、甲烷、氨气，一是要降低合成氨消耗，同时也是要保护环
境不能直接对大气排放；而回这利用这部分放气首先是要回收处理其中的氨，才能进行气
其它组分的回收处理，传统的对于这部分放空气中氨气的回收采用软水洗涤的办法，获得
一定浓度氨水(浓度一般在10% -15% )，从而使气体得到净化，而对于这部分回收产生稀
氨水再用于碳铵生产来消耗掉。现由于碳铵受市场的影响，越来越不被市场接受，因此不少
厂家转产液氨，或压縮碳铵产量，这样对于稀氨水消耗便大大减少，出现稀氨水过剩，外排
环境污染大；不得不上蒸氨装置来处理这部分稀氨水；这种方法投资大，运行复杂，蒸汽耗
量大；现行各种技术都是以提高回收效果，少用水、提高稀氨水的浓度，从而减少稀氨水的
量；这种用水来回收氨的方法产生的氨水本身就会形成二次污染；
发明内容本实用新型的目的是提供一种装置系统，该装置系统是将放空气在高压下进行深度冷却，利用拉尔逊原理，再采用高压等压分离设备使90%的冷凝气氨与不凝气体分离，直接回收其中的90%气氨为液氨的装置系统。 —种合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置，包括合成氨工段放气装置，其特征在于还包括第一等高压氨换热器、第二等高压气换热器、等高压气液分离器、膨胀制冷机；合成氨工段的放空气的通道是合成氨工段放气装置 一一 第一等高压氨换热器 一一 第二等高压气换热器 一一 等高压气液分离器；等高压气液分离器中的液氨从等高压气液分离器下面的放氨阀流出；等高压气液分离器中的气体从等高压气液分离器上面通过减压进入膨胀制冷机，膨胀制冷机的出气管与第二等高压气换热器的介质通道相通。[0006] 每个部件的进出管道上设有阀门。[0007] 为了实现以上目的，本实用新型的具体内容如下 合成氨生产中合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置包括高压等压深度冷却装置单元、高压等压液氨分离装置单元和膨胀制冷装置单元，所述的高压等压深度冷却装置单元当中合成氨系统与放空阀相连，放空阀冷却器相连，同时加氨阀与氨冷却器相连，气氨出口阀与氨冷却器相连，第一等高压氨冷却器与与第二等高压气冷却器相连，同时冷气加入阀与第二等高压气冷却器相连，冷气出口阀与第二等高压气冷却器相连，第二等高压气冷却器与高压等压氨分离装置单元中的等高压气液分离器相连，所叙述的高压等压氨分离装置单元中等高压气液分离器与放氨阀相连，同时等高压气液分离器与膨胀制冷装置单元中的减压阀相连，所叙述的膨胀制冷装置单元中减压阀与膨胀制冷机相连，同时膨胀制冷机又与第二等高压气换热器冷气加入阀相连。 使用本发明统系，可以把合成氨工段放气装置放出的带有惰性气体、甲烷、氢气、氮气、氨气的合成氨工段的放空气中，直接分离出氨浓度为99 %的液氨。 使用本发明统系的方法把合成氨工段放气装置放出的高压状态的合成氨工段的放空气通入第一等高压氨换热器放空气通道，同时向第一等高压氨换热器的介质通道中通入浓度为99%的液氨作为冷却介质，将第一等高压氨换热器放空气通道中的合成氨工段
的放空气冷却到-5t: -i(rc，再通入第二等高压气换热器放空气通道进行第二次冷却。
向第二等高压气换热器的介质通道中通入的是本发明系统中，后续工艺中产生的回用冷却气，回用冷却气在第二等高压气换热器中把放空气冷却到_20°C -30°〇后通入等高压气
液分离器。在等高压气液分离器中，-201: -301:的放空气分离出90%的液氨，和惰性气
体、甲烷、氢气、氮气、这四种剩余气体。90%的液氨从等高压气液分离器下面放出，实现直
接从合成氨工段的放空气中制回收成液氨的目的，四种剩余气体从等高压气液分离器上面
通过减压通入膨胀制冷机中，膨胀制冷机把高压的四种剩余气体降压制冷，然后把-4(TC左右的四种低压剩余气通入第二等高压气换热器的介质通道中对第二等高压气换热器中的放空气进行冷却。 本实用新型的优点用两次冷等高压却法，把合成氨工段的放空气冷却到能把气
态氨变为液氮，同时保持惰性气体、甲烷、氢气、氮气为气体状态，从而可很容易的把液氮氨
从惰性气体、甲烷、氢气、氮气中分离出的目的。对合成氨工段的放空气中的氨回收处理比
传统方式投资更省，艺流程更短，投资更省；而且回收更彻底，更环保。 使本实用新型后的经济效果如下 (1)通过测算，吨氨回收的液氨为22-16公斤。 (2)减少稀氨量的产生，比传统回收方式吨氨少产生稀氨水0. 11立方(浓度约15% )。 (3)吨氨少耗脱盐水(或软化水)0. 11立方。 (4)通过蒸氨方法回收这部分氨，则要多耗蒸汽26. 4公斤。
图1本实用新型的连接关系结构示意图； 图中1是合成氨工段放气装置、2是第一等高压氨换热器、3是第二等高压气换热器、4是等高压气液分离器、5是膨胀制冷机。
具体实施方式下面结合具体实施方式
和附图对本实用新型做进一步说明。 冷凝回收合成氨工段的放空气制液氨的系统，包括合成氨工段放气装置1、第一等高压氨换热器2、第二等高压气换热器3、等高压气液分离器4、膨胀制冷机5等主要装置或部件；合成氨工段的放空气的通道是合成氨工段放气装置1一一第一等高压氨换热器2—一第二等高压气换热器3—一等高压气液分离器4 ;等高压气液分离器4中的液氨从等高压气液分离器4下面的放氨阀流出；等高压气液分离器4中的气体从等高压气液分离器4上面通过减压进入膨胀制冷机5，。膨胀制冷机5的出气管与第二等高压气换热器3的介质通道相通。，其每个部件的进出管道上设有32mPa的高压阀门。第一等高压氨换热器2的介质通道中通入浓度为99%的液氨作为冷却介质，其每个部件的进出管道上设有22mPa的氨用阀门。
合成氨工段放气装置1 :是现有合成氨系统中的一个高压容器；[0022] 第一等高压氨换热器2 :是32mPa的高压换热器；[0023] 第二等高压气换热器3 :是32mPa的高压换热器；[0024] 等高压气液分离器4 :是32mPa的高压气液分离器；[0025] 膨胀制冷机5 :是1. 5mPa的高压膨胀制冷机。
权利要求合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置，包括合成氨工段放气装置(1)，其特征在于还包括第一等高压氨换热器(2)、第二等高压气换热器(3)、等高压气液分离器(4)、膨胀制冷机(5)；合成氨工段的放空气的通道是合成氨工段放气装置(1)----第一等高压氨换热器(2)----第二等高压气换热器(3)----等高压气液分离器(4)；等高压气液分离器(4)中的液氨从等高压气液分离器(4)下面的放氨阀流出；等高压气液分离器(4)中的气体从等高压气液分离器(4)上面通过减压进入膨胀制冷机(5)，膨胀制冷机(5)的出气管与第二等高压气换热器(3)的介质通道相通。
2. 根据权利要求1所述的合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置，其特征在于每个部件的进出管道上设有阀门。
专利摘要本实用新型合成氨工段高压放空气等高压回收液氨系统装置涉及合成氨生产中高压工段放空气中对氨的回收技术。包括合成氨工段放气装置、第一等高压氨换热器、第二等高压气换热器、等高压气液分离器、膨胀制冷机；合成氨工段的放空气的通道是合成氨工段放气装置—第一等高压氨换热器—第二等高压气换热器—等高压气液分离器；液氨从等高压气液分离器下面流出，气体从等高压气液分离器上面通过减压进入膨胀制冷机，膨胀制冷机的出气管与第二等高压气换热器的介质通道相通。优点用两次冷却法，把合成氨工段的放空气冷却到能把气态氨变为液氮，与其它气体分离。比传统方式投资更省，艺流程更短，投资更省；而且回收更彻底，更环保。
文档编号C01C1/12GK201473331SQ20092017646
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者孙文行, 孙文辉, 陈国民 申请人:孙文辉;孙文行;陈国民