专利名称：回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及合成氨生产和天然气工业的交叉领域，具体地说是回收和分离合 成氨放空气和弛放气中各组分的装置。
背景技术：
我国合成氨生产设备是大、中、小规模并存，目前有合成氨生产企业600家左右， 超过30万吨/年的企业数量约占总数的5%，而生产能力却占中国合成氨总生产能力的 22%，将近1/4。合成氨一直是化工产业的能耗大户，国家近几年来一直致力于合成氨节 能工程，这就有必要对合成氨回收过程进行一优化。合成氨生产过程中，合成工段放空气 和液氨储槽排放弛放气中共约含甲烷34. 8Nm3/吨氨，氩气7. 5Nm3/吨氨，氮气30. 2Nm3/吨 氨，如果按30万吨氨/年的生产规模和300天操作时间计算，以上各组分的量分别对应 3. 48 X IO4NmVd甲烷，7500Nm3/d的氩气和3. 02 X IO4NmVd的氮气。如果回收甲烷制成液体 甲烷、回收氩气制成液氩，氮气回合成工段，将带来极大的经济和环保效益，但到目前为止， 尚未有有效分离以上各组分的装置。
发明内容本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种设计合理、运行稳定、环境 友好的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该装置包括深冷精馏塔一、深 冷精馏塔二、板翅式换热器一和板翅式换热器二，板翅式换热器一通过管道与深冷精馏塔 一构成循环回路，深冷精馏塔一的顶部通过管道与深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔一的底 部通过管道与气液分离器一连接，气液分离器一通过管道与板翅式换热器二连接，板翅式 换热器二通过管道分别与板翅式换热器一、深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔二通过管道与 气液分离器二构成回路。氨气压缩机和水冷却器二通过管道串联后与板翅式换热器一连接构成回路；水冷 却器一和混合冷剂压缩机通过管道串联后与板翅式换热器一连接构成回路。透平膨胀机一通过管道与板翅式换热器一构成回路；透平膨胀机二通过管道与板 翅式换热器一构成回路。本实用新型的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置和现有技术相 比，具有设计合理、运行稳定等特点，能在合理能耗条件下大大提高合成氨厂经济效益，降 低了生产成本，降低了对环境的污染。
以下结合附图
对本实用新型进一步说明。附图为回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置的结构示意图。图中1、深冷精馏塔一，2、深冷精馏塔二，3、板翅式换热器一，4、板翅式换热器二，5、气液分离器一，6、气液分离器二，7、氨气压缩机，8、水冷却器二，9、水冷却器一，10、混合 冷剂压缩机，11、透平膨胀机一，12、透平膨胀机二。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置，其结构包括深 冷精馏塔一 1、深冷精馏塔二 2、板翅式换热器一 3和板翅式换热器二 4，板翅式换热器一 3 通过管道与深冷精馏塔一 1构成循环回路，深冷精馏塔一 1的顶部通过管道与深冷精馏塔 二 2连接，深冷精馏塔一 1的底部通过管道与气液分离器一 5连接，气液分离器一 5通过管 道与板翅式换热器二 4连接，板翅式换热器二 4通过管道分别与板翅式换热器一 3、深冷精 馏塔二 6连接，深冷精馏塔二 2通过管道与气液分离器二 6构成回路。氨气压缩机7和水冷却器二 8通过管道串联后与板翅式换热器一 3连接构成回 路；水冷却器一 9和混合冷剂压缩机10通过管道串联后与板翅式换热器一 3连接构成回 路；透平膨胀机一 11通过管道与板翅式换热器一 3构成回路；透平膨胀机二 12通过管道与 板翅式换热器一 3构成回路。工作流程提氢后经过压缩机压缩的尾气进入板翅式换热器一 3，由氨预冷提供 主要的预冷冷量将其温度降低，然后从板翅式换热器一 3引出，进入深冷精馏塔一 1底部作 为再沸器的热源，而自身被进一步冷却，之后重新进入板翅式换热器一 3，在混合制冷剂提 供主要冷量的条件下，该尾气冷凝为液态，经节流减压进入深冷精馏塔一 1，在深冷精馏塔 一 1内与塔顶回流充分接触换热进行精馏，塔底为主要成分是甲烷的液体。甲烷液体经过 节流减压阀降低到储存压力，生成的气液混合物则通过气液分离器一 5进行分离。塔顶为 含氩的氮气，进入深冷精馏塔二 2与塔顶回流换热精馏，氩气以液态从塔底流出，塔顶引出 较纯的氮气。液态氩经过减压节流阀后进入气液分离器二 6进行气液分离，气液分离器二 6 的气相主要为氮气，与提氩后的氮气混合，因其温度低，与气液分离器一 5的气相换热后使 其冷凝，重新回到气液分离器一 5(也可以回到液态甲烷储罐)，氮气混合气回板翅式换热 器一3复热后回合成工段。混合冷剂经过氨气压缩机7、混合冷剂压缩机10压缩；水冷却器二 8、水冷却器一 9水冷后进入板翅式换热器一 3，经氨预冷后，引出一股进入透平膨胀机一 11，膨胀制冷后 回板翅式换热器一 3提供未引出板翅式换热器一 3混合冷剂继续冷却的冷量。当混合冷剂 冷却到一定温度后，再引出一股进入透平膨胀机二 12，膨胀制冷后提供板翅式换热器一 3 的主要冷量。剩余的一股混合冷剂进一步冷却后，从板翅式换热器一 3引出经过节流减压 阀温度降至约-180度，依次提供深冷精馏塔一 1和深冷精馏塔二 2塔顶冷凝器的冷量，然 后与透平膨胀机二 12来的制冷混合冷剂混合回板翅式换热器一 3复热，从而形成混合冷剂 循环。本实用新型的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置其加工制作非 常简单方便，按说明书附图所示加工制作即可。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置，包括深冷精馏塔一、深冷精馏 塔二、板翅式换热器一和板翅式换热器二，其特征在于板翅式换热器一通过管道与深冷精 馏塔一构成循环回路，深冷精馏塔一的顶部通过管道与深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔一 的底部通过管道与气液分离器一连接，气液分离器一通过管道与板翅式换热器二连接，板 翅式换热器二通过管道分别与板翅式换热器一、深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔二通过管 道与气液分离器二构成回路。
2.根据权利要求1所述的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置，其特征 在于氨气压缩机和水冷却器二通过管道串联后与板翅式换热器一连接构成回路；水冷却器 一和混合冷剂压缩机通过管道串联后与板翅式换热器一连接构成回路。
3.根据权利要求1所述的回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置，其特征 在于透平膨胀机一通过管道与板翅式换热器一构成回路；透平膨胀机二通过管道与板翅式 换热器一构成回路。
专利摘要本实用新型公开了一种回收和分离合成氨放空气和弛放气中各组分的装置，属于合成氨生产和天然气工业的交叉领域，其结构包括深冷精馏塔一、深冷精馏塔二、板翅式换热器一和板翅式换热器二，板翅式换热器一通过管道与深冷精馏塔一构成循环回路，深冷精馏塔一的顶部通过管道与深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔一的底部通过管道与气液分离器一连接，气液分离器一通过管道与板翅式换热器二连接，板翅式换热器二通过管道分别与板翅式换热器一、深冷精馏塔二连接，深冷精馏塔二通过管道与气液分离器二构成回路。本实用新型具有设计合理、运行稳定等特点，能在合理能耗条件下大大提高合成氨厂经济效益，降低了生产成本，降低了对环境的污染。
文档编号C07C9/04GK201785192SQ20102051254
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者付红艳, 商丽娟, 夏修庆, 姚云, 曲顺利, 王汉杰, 郭方飞 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油山东化学工程有限责任公司, 海洋石油工程股份有限公司