一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统的制作方法

1.本发明涉及高分子材料合成工技术领域，特别涉及一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统。


背景技术：

2.液氨，又称为无水氨，呈无色液体状，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成铵根离子nh4 、氢氧根离子oh-，呈碱性的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。
3.由于常压、低温液氨在生产、储存及对外销售过程中，需要提压输送、循环保冷和提温销售，涉及到动力电、蒸汽等资源的消耗。为达到节能降耗、降低运行成本的目的，本发明提出了一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统。


技术实现要素：

4.本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统。
5.本发明是通过如下技术方案实现的：
6.一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：包括氨合成生产装置和冰机制冷装置，所述氨合成生产装置产生的液氨经管线接入冰机制冷装置；所述冰机制冷装置包括常压低温液氨和常温低压液氨两个出口，其中，常压低温液氨出口连接到常压低温液氨储罐，常温低压液氨出口连接到常温低压液氨球罐。
7.所述冰机制冷装置包括冰机、低压氨分离器、冰机液氨储槽、氨加热器、常压氨分离器和液氨泵，所述冰机出口通过冰机液氨储槽连接到氨加热器，所述氨合成生产装置出口经所述低压氨分离器连接到所述冰机制冷装置。
8.所述低压氨分离器连接到冰机液氨储槽，先后经所述冰机液氨储槽、氨加热器、常压氨分离器和液氨泵连接到常压低温液氨出口。
9.所述低压氨分离器经氨加热器连接到常温低压液氨出口；所述低压氨分离器与冰机液氨储槽分别接入氨加热器的不同换热管，以实现热交换。
10.所述冰机液氨储槽经氨加热器直接连接到低温甲醇洗各氨冷器。
11.所述冰机制冷装置的常压低温液氨出口还连接到低温甲醇洗各氨冷器，常温低压液氨出口还连接到尿素生产装置。
12.所述氨合成生产装置包括合成气压缩机、热交换器、合成塔、蒸汽过热器、废热锅炉、软水加热器、水冷器、后水冷器、冷交换器、一级氨分离器、一级氨冷器、二级氨冷器、二级氨分离器和一级闪蒸槽，所述一级闪蒸槽连接到低压氨分离器。
13.所述氨加热器与常压氨分离器之间还连接有氨冷器，用于实现低压热氨的降温降
压。
14.冰机液氨储槽通过氨合成生产装置的一级氨冷器和二级氨冷器连接到常压氨分离器。
15.本发明的有益效果是：该生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，不仅能够提高制冷功率，降低冰机动力蒸汽消耗，还能够实现低压、常压两套流程的互相切换或单一运行，实现了生产路线的灵活调度和调节，从而才能够维持生产最大化运行，极大的提高了生产效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.附图1为本发明生产低压和常压产品液氨的氨合成系统示意图。
18.附图中，1合成气压缩机、2热交换器、3合成塔、4蒸汽过热器、5废热锅炉、6软水加热器、7水冷器、8后水冷器、9冷交换器、10一级氨分离器、11一级氨冷器、12二级氨冷器、13二级氨分离器、14一级闪蒸槽、15冰机、16低压氨分离器、17冰机液氨储槽、18氨加热器、19常压氨分离器、20液氨泵、21常压低温液氨储罐、22液氨装车泵a、23保安冰机、24液氨换热器、25常温低压液氨球罐、26液氨装车泵b、27去冰机液氨储槽调阀、28去尿素装置调阀、29去液氨球罐调阀、30去常压储罐调阀、31二级氨冷器至常压氨分离器调阀、32液氨泵至低甲手阀、33冰机液氨储槽至低甲手阀、34常压低温液氨储罐至保安冰机气氨手阀、35常压低温液氨储罐至冰机气氨手阀。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
20.该生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，包括氨合成生产装置和冰机制冷装置，所述氨合成生产装置产生的液氨经管线接入冰机制冷装置；所述冰机制冷装置包括常压低温液氨和常温低压液氨两个出口，其中，常压低温液氨出口连接到常压低温液氨储罐21，常温低压液氨出口连接到常温低压液氨球罐25。
21.所述冰机制冷装置包括冰机15、低压氨分离器16、冰机液氨储槽17、氨加热器18、常压氨分离器19和液氨泵20，所述冰机15出口通过冰机液氨储槽17连接到氨加热器18，所述氨合成生产装置出口经所述低压氨分离器16连接到所述冰机制冷装置。
22.所述低压氨分离器16连接到冰机液氨储槽17，先后经所述冰机液氨储槽17、氨加热器18、常压氨分离器19和液氨泵20连接到常压低温液氨出口。
23.所述低压氨分离器16经氨加热器18连接到常温低压液氨出口；所述低压氨分离器16与冰机液氨储槽17分别接入氨加热器18的不同换热管，以实现热交换。
24.所述冰机液氨储槽17经氨加热器18直接连接到低温甲醇洗各氨冷器(简称低甲或低甲装置)。
25.所述冰机制冷装置的常压低温液氨出口还连接到低温甲醇洗各氨冷器，常温低压液氨出口还连接到尿素生产装置。
26.所述氨合成生产装置包括合成气压缩机1、热交换器2、合成塔3、蒸汽过热器4、废热锅炉5、软水加热器6、水冷器7、后水冷器8、冷交换器9、一级氨分离器10、一级氨冷器11、二级氨冷器12、二级氨分离器13和一级闪蒸槽14，所述一级闪蒸槽14连接到低压氨分离器16。
27.所述氨加热器18与常压氨分离器19之间还连接有氨冷器，用于实现低压热氨的降温降压。
28.冰机液氨储槽17通过氨合成生产装置的一级氨冷器11和二级氨冷器12连接到常压氨分离器19。
29.实施例1
30.氨合成生产流程如下：
31.来自液氮洗的5.3mpa新鲜气进入合成气压缩机1，与来自冷交换器9的13mpa循环气在合成压缩机内1混合后，压缩至14mpa出合成气压缩机1，进入热交换器2内与来自软水加热器6出口的合成气交换热量后，温度提至195℃进入合成塔3。合成塔3出口合成气进入蒸汽过热器4内，与2.5mpa饱和蒸汽换热降温至415℃后，进入废热锅炉5内与热软水换热降温至270℃，进入软水加热器6内与软水换热降温至224℃，进入热交换器2内与合成气压缩机1出口原料气换热降温至74℃。进入水冷器7内与循环水换热降温至37℃，进入后水冷器8内与冷水换热降温至29℃，进入冷交换器9内与二级氨分离器13来的冷气换热降温至19℃，进入一级氨分离器11分离液氨，分离后的液氨从一级氨分离器11进入一级闪蒸槽14；一级氨分离器10出口的合成气进入一级氨冷器11内，与来自冰机液氨储槽17的液氨换热降温至8℃，进入二级氨冷器12内与液氨换热降温至-8℃，进入二级氨分离器13，分离后的液氨从二级氨分离器13进入一级闪蒸槽14；二级氨分离器13出口的合成气进入冷交换器9内，与高温合成气换热提温至24℃，进入合成气压缩机1循环段。
32.以常温低压液氨球罐为主，以常压低温液氨储罐为辅的流程：
33.来自14一级闪蒸槽的5.5mpa液氨，减压至2.5mpa进入冰机系统16低压氨分离器，16低压氨分离器出口分为两路：
34.一路减压至1.6mpa进入17冰机液氨储槽，在17液氨储槽内与冰机制冷系统的液氨混合后，进入18氨加热器内与冷氨换热降温至20℃，分为两支：一支去低温甲醇洗各氨冷器；另一支减压至0.37mpa进入11合成一级氨冷器内，与来自10一级氨分离器出口的合成气换热气化降温至3℃，减压至0.15mpa进入12二级氨冷器内与合成气换热气化降温至-13℃，减压至0.1mpa进入19冰机常压氨分离器，在19常压氨分离器闪蒸降温至-33℃，出口液氨进入20液氨泵，提压至0.6mpa出口分为两条：一条进入常压低温液氨储罐21存储；一条输送至低温甲醇洗各氨冷器使用。
35.另一路进入氨加热器18与来自冰机液氨储槽17的热氨换热提温至20℃，在氨加热器18出口分为两支：一支去尿素装置；一支减压至0.8-1.6mpa进入常温低压液氨球罐25存储。
36.常压低温液氨储罐21出口液氨，进入液氨装车泵a22，提压至1.6mpa进入液氨换热器24内与热甲醇换热提温至20℃，送往装车站灌装鹤管。常压低温液氨储罐21出口气氨，进入保安冰机23，压缩冷却后经储槽送回常压低温液氨储罐21。
37.常温低压液氨球罐25出口液氨，进入液氨装车泵b26，提压至1.6mpa送往装车站灌装鹤管。
38.关闭流程：关闭液氨泵至低甲手阀32，停止常压低温液氨出口向低温甲醇洗各氨冷器的输送。
39.实施例2
40.氨合成生产流程见实施例1，以常压低温液氨储罐为单线的流程如下：
41.来自一级闪蒸槽14的5.5mpa液氨，减压至2.5mpa进入冰机系统低压氨分离器16，低压氨分离器16出口分为两路：
42.一路减压至1.6mpa进入冰机液氨储槽17，在冰机液氨储槽17内与冰机制冷系统的液氨混合后，进入氨加热器18内与冷氨换热降温至20℃，分为两支：一支减压至0.37mpa进入一级氨冷器11内，与来自一级氨分离器10出口的合成气换热气化降温至3℃，减压至0.15mpa进入二级氨冷器12内与合成气换热气化降温至-13℃，减压至0.1mpa进入常压氨分离器19，在常压氨分离器19闪蒸降温至-33℃，出口液氨进入液氨泵20，提压至0.6mpa出口分为两条：一条进入常压低温液氨储罐21存储；一条输送至低温甲醇洗各氨冷器使用。
43.一路进入氨加热器18与来自冰机液氨储槽17的热氨换热提温至20℃，氨加热器18出口去尿素装置。
44.常压低温液氨储罐21出口液氨，进入液氨装车泵a22，提压至1.6mpa进入液氨换热器24内与热甲醇换热提温至20℃，送往装车站灌装鹤管。常压低温液氨储罐21出口气氨，进入保安冰机23，压缩冷却后经储槽送回常压低温液氨储罐21。
45.关闭流程：关闭冰机液氨储槽至低甲手阀33、关闭去液氨球罐调阀29，停用常温低压液氨球罐25，停用液氨装车泵b26。
46.实施例3
47.氨合成生产流程见实施例1，以常温低压液氨球罐为单线的流程如下：
48.来自一级闪蒸槽14的5.5mpa液氨，减压至2.5mpa进入冰机系统低压氨分离器16，低压氨分离器16出口分为两路：
49.一路减压至1.6mpa进入冰机液氨储槽17，在冰机液氨储槽内17与冰机制冷系统的液氨混合后，进入氨加热器18内与冷氨换热降温至20℃，分为两支：一支减压至0.37mpa进入一级氨冷器11内，与来自一级氨分离器10出口的合成气换热气化降温至3℃，减压至0.15mpa进入二级氨冷器12内与合成气换热气化降温至-13℃；另一支去低温甲醇洗各氨冷器。
50.一路进入氨加热器18与来自冰机液氨储槽17的热氨换热提温至20℃，氨加热器18出口分为两支：一支去尿素装置；一支减压至0.8-1.6mpa进入常温低压液氨球罐25存储。
51.常温低压液氨球罐25出口液氨，进入液氨装车泵b26，提压至1.6mpa送往装车站灌装鹤管。
52.关闭流程：关闭去常压储罐调阀30、关闭二级氨冷器至常压氨分离器调阀31、关闭液氨泵至低甲手阀32、关闭常压低温液氨储罐至保安冰机气氨手阀34、打开常压低温液氨
储罐至冰机气氨手阀35，停用常压低温液氨储罐21，停用液氨装车泵a22，停用保安冰机23，停用液氨换热器24。
53.与现有技术相比，该生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，具有以下特点：
54.第一、常压液氨生产、储存和销售流程中，生产过程经过13.5
→
5.5
→
2.5
→
1.6
→
0.37
→
0.15
→
0.1六级减压和降温至-33℃，对系统冷量需求较大，要求冰机运行负荷较高，导致动力蒸汽消耗高；储存过程中，常压液氨需液氨泵提压后分别输送常压储罐和低温甲醇洗用氨设备，液氨泵有动力电消耗，液氨储罐保冷运行需保安冰机运行，保安冰机有动力电消耗；销售过程中，从常压储罐出口的液氨经液氨装车泵提压、经液氨换热器换热提温，达到灌装条件，液氨装车泵有动力电消耗，液氨换热器有蒸汽消耗。
55.而在低压液氨生产、储存和销售流程中，生产过程经13.5
→
5.5
→
2.5
→
0.8-1.6三级减压并且温度变化不大，产出的产品液氨不再经过进一步的降压和降温，节约了制冷系统部分功率，降低了冰机动力蒸汽消耗；储存过程中，相比常压流程节约了液氨泵和保安冰机的动力电消耗；销售过程中，相比常压流程，节省了液氨装车泵的电机功率，输送过程不需加热提温，节约了蒸汽消耗。
56.第二、在流程结构上，低压、常压两套流程可实现互相切换、单一运行，也可实现互为主辅、同时运行。常规设计中，尿素装置停车后，氨合成装置以80％负荷运行，由于低压液氨生产流程作用，可实现尿素装置停车后仍然保持100％负荷运行。也可根据生产需要、设备检修、异常处理等，灵活调度和调节生产路线，维持生产最大化运行。
57.第三、在大型合成氨装置新工艺基础上，吸收并融合了传统工艺理念，既能实现全条件满负荷生产，达到产品生产过程中的工艺物料平衡和综合利用，又能进一步优化生产过程，降低动力电和蒸汽等公用资源的消耗。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：包括氨合成生产装置和冰机制冷装置，所述氨合成生产装置产生的液氨经管线接入冰机制冷装置；所述冰机制冷装置包括常压低温液氨和常温低压液氨两个出口，其中，常压低温液氨出口连接到常压低温液氨储罐（21），常温低压液氨出口连接到常温低压液氨球罐（25）。2.根据权利要求1所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述冰机制冷装置包括冰机（15）、低压氨分离器（16）、冰机液氨储槽（17）、氨加热器（18）、常压氨分离器（19）和液氨泵（20），所述冰机（15）出口通过冰机液氨储槽（17）连接到氨加热器（18），所述氨合成生产装置出口经所述低压氨分离器（16）连接到所述冰机制冷装置。3.根据权利要求2所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述低压氨分离器（16）连接到冰机液氨储槽（17），先后经所述冰机液氨储槽（17）、氨加热器（18）、常压氨分离器（19）和液氨泵（20）连接到常压低温液氨出口。4.根据权利要求3所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述低压氨分离器（16）经氨加热器（18）连接到常温低压液氨出口；所述低压氨分离器（16）与冰机液氨储槽（17）分别接入氨加热器（18）的不同换热管，以实现热交换。5.根据权利要求3所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述冰机液氨储槽（17）经氨加热器（18）直接连接到低温甲醇洗各氨冷器。6.根据权利要求1~5任意一项所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述冰机制冷装置的常压低温液氨出口还连接到低温甲醇洗各氨冷器，常温低压液氨出口还连接到尿素生产装置。7.根据权利要求6所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述氨合成生产装置包括合成气压缩机（1）、热交换器（2）、合成塔（3）、蒸汽过热器（4）、废热锅炉（5）、软水加热器（6）、水冷器（7）、后水冷器（8）、冷交换器（9）、一级氨分离器（10）、一级氨冷器（11）、二级氨冷器（12）、二级氨分离器（13）和一级闪蒸槽（14），所述一级闪蒸槽（14）连接到低压氨分离器（16）。8.根据权利要求5所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：所述氨加热器（18）与常压氨分离器（19）之间还连接有氨冷器，用于实现低压热氨的降温降压。9.根据权利要求8所述的生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，其特征在于：冰机液氨储槽（17）通过氨合成生产装置的一级氨冷器（11）和二级氨冷器（12）连接到常压氨分离器（19）。

技术总结
本发明特别涉及一种生产低压和常压产品液氨的氨合成系统。该生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，包括氨合成生产装置和冰机制冷装置，所述氨合成生产装置产生的液氨经管线接入冰机制冷装置；所述冰机制冷装置包括常压低温液氨和常温低压液氨两个出口，其中，常压低温液氨出口连接到常压低温液氨储罐，常温低压液氨出口连接到常温低压液氨球罐。该生产低压和常压产品液氨的氨合成系统，不仅能够提高制冷功率，降低冰机动力蒸汽消耗，还能够实现低压、常压两套流程的互相切换或单一运行，实现了生产路线的灵活调度和调节，从而才能够维持生产最大化运行，极大的提高了生产效率。极大的提高了生产效率。极大的提高了生产效率。


技术研发人员：张兆钰 高建平 张磊 李光 张同福
受保护的技术使用者：山东晋煤明升达化工有限公司
技术研发日：2021.10.08
技术公布日：2022/5/25