CN109734104A - 一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置及方法，该装置包含：氨吸收塔，其与前端合成氨***相连，用于吸收该前端合成氨***合成的氨；氨汽提塔，其与氨吸收塔通过第一管道和第二管道连通，且其侧壁上设有：循环管道；氨水槽，其与氨吸收塔通过第三管道连通，且用于生产不同浓度的氨水；氨水换热器，其用于对第一管道和第二管道内物质进行换热；氨水水冷器，其设置在第一管道上；以及氨水再沸器，其设置在循环管道上。本发明的装置及方法降低了驰放气***中压蒸汽的消耗，达到节能降耗的效果，稳定了***操作，且增加了氨水产品。

Description

一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置及方法

技术领域

本发明属于合成氨技术领域，具体涉及一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置及方法。

背景技术

合成氨是指由氮气和氢气在高温高压和催化剂作用下直接合成氨气，在化工厂，合成氨可为后续生产提供原料，是生产化肥及冷冻剂和化工原料的主要来源，在生产经营中具有重要作用。

在合成氨装置中，前端转化***加入了大量空气，空气中的惰性气体不参与任何反应，最终在合成回路中累积，不仅增加了合成气压缩机的功耗，也对合成氨反应不利。为控制惰性气体的含量，将经过冷冻分离后的合成气引出一股作为驰放气排出***。这股驰放气中含有约5％的气氨，必须加以回收，因此设置有驰放气***。通常，驰放气首先进入氨吸收塔以氨水形式被回收，生成浓度为18％-19％的氨水，再将生成的氨水送到氨汽提塔中，用中压蒸汽进行加热汽提，回收的氨气经冷却进入氨水槽中，为保证氨吸收塔出口的驰放气中氨含量合格，每小时需消耗两吨汽提蒸汽，而且在运行过程中会经常出现汽提温度波动，影响汽提效果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置及方法，该装置无需消耗中压蒸汽，而且获得了氨水。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，该装置包含：用于合成氨的前端合成氨***，该装置包括：氨吸收塔，其与所述前端合成氨***相连，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔以进行吸收，并将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***；氨汽提塔，其与所述氨吸收塔通过第一管道、第二管道和均压管道连通，该第一管道用于将经过汽提后的水引入所述的氨吸收塔，该第二管道用于将所述氨吸收塔的氨水输送至氨汽提塔，该均压管道用于将除去氨后的合格气体通入氨汽提塔中以控制氨汽提塔的压力，该氨汽提塔与供水管道相连通，用于为所述的氨汽提塔补水，且其侧壁上设有：氨水循环管道，该氨水循环管道用于将氨汽提塔中的水进行循环；氨水槽，其与所述氨吸收塔通过第三管道连通，与所述的氨汽提塔通过第四管道连通，该第三管道用于将所述氨吸收塔中的氨水输送至氨水槽中，该第四管道用于将所述氨汽提塔汽提后的氨输送至氨水槽中，其用于生产不同浓度的氨水；氨水换热器，其用于对所述第一管道和第二管道内物质进行换热；氨水水冷器，其用于对所述第一管道内物质进行降温；以及氨水再沸器，其设置在所述的氨水循环管道上，用于对经氨水循环管道循序的水进行加热，以向所述氨汽提塔提供汽提热量。

其中，所述的均压管道上设有：第二调节阀，该第二调节阀用于调控除去氨后的合格气体通入氨汽提塔。

其中，所述的第一管道上设有：出口调节阀和第二切断阀，该出口调节阀用于调节所述氨吸收塔输送氨水的流量，并调节所述氨吸收塔的液位，该第二切断阀用于控制所述氨吸收塔输送至氨汽提塔的氨水的开启或中断。

其中，所述的第三管道上设有：第一切断阀和第二切断阀，该第一切断阀用于控制所述氨吸收塔输送至氨水槽的氨水的开启或中断，该第二切断阀处于所述的出口调节阀和第一切断阀之间，用于切断输送至所述氨水槽的物料以防止窜气。

优选地，所述氨吸收塔上设有：驰放气入口、驰放气出口、第一氨水出口和汽提水入口。

其中，所述的驰放气入口与前端合成氨***连通，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔以进行吸收。

其中，所述的驰放气出口与前端合成氨***连通，用于将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***。

其中，所述的第一氨水出口与第二管道连通，用于将所述氨吸收塔中的氨水输送至氨汽提塔。

其中，所述的汽提水入口与第一管道连通，用于将经过所述氨汽提塔汽提后的水引入所述的氨吸收塔。

优选地，所述的第一管道上设有：氨水泵。

在使用状态时，通过调节所述第二调节阀，以调节所述氨汽提塔内气压，从而保证所述氨水泵打压正常。

优选地，所述第三管道的一端设置在所述第二管道上，且所述出口调节阀处于该端与所述第一氨水出口之间。

优选地，所述供水管道与所述前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通。

优选地，所述的氨水循环管道与蒸汽冷凝液管道通过氨汽提塔补水管道。

其中，所述的蒸汽冷凝液管道用于回收所述的氨水再沸器加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液；所述的氨汽提塔补水管道用于通过加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液向所述的氨汽提塔补水。

其中，所述的蒸汽冷凝液管道上设有第一调节阀，该第一调节阀用于调节所述氨汽提塔内汽提蒸汽量。

优选地，所述的氨水槽上设有：氮气入口、脱盐水入口、监测部件、气氨入口及第二氨水出口；所述的氮气入口与氮气管道连通；所述的脱盐水入口与脱盐水管道连通；所述的气氨入口与所述的第四管道连通；所述的第二氨水出口用于排出生产的不同浓度的氨水。

优选地，所述监测部件包含：就地液位计、就地压力表和就地温度计；所述的就地液位计用于监测所述氨水槽的液位；所述的就地压力表用于监测所述氨水槽的压力；所述的就地温度计用于监测所述氨水槽的温度。

优选地，所述氨水槽上设有：远传装置，其用于将所述就地液位计的液位数据、所述就地压力表的压力数据，以及所述就地温度计的温度数据传输至中控室。

所述氨水槽上还设有：泄压管道，该泄压管道上设有安全阀，用于控制正常状态下所述氨水槽内的压力为10KPa。

本发明还提供了一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的方法，该方法采用所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其包含：

打开第二管道上的出口调节阀，全开第三管道上的第一切断阀，快速关闭第二管道上的第二切断阀，然后立即打开处于第三管道上且处于所述的出口调节阀和第一切断阀之间的第二切断阀，中控室调节出口调节阀以控制氨吸收塔的液位在其总体积的20％-25％；

开启工艺冷凝液汽提塔出口至供水管道上的第四切断阀，以使供水管道与前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通；当氨水从所述的氨吸收塔送至氨水槽后，根据氨汽提塔液位下降情况逐渐开大第四切断阀进行补水，维持氨汽提塔液位在其总体积的40％-60％；

逐渐关小第一调节阀，以减少氨汽提塔内汽提蒸汽量，当出口调节阀至氨汽提塔的切断阀全关后汽提蒸汽完全退出；

当进入氨汽提塔的氨水量减少后，氨汽提塔压力逐渐下降，适当开大氨吸收塔出口至第二调节阀之间的均压管道上的切断阀，维持氨汽提塔压力在1.65MPa～1.7Mpa，以保证氨水泵的吸入压力。

本发明的有益效果是：本发明提供的工艺装置将氨吸收塔中生成的氨水存放到氨水槽中，直接获得化工产品氨水，无需再用中压蒸汽进行加热汽提回收氨气，降低了驰放气***对中压蒸汽的消耗，稳定了***操作，既实现了节能降耗，又增加了氨水产品。

附图说明

图1为本发明的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，如图1所示，为本发明的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置示意图，该装置包含：用于合成氨的前端合成氨***，该装置包括：氨吸收塔10，其与前端合成氨***相连，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔10以进行吸收，并将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***；氨汽提塔20，其与氨吸收塔10通过第一管道1、第二管道2和均压管道1’连通，该第一管道1用于将经过汽提后的水引入氨吸收塔10，该第二管道2用于将氨吸收塔10的氨水输送至氨汽提塔20，该均压管道1’用于将除去氨后的合格气体通入氨汽提塔20中以控制氨汽提塔20的压力，该氨汽提塔20与供水管道2’相连通，用于为氨汽提塔20补水，且其侧壁上设有：氨水循环管道21，该氨水循环管道21用于将氨汽提塔20中的水进行循环；氨水槽30，其与氨吸收塔10通过第三管道3连通，与氨汽提塔20通过第四管道4连通，该第三管道3用于将氨吸收塔10中的氨水输送至氨水槽30中，该第四管道4用于将氨汽提塔20汽提后的氨输送至氨水槽30中，其用于生产不同浓度的氨水；氨水换热器40，其用于对第一管道1和第二管道2内物质进行换热；氨水水冷器50，其用于对第一管道1内物质进行降温；以及氨水再沸器60，其设置在氨水循环管道21上，用于对经氨水循环管道21循序的水进行加热，以向氨汽提塔20提供汽提热量。

其中，均压管道1’上设有：第二调节阀1A，该第二调节阀1A用于调控除去氨后的合格气体通入氨汽提塔20。

其中，第一管道1上设有：出口调节阀2A和第二切断阀2B，该出口调节阀2A用于调节氨吸收塔10输送氨水的流量，并调节氨吸收塔10的液位，该第二切断阀2B用于控制氨吸收塔10输送至氨汽提塔20的氨水的开启或中断。

其中，第三管道3上设有：第一切断阀3A和第二切断阀3B，该第一切断阀3A用于控制氨吸收塔10输送至氨水槽30的氨水的开启或中断，该第二切断阀3B处于出口调节阀2A和第一切断阀之间，用于切断输送至氨水槽30的物料以防止窜气。

优选地，氨吸收塔10上设有：驰放气入口11、驰放气出口12、第一氨水出口13和汽提水入口14。

其中，驰放气入口11与前端合成氨***连通，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔10以进行吸收。

其中，驰放气出口12与前端合成氨***连通，用于将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***。

其中，第一氨水出口13与第二管道2连通，用于将氨吸收塔10中的氨水输送至氨汽提塔20。

其中，汽提水入口14与第一管道1连通，用于将经过氨汽提塔20汽提后的水引入氨吸收塔10。

根据本发明一实施例，第一管道1上设有：氨水泵5’。

在使用状态时，通过调节第二调节阀1A，以调节氨汽提塔20内气压，从而保证氨水泵5’打压正常。

根据本发明一实施例，第三管道3的一端设置在第二管道2上，且出口调节阀2A处于该端与第一氨水出口13之间。

根据本发明一实施例，供水管道2’与前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通。

根据本发明一实施例，氨水循环管道21与蒸汽冷凝液管道6’通过氨汽提塔补水管道7’。

其中，蒸汽冷凝液管道6’用于回收氨水再沸器60加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液；氨汽提塔补水管道7’用于通过加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液向氨汽提塔20补水。

其中，蒸汽冷凝液管道6’上设有第一调节阀6A，该第一调节阀6A用于调节氨汽提塔20内汽提蒸汽量。

根据本发明一实施例，氨水槽30上设有：氮气入口31、脱盐水入口32、监测部件、气氨入口34及第二氨水出口35；氮气入口31与氮气管道3’连通；脱盐水入口32与脱盐水管道4’连通；气氨入口34与第四管道4连通；第二氨水出口35用于排出生产的不同浓度的氨水。

根据本发明一实施例，监测部件包含：就地液位计331、就地压力表332和就地温度计333；就地液位计331用于监测氨水槽30的液位；就地压力表332用于监测氨水槽30的压力；就地温度计333用于监测氨水槽30的温度。

根据本发明一实施例，氨水槽30上设有：远传装置，其用于将就地液位计331的液位数据、就地压力表332的压力数据，以及就地温度计333的温度数据传输至中控室。

氨水槽30上还设有：泄压管道，该泄压管道上设有安全阀，用于控制正常状态下氨水槽30内的压力为10KPa。

氨水槽30可以为常压设备，顶部设有泄压管道与放空管相连，正常情况下压力维持在10KPa左右，其还可以设有安全阀，启跳压力20KPa，防止设备超压。氨水槽内温度可以通过调节进水温度及进水量控制。

一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的方法，该方法采用利用上述合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其包含：

打开第二管道2上的出口调节阀2A，全开第三管道3上的第一切断阀3A，快速关闭第二管道2上的第二切断阀2B，然后立即打开处于第三管道3上且处于出口调节阀2A和第一切断阀3A之间的第二切断阀3B，中控室调节出口调节阀2A以控制氨吸收塔10的液位在其总体积的20％-25％；

开启工艺冷凝液汽提塔出口至供水管道2’上的第四切断阀，以使供水管道2’与前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通；当氨水从氨吸收塔10送至氨水槽30后，根据氨汽提塔20液位下降情况逐渐开大第四切断阀进行补水，维持氨汽提塔20液位在其总体积的40％-60％；

逐渐关小第一调节阀6A，以减少氨汽提塔20内汽提蒸汽量，当出口调节阀2A至氨汽提塔20的切断阀全关后汽提蒸汽完全退出；

当进入氨汽提塔20的氨水量减少后，氨汽提塔20压力逐渐下降，适当开大氨吸收塔10出口至第二调节阀1A之间的均压管道1’上的切断阀，维持氨汽提塔20压力在1.65MPa～1.7Mpa，以保证氨水泵5’的吸入压力。

根据氨水槽30内氨水充装量调节氨水产量，维持氨水槽30的液位稳定。当无氨水用户时，如氨水槽30的液位已高，则投用至驰放气***，停止向氨水槽30引入氨水。

可根据用户需要调节脱盐水和气氨量，以调节氨水浓度，加入气氨可提高氨水浓度，加入脱盐水可降低氨水年度。通过氮气管道可对氨水槽内气体进行置换，当槽内气体正常时关闭。

通过本发明所述工艺装置的实施，所述氨汽提塔不需要消耗中压蒸汽，减少中压蒸汽消耗2t/h，解决了汽提效果差的情况，稳定了***操作，并生产了氨水产品。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，该装置包含：用于合成氨的前端合成氨***，其特征在于，该装置包括：

氨吸收塔(10)，其与所述前端合成氨***相连，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔(10)以进行吸收，并将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***；

氨汽提塔(20)，其与所述氨吸收塔(10)通过第一管道(1)、第二管道(2)和均压管道(1’)连通，该第一管道(1)用于将经过汽提后的水引入所述的氨吸收塔(10)，该第二管道(2)用于将所述氨吸收塔(10)的氨水输送至氨汽提塔(20)，该均压管道(1’)用于将除去氨后的合格气体通入氨汽提塔(20)中以控制氨汽提塔(20)的压力，该氨汽提塔(20)与供水管道(2’)相连通，用于为所述的氨汽提塔(20)补水，且其侧壁上设有：氨水循环管道(21)，该氨水循环管道(21)用于将氨汽提塔(20)中的水进行循环；

氨水槽(30)，其与所述氨吸收塔(10)通过第三管道(3)连通，与所述的氨汽提塔(20)通过第四管道(4)连通，该第三管道(3)用于将所述氨吸收塔(10)中的氨水输送至氨水槽(30)中，该第四管道(4)用于将所述氨汽提塔(20)汽提后的氨输送至氨水槽(30)中，其用于生产不同浓度的氨水；

氨水换热器(40)，其用于对所述第一管道(1)和第二管道(2)内物质进行换热；

氨水水冷器(50)，其用于对所述第一管道(1)内物质进行降温；以及

氨水再沸器(60)，其设置在所述的氨水循环管道(21)上，用于对经氨水循环管道(21)循序的水进行加热，以向所述氨汽提塔(20)提供汽提热量；

其中，所述的均压管道(1’)上设有：第二调节阀(1A)，该第二调节阀(1A)用于调控除去氨后的合格气体通入氨汽提塔(20)；

其中，所述的第一管道(1)上设有：出口调节阀(2A)和第二切断阀(2B)，该出口调节阀(2A)用于调节所述氨吸收塔(10)输送氨水的流量，并调节所述氨吸收塔(10)的液位，该第二切断阀(2B)用于控制所述氨吸收塔(10)输送至氨汽提塔(20)的氨水的开启或中断；

其中，所述的第三管道(3)上设有：第一切断阀(3A)和第二切断阀(3B)，该第一切断阀(3A)用于控制所述氨吸收塔(10)输送至氨水槽(30)的氨水的开启或中断，该第二切断阀(3B)处于所述的出口调节阀(2A)和第一切断阀(3A)之间，用于切断输送至所述氨水槽(30)的物料以防止窜气。

2.根据权利要求1所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述氨吸收塔(10)上设有：驰放气入口(11)、驰放气出口(12)、第一氨水出口(13)和汽提水入口(14)；

其中，所述的驰放气入口(11)与前端合成氨***连通，用于将前端合成氨***合成的氨引入氨吸收塔(10)以进行吸收；

其中，所述的驰放气出口(12)与前端合成氨***连通，用于将除去氨后的合格气体回收至前端合成氨***；

其中，所述的第一氨水出口(13)与第二管道(2)连通，用于将所述氨吸收塔(10)中的氨水输送至氨汽提塔(20)；

其中，所述的汽提水入口(14)与第一管道(1)连通，用于将经过所述氨汽提塔(20)汽提后的水引入所述的氨吸收塔(10)。

3.根据权利要求1所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述的第一管道(1)上设有：氨水泵(5’)；

在使用状态时，通过调节所述第二调节阀(1A)，以调节所述氨汽提塔(20)内气压，从而保证所述氨水泵(5’)打压正常。

4.根据权利要求1所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述第三管道(3)的一端设置在所述第二管道(2)上，且所述出口调节阀(2A)处于该端与所述第一氨水出口(13)之间。

5.根据权利要求1所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述供水管道(2’)与所述前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通。

6.根据权利要求1所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述的氨水循环管道(21)与蒸汽冷凝液管道(6’)通过氨汽提塔补水管道(7’)；

其中，所述的蒸汽冷凝液管道(6’)用于回收所述的氨水再沸器(60)加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液；所述的氨汽提塔补水管道(7’)用于通过加热氨水后热蒸汽产生的冷凝液向所述的氨汽提塔(20)补水；

其中，所述的蒸汽冷凝液管道(6’)上设有第一调节阀(6A)，该第一调节阀(6A)用于调节所述氨汽提塔(20)内汽提蒸汽量。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述的氨水槽(30)上设有：氮气入口(31)、脱盐水入口(32)、监测部件、气氨入口(34)及第二氨水出口(35)；所述的氮气入口(31)与氮气管道(3’)连通；所述的脱盐水入口(32)与脱盐水管道(4’)连通；所述的气氨入口(34)与所述的第四管道(4)连通；所述的第二氨水出口(35)用于排出生产的不同浓度的氨水。

8.根据权利要求7所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述监测部件包含：就地液位计(331)、就地压力表(332)和就地温度计(333)；所述的就地液位计(331)用于监测所述氨水槽(30)的液位；所述的就地压力表(332)用于监测所述氨水槽(30)的压力；所述的就地温度计(333)用于监测所述氨水槽(30)的温度。

9.根据权利要求8所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其特征在于，所述氨水槽(30)上设有：远传装置，其用于将所述就地液位计(331)的液位数据、所述就地压力表(332)的压力数据，以及所述就地温度计(333)的温度数据传输至中控室；

所述氨水槽(30)上还设有：泄压管道，该泄压管道上设有安全阀，用于控制正常状态下所述氨水槽(30)内的压力为10KPa。

10.一种利用合成氨的驰放气***生产氨水的方法，其特征在于，该方法采用根据权利要求1-9中任意一项所述的利用合成氨的驰放气***生产氨水的装置，其包含：

打开第二管道(2)上的出口调节阀(2A)，全开第三管道(3)上的第一切断阀(3A)，快速关闭第二管道(2)上的第二切断阀(2B)，然后立即打开处于第三管道(3)上且处于所述的出口调节阀(2A)和第一切断阀(3A)之间的第二切断阀(3B)，中控室调节出口调节阀(2A)以控制氨吸收塔(10)的液位在其总体积的20％-25％；

开启工艺冷凝液汽提塔出口至供水管道(2’)上的第四切断阀，以使供水管道(2’)与前端合成氨***中的工艺冷凝液汽提塔连通；当氨水从所述的氨吸收塔(10)送至氨水槽(30)后，根据氨汽提塔(20)液位下降情况逐渐开大第四切断阀进行补水，维持氨汽提塔(20)液位在其总体积的40％-60％；

逐渐关小第一调节阀(6A)，以减少氨汽提塔(20)内汽提蒸汽量，当出口调节阀(2A)至氨汽提塔(20)的切断阀全关后汽提蒸汽完全退出；

当进入氨汽提塔(20)的氨水量减少后，氨汽提塔(20)压力逐渐下降，适当开大氨吸收塔(10)出口至第二调节阀(1A)之间的均压管道(1’)上的切断阀，维持氨汽提塔(20)压力在1.65MPa～1.7Mpa，以保证氨水泵(5’)的吸入压力。