CN206073564U - 制取合成氨原料气和液化天然气的*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***包括：第一换热器，与原料气气源通过管道连接；第二换热器，与第一换热器通过管道连接；分离器，与第二换热器通过管道连接；氮洗塔，与分离器的气相排出口通过管道连接；对原料气分离出的液相以及氮洗塔排出的液相进行精馏处理并排出液化天然气以及富一氧化碳气的甲烷塔，与分离器的液相排出口通过管道连接。本实用新型的技术方案在制取合成氨原料气过程中可以脱除焦炉气中的液化天然气和一氧化碳。本实用新型的技术方案在简化工艺流程同时，还可以降低运行成本和设备投资。
Description
技术领域
本实用新型涉及合成氨工艺，特别是涉及一种制取合成氨原料气和液化天然气的***。
背景技术
合成氨工艺需要的原料气包括氮气和氢气，氮氢比例在3:1左右，如果合成氨的原料气中含有液化天然气和一氧化碳，会导致合成氨催化剂中毒，因此在获得合成氨原料气时，不但要控制氮氢比例，同时还要控制原料气中的有害介质。
焦炉气中富含液化天然气、一氧化碳、氢气、氮气，可以利用焦炉气做合成氨的原料气。
在利用焦炉气做合成氨的原料气时，必须脱除焦炉气中的液化天然气和一氧化碳。现有技术中，缺乏制取合成氨原料气过程中脱除焦炉气中的液化天然气和一氧化碳的***。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以在制取合成氨原料气过程中脱除焦炉气中的液化天然气和一氧化碳的制取合成氨原料气和液化天然气的***。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，包括：
用于使原料气初步降温的第一换热器，与原料气气源通过管道连接；
用于使初步降温的原料气再次降温的第二换热器，与第一换热器通过管道连接；
用于使再次降温后的原料气气液分离，使原料气分离出气相与液相的分离器，与第二换热器通过管道连接；
用于对原料气分离出的气相进行氮洗并排出氮氢气的氮洗塔，与分离器的气相排出口通过管道连接；
对原料气分离出的液相以及氮洗塔排出的液相进行精馏处理并排出液化天然气以及富一氧化碳气的甲烷塔，与分离器的液相排出口以及氮洗塔的液相排出口通过管道连接。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，分离器的气相排出口通过第一管道连接氮洗塔，第一管道通过第三换热器，以使第一管道中分离器的气相被冷却。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，甲烷塔的液化天然气排出口与液化天然气排出管连通，液化天然气排出管经过第二换热器后与第一节流阀的入口连通，以使液化天然气排出管中的液化天然气通过第二换热器冷却降温后通过第一节流阀节流冷却降温。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，甲烷塔与氮洗塔的液相排出口通过第二管道连接，第二管道依次通过第三换热器、第二换热器，以使第二管道中的液相在第三换热器、第二换热器中复温后进入甲烷塔。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，还包括用于提供冷量的氮气制冷***，所述氮气制冷***包括用于压缩氮气的氮气压缩单元、第二节流阀以及第三节流阀，氮气压缩单元通过第三管路向第二节流阀、第三节流阀输送被压缩的氮气，氮气被第二节流阀节流降温后输至氮洗塔，氮气被第三节流阀节流降温后通过第四管路输至氮气压缩单元，通过第三管路、第四管路，氮气在氮气压缩单元与第三节流阀之间循环，第三管路依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器，第四管路依次经过甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路中的氮气在第一换热器、第二换热器、第三换热器冷却，第四管路中的氮气在甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器中提供冷量。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，氮气压缩单元包括依次连接的第一氮气压缩机、第一冷却器、第二氮气压缩机、第二冷却器，所述第一氮气压缩机的进气口与氮气补充管以及第四管路连通，所述第二氮气压缩机的出气口与第三管路连通。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，氮洗塔的氮氢气排出口与氮氢气排出管连通，氮氢气排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路与氮氢气排出管通过第五管路连通，第五管路上设置有调节阀，调节阀用于调节第三管路向氮氢气排出管输送氮气的量。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，还包括用于提供冷量的冷剂制冷***，所述冷剂制冷***包括冷剂压缩单元以及第四节流阀，冷剂压缩单元通过第六管路、第七管路向第四节流阀输送被压缩的气相制冷剂，气相制冷剂被第四节流阀节流降温后通过第八管路返回冷剂压缩单元，第六管路依次经过第一换热器、第二换热器、甲烷塔的塔底再沸器后与第七管路连通，第七管路经过第二换热器与第四节流阀的进口连通，第八管路依次经过第二换热器与第一换热器，第六管路中的气相制冷剂在第一换热器、第二换热器、甲烷塔的塔底再沸器中冷却，第七管路中的气相制冷剂在第二换热器中提供冷量，第八管路中的气相制冷剂在第二换热器、第一换热器中提供冷量，冷剂压缩单元通过第九管路向第五节流阀输送被压缩的液相制冷剂，第五节流阀与第八管路连通，液相制冷剂被第五节流阀节流降温后通过第八管路返回冷剂压缩单元，第九管路经过第一换热器。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，冷剂压缩单元包括依次连接的第一冷剂压缩机、第三冷却器、第一气液分离器、第二冷剂压缩机、第四冷却器、第二气液分离器，所述第一冷剂压缩机的进气口与第八管路连通，所述第二气液分离器的出气口与第六管路连通，所述第二气液分离器的出液口与第九管路连通。
本实用新型的技术方案在制取合成氨原料气过程中可以脱除焦炉气中的液化天然气和一氧化碳。本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***采用冷剂制冷***和氮气节流制冷工艺，原料气经液氮洗涤后可以获得合格的氮氢气以及液化天然气产品。本实用新型的技术方案在简化工艺流程同时，还可以降低运行成本和设备投资。
附图说明
图1为本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***的结构示意 图；
图2为氮气压缩单元的结构示意图；
图3为冷剂压缩单元的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，包括：
用于使原料气初步降温的第一换热器1，与原料气气源通过管道连接；
用于使初步降温的原料气再次降温的第二换热器2，与第一换热器1通过管道连接；
用于使再次降温后的原料气气液分离，使原料气分离出气相与液相的分离器5，与第二换热器2通过管道连接；
用于对原料气分离出的气相进行氮洗并排出氮氢气的氮洗塔6，与分离器5的气相排出口通过管道连接；
对原料气分离出的液相以及氮洗塔排出的液相进行精馏处理并排出液化天然气以及富一氧化碳气的甲烷塔7，与分离器5的液相排出口以及氮洗塔6的液相排出口通过管道连接。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，分离器5的气相排出口通过第一管道11连接氮洗塔，第一管道11通过第三换热器3，以使第一管道11中分离器5的气相被冷却。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，甲烷塔7的液化天然气排出口与液化天然气排出管20连通，液化天然气排出管20经过第二换热器2后与第一节流阀31的入口连通，以使液化天然气排出管20中的液化天然气通过第二换热器2冷却降温后通过第一节流阀31节流冷却降温。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，甲烷塔7与氮洗塔6的液相排出口通过第二管道12连接，第二管道12依次通过第三换热器3、第二换热器2，以使第二管道12中的液相在第三换热器3、第二换热器2中复温后进入甲烷塔7。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，还包括用于 提供冷量的氮气制冷***，氮气制冷***包括用于压缩氮气的氮气压缩单元、第二节流阀32以及第三节流阀33，氮气压缩单元通过第三管路13向第二节流阀32、第三节流阀33输送被压缩的氮气，氮气被第二节流阀32节流降温后输至氮洗塔6，氮气被第三节流阀33节流降温后通过第四管路14输至氮气压缩单元，通过第三管路13、第四管路14，氮气在氮气压缩单元与第三节流阀之间循环，第三管路依次经过第一换热器1、第二换热器2、第三换热器3，第四管路依次经过甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路中的氮气在第一换热器、第二换热器、第三换热器冷却，第四管路中的氮气在甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器中提供冷量。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，氮气压缩单元包括依次连接的第一氮气压缩机101、第一冷却器201、第二氮气压缩机102、第二冷却器202，第一氮气压缩机101的进气口与氮气补充管以及第四管路14连通，第二氮气压缩机102的出气口与第三管路13连通。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，氮洗塔6的氮氢气排出口与氮氢气排出管30连通，氮氢气排出管30依次经过第三换热器3、第二换热器2、第一换热器1，第三管路13与氮氢气排出管30通过第五管路15连通，第五管路上设置有调节阀8，调节阀8用于调节第三管路13向氮氢气排出管30输送氮气的量。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，还包括用于提供冷量的冷剂制冷***，冷剂制冷***包括冷剂压缩单元以及第四节流阀34，冷剂压缩单元通过第六管路16、第七管路17向第四节流阀34输送被压缩的气相制冷剂，气相制冷剂被第四节流阀34节流降温后通过第八管路18返回冷剂压缩单元，第六管路16依次经过第一换热器1、第二换热器2、甲烷塔6的塔底再沸器后与第七管路17连通，第七管路17经过第二换热器2与第四节流阀34的进口连通，第八管路18依次经过第二换热器2与第一换热器1，第六管路16中的气相制冷剂在第一换热器1、第二换热器2、甲烷塔7的塔底再沸器中冷却，第七管路17中的气相制冷剂在第二换热器2中提供冷量，第八管路18中的气相制冷剂在第二换热器2、第一换热器1中提供冷量，冷剂压缩单元通过第九管路19向第五节流阀35输送被压缩的液相制冷剂，第五节 流阀35与第八管路18连通，液相制冷剂被第五节流阀35节流降温后通过第八管路18返回冷剂压缩单元，第九管路19经过第一换热器。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其中，冷剂压缩单元包括依次连接的第一冷剂压缩机301、第三冷却器203、第一气液分离器401、第二冷剂压缩机302、第四冷却器204、第二气液分离器402，第一冷剂压缩机301的进气口与第八管路18连通，第二气液分离器402的出气口与第六管路16连通，第二气液分离器402的出液口与第九管路19连通。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***的主要设备有：冷剂压缩机、氮气压缩机、换热器、甲烷塔、阀门及相关的管道。
当本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***工作时，原料气经换热器降温后，并经液氮洗涤后，可获得液化天然气和一氧化碳含量在1ppm以下的氮氢气，原料气中冷凝出的液相进入甲烷塔精馏，得到液化天然气产品和富一氧化碳尾气。
本实用新型的制取合成氨原料气和液化天然气的***采用冷剂制冷***和氮气节流制冷工艺，原料气经液氮洗涤后可以获得合格的氮氢气以及液化天然气产品。本实用新型的技术方案在简化工艺流程同时，还可以降低运行成本和设备投资。
氮气压缩机可以为离心压缩机、螺杆压缩机、往复压缩机，驱动形式可以是蒸汽驱动、电驱动。第一氮气压缩机的进气口与氮气补充管连通，以补充液氮洗消耗的氮气。
冷剂压缩机可以为离心压缩机、螺杆压缩机、往复压缩机，驱动形式可以是蒸汽驱动、电驱动。
冷剂为氮气、液化天然气、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、异丁烯、异丁烷、异戊烷的任意组合。
氮洗塔和甲烷塔可以为填料塔、板式塔、泡罩塔、筛板塔。
第三管路与氮氢气排出管通过第五管路15连通，第五管路上设置有调节阀8，调节阀8用于调节第三管路13向氮氢气排出管30输送氮气的量。
第五管路的一端位于第二换热器2、第三换热器3之间，第五管路用于补充氮气，使氮氢气的比例符合合成氨工序的要求。
原料气为焦炉气以及富含氮气和氢气的工业气体。
本实用新型的技术方案提供一种制取合成氨原料气和液化天然气的***，在制取合格的合成氨原料气的同时，本实用新型的技术方案可以获得高附加值的液化天然气产品。本实用新型的技术方案采用混合冷剂和氮气节流制冷的方式，具有能耗低、装置运行稳定的优点。
本实用新型的技术方案中，当冷剂制冷***工作时，来自冷箱的制冷剂经压缩机压缩并冷却分离后，液相制冷剂进入第一换热器，经降温降压后为第一换热器提供冷量，气相制冷剂依次进入第一换热器、第二换热器，经降温降压后为第二换热器提供冷量，出第二换热器后与液相制冷剂汇合后出冷箱；来自于冷箱和外界的低压氮气经氮气压缩机压缩后，依次进入第一换热器、第二换热器、第三换热器，出第三换热器后分成两股，一股进氮洗塔，洗涤氮洗塔中的原料气，另外一股进甲烷塔顶，为甲烷塔顶提供冷量，并依次经第一换热器、第二换热器、第三换热器复温后出冷箱。
本实用新型的技术方案的优点是：对焦炉气进行液氮洗涤，脱除原料气中的杂质组分，获得合格的氮氢气的同时，获得高附加值的液化天然气产品。
原料气依次进入第一换热器、第二换热器降温后，经分离器分离出气相和液相，液相进入甲烷塔，气相经第三换热器降温后进入氮洗塔，从氮洗塔排出合格的氮氢气，并依次经第三换热器、第二换热器、第一换热器复温后出冷箱。从氮洗塔底部排出的液相经第三换热器、第二换热器复温后进入甲烷塔，在甲烷塔塔底的液相经第二换热器冷却后并经节流后，获得液化天然气产品，在甲烷塔塔顶的气相依次经第三换热器、第二换热器、第一换热器复温后出冷箱，获得富一氧化碳气体。
来自于冷箱和外界的氮气经氮气压缩机压缩后进冷箱，依次进入第一换热器、第二换热器、第三换热器，出第三换热器后分成两股，一股进氮洗塔，洗涤氮洗塔中的原料气，另外一股进甲烷塔塔顶，为甲烷塔塔顶提供冷量，并依次经第三换热器、第二换热器、第一换热器复温后出冷箱，在第二换热器、第一换热器之间，在氮气管线和氮氢气管线之间设置阀门，可以初步调节氮氢气中的氮气的比例，在冷箱出口处，在氮气管线和氮氢气管线之间设置阀门，精 确调节氮氢气的比例，制取符合要求的合成氨原料气。
来自冷箱的混合冷剂经压缩机压缩并冷却分离后，液相制冷剂进入第一换热器，经降温后，经节流阀降温降压后为第一换热器提供冷量，气相制冷剂进入第一换热器、第二换热器，出第二换热器后进入甲烷塔塔底，为甲烷塔提供再沸热量，然后再次进入第二换热器，经第二换热器降温后，经节流阀降温降压后，为第二换热器提供冷量，出第二换热器后与液相制冷剂汇合后出冷箱。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，包括：
用于使原料气初步降温的第一换热器，与原料气气源通过管道连接；
用于使初步降温的原料气再次降温的第二换热器，与第一换热器通过管道连接；
用于使再次降温后的原料气气液分离，使原料气分离出气相与液相的分离器，与第二换热器通过管道连接；
用于对原料气分离出的气相进行氮洗并排出氮氢气的氮洗塔，与分离器的气相排出口通过管道连接；
对原料气分离出的液相以及氮洗塔排出的液相进行精馏处理并排出液化天然气以及富一氧化碳气的甲烷塔，与分离器的液相排出口以及氮洗塔的液相排出口通过管道连接。
2.如权利要求1所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，分离器的气相排出口通过第一管道连接氮洗塔，第一管道通过第三换热器，以使第一管道中分离器的气相被冷却。
3.如权利要求2所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，甲烷塔的液化天然气排出口与液化天然气排出管连通，液化天然气排出管经过第二换热器后与第一节流阀的入口连通，以使液化天然气排出管中的液化天然气通过第二换热器冷却降温后通过第一节流阀节流冷却降温。
4.如权利要求3所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，甲烷塔与氮洗塔的液相排出口通过第二管道连接，第二管道依次通过第三换热器、第二换热器，以使第二管道中的液相在第三换热器、第二换热器中复温后进入甲烷塔。
5.如权利要求4所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，还包括用于提供冷量的氮气制冷***，所述氮气制冷***包括用于压缩氮气的氮气压缩单元、第二节流阀以及第三节流阀，氮气压缩单元通过第三管路向第二节流阀、第三节流阀输送被压缩的氮气，氮气被第二节流阀节流降温后输至氮洗塔，氮气被第三节流阀节流降温后通过第四管路输至氮气压缩单元，通过第三管路、第四管路，氮气在氮气压缩单元与第三节流阀之间循环，第三管路依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器，第四管路依次经过甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路中的氮气在第一换热器、第二换热器、第三换热器冷却，第四管路中的氮气在甲烷塔、第三换热器、第二换热器、第一换热器中提供冷量。
6.如权利要求5所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，氮气压缩单元包括依次连接的第一氮气压缩机、第一冷却器、第二氮气压缩机、第二冷却器，所述第一氮气压缩机的进气口与氮气补充管以及第四管路连通，所述第二氮气压缩机的出气口与第三管路连通。
7.如权利要求6所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，氮洗塔的氮氢气排出口与氮氢气排出管连通，氮氢气排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路与氮氢气排出管通过第五管路连通，第五管路上设置有调节阀，调节阀用于调节第三管路向氮氢气排出管输送氮气的量。
8.如权利要求7所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，还包括用于提供冷量的冷剂制冷***，所述冷剂制冷***包括冷剂压缩单元以及第四节流阀，冷剂压缩单元通过第六管路、第七管路向第四节流阀输送被压缩的气相制冷剂，气相制冷剂被第四节流阀节流降温后通过第八管路返回冷剂压缩单元，第六管路依次经过第一换热器、第二换热器、甲烷塔的塔底再沸器后与第七管路连通，第七管路经过第二换热器与第四节流阀的进口连通，第八管路依次经过第二换热器与第一换热器，第六管路中的气相制冷剂在第一换热器、第二换热器、甲烷塔的塔底再沸器中冷却，第七管路中的气相制冷剂在第二换热器中提供冷量，第八管路中的气相制冷剂在第二换热器、第一换热器中提供冷量，冷剂压缩单元通过第九管路向第五节流阀输送被压缩的液相制冷剂，第五节流阀与第八管路连通，液相制冷剂被第五节流阀节流降温后通过第八管路返回冷剂压缩单元，第九管路经过第一换热器。
9.如权利要求8所述的制取合成氨原料气和液化天然气的***，其特征在于，冷剂压缩单元包括依次连接的第一冷剂压缩机、第三冷却器、第一气液分离器、第二冷剂压缩机、第四冷却器、第二气液分离器，所述第一冷剂压缩机的进气口与第八管路连通，所述第二气液分离器的出气口与第六管路连通，所述第二气液分离器的出液口与第九管路连通。
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| GR01 | Patent grant | ||
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