CN219098754U - 一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢*** - Google Patents

Abstract

一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，涉及合成氨制氢联产技术领域，所采用的技术方案包括合成氨***和制氢***，合成氨***包括冷箱出口管道和一段转化炉，制氢***包括气水分离器和变压吸附装置，变压吸附装置包括吸附塔，冷箱出口管道设置有分离器进口管，分离器进口管连接到气水分离器，气水分离器的气相出口通过吸附进口管连接到吸附塔，吸附塔的氢气出口管连接到氢气缓冲罐，吸附塔的解析气出口管连接到解析气缓冲罐、解析气混合罐，解析气混合罐通过解析气管道连接到一段转化炉。本实用新型采用冷箱出口工艺气作为制氢原料，压力较小且几乎不含水，不仅能降低制氢设备的安全风险，而且能够有效延长制氢吸附剂使用寿命。

Description

一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***

技术领域

本实用新型涉及合成氨制氢联产技术领域，尤其涉及一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***。

背景技术

合成氨的一种常用工艺为深冷净化工艺，原料经一段转化、二段转化、变换与脱碳、甲烷化与干燥、冷箱、压缩、合成等工段合成为氨产品。冷箱是深冷净化工艺中的核心设备，具有移除惰性组分、调整合成氢氮比、保证合成效率的关键作用，经过冷箱的深冷净化后，其出口工艺气主要为氢气和氮气。

现有的合成氨制氢联产中，制氢所用的原料来自氨回收***出口工艺气，但其压力过高达到3.5 MPa，且含水量较高，不仅威胁到制氢设备的安全运行，且缩短了制氢吸附剂的使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术方案中氨回收***出口工艺气压力过高、含水量大影响到制氢设备和吸附剂使用寿命的问题，本实用新型提供了一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***。

本实用新型提供如下的技术方案：一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，包括合成氨***和制氢***，所述合成氨***包括冷箱出口管道和一段转化炉，所述制氢***包括气水分离器和变压吸附装置，所述变压吸附装置包括吸附塔，所述冷箱出口管道设置有分离器进口管，所述分离器进口管连接到气水分离器，所述气水分离器的气相出口通过吸附进口管连接到吸附塔，所述吸附塔的氢气出口管连接到氢气缓冲罐，所述吸附塔的解析气出口管连接到解析气缓冲罐、解析气混合罐，所述解析气混合罐通过解析气管道连接到所述一段转化炉。

优选地，所述分离器进口管、氢气出口管、解析气管道设置有压力调节阀。

优选地，所述变压吸附装置包括多个并联设置的吸附塔组；每个吸附塔组包括两个吸附塔，两个吸附塔的吸附进口管均连接到吸附进口支管，两个吸附塔的氢气出口管均连接到氢气出口支管，两个吸附塔的解析气出口管均连接到解析气出口支管；多个吸附塔组的吸附进口支管均连接到吸附进口总管，所述吸附进口总管与所述气水分离器的气相出口连接，多个吸附塔组的氢气出口支管均连接到氢气出口总管，所述氢气出口总管连接到氢气缓冲罐，多个吸附塔组的解析气出口支管均连接到解析气出口总管，所述解析气出口总管连接到解析气缓冲罐；所述吸附进口支管、氢气出口支管、解析气出口支管均设置有截止阀。

优选地，所述解析气出口管设置有直连管，所述直连管连接到解析气混合罐。

本实用新型的有益效果是：采用冷箱出口工艺气作为制氢原料，压力较小且几乎不含水，不仅能降低制氢设备的安全风险，而且能够有效延长制氢吸附剂使用寿命，保障制氢***的长周期运行，分离后的解析气还能送回合成氨***的一段转化炉重新利用。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的设备连接图。

图2为本实用新型变压吸附装置的一个实施例的设备连接图。

附图标记：10-冷箱出口管道，11-一段转化炉，20-气水分离器，21-分离器进口管，30-吸附塔，31-吸附进口管，311-吸附进口支管，312-吸附进口总管，32-氢气出口管，321-氢气出口支管，322-氢气出口总管，33-解析气出口管，331-解析气出口支管，332-解析气出口总管，34-直连管，40-氢气缓冲罐，50-解析气缓冲罐，60-解析气混合罐，61-解析气管道，70-压力调节阀。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实用新型提供了如图1所示的一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，包括合成氨***和制氢***，所述合成氨***包括冷箱出口管道10和一段转化炉11，所述制氢***包括气水分离器20和变压吸附装置，所述变压吸附装置包括吸附塔30。在合成氨***中，一般包括一段转化、二段转化、变换、脱碳、甲烷化、干燥、冷箱、压缩、合成等工段，冷箱出口管道10用于连接冷箱和压缩工段，冷箱出口工艺气主要为氢气和氮气，几乎不含水，且压力仅为2.35 MPa左右，与现有技术中采用的氨回收***出口工艺气相比气体压力更小，能有效保证制氢设备的安全性。

因此，本实用新型采用冷箱出口工艺气进行制氢。具体地，所述冷箱出口管道10设置有分离器进口管21，所述分离器进口管21连接到气水分离器20，所述气水分离器20的气相出口通过吸附进口管31连接到吸附塔30，所述吸附塔30的氢气出口管32连接到氢气缓冲罐40，所述吸附塔30的解析气出口管33连接到解析气缓冲罐50、解析气混合罐60，所述解析气混合罐60通过解析气管道61连接到所述一段转化炉11。

分离器进口管21作为冷箱出口管道10的支管，将一部分冷箱出口工艺气分流到制氢***，另一部分留在合成氨***中，分离器进口管21设置有截止阀。气水分离器20分离冷箱出口工艺气中的游离水后将气体经吸附进口管31送入吸附塔；吸附塔30利用变压吸附工艺将氢气从冷箱出口工艺气分离为氢气和解析气，解析气的组成主要为氢气、氮气和氩气；氢气从吸附塔顶经氢气出口管32进入氢气缓冲罐40，再送出界区，解析气则经解析气出口管33依次进入解析气缓冲罐50、解析气混合罐进行缓冲、混合后，送入合成氨***的一段转化炉作为燃料。

进一步地，所述分离器进口管21、氢气出口管42、解析气管道61设置有压力调节阀70，分别使进入气水分离器、氢气缓冲罐和一段转化炉的气体压力更加稳定。

进一步地，所述解析气出口管33设置有直连管34，所述直连管34连接到解析气混合罐60。

实施例2

本实用新型提供了一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，在实施例1的基础上，所述变压吸附装置包括多个并联设置的吸附塔组，由于吸附剂再生需要一定时间，多个吸附塔组并列设置以循环工作实现连续生产。

具体地，如图2所示，共有3个吸附塔组，每个吸附塔组包括两个吸附塔30，两个吸附塔30的吸附进口管31均连接到吸附进口支管311，两个吸附塔的氢气出口管32均连接到氢气出口支管321，两个吸附塔的解析气出口管33均连接到解析气出口支管331；多个吸附塔组的吸附进口支管311均连接到吸附进口总管312，所述吸附进口总管312与所述气水分离器20的气相出口连接，多个吸附塔组的氢气出口支管321均连接到氢气出口总管322，所述氢气出口总管322连接到氢气缓冲罐40，多个吸附塔组的解析气出口支管331均连接到解析气出口总管332，所述解析气出口总管332连接到解析气缓冲罐50；所述吸附进口支管311、氢气出口支管321、解析气出口支管331均设置有截止阀。一个吸附塔组工作时，其他吸附塔组截止阀关闭，多个吸附塔组循环工作，实现连续生产。

以上为本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，包括合成氨***和制氢***，所述合成氨***包括冷箱出口管道（10）和一段转化炉（11），所述制氢***包括气水分离器（20）和变压吸附装置，所述变压吸附装置包括吸附塔（30），其特征在于：所述冷箱出口管道（10）设置有分离器进口管（21），所述分离器进口管（21）连接到气水分离器（20），所述气水分离器（20）的气相出口通过吸附进口管（31）连接到吸附塔（30），所述吸附塔（30）的氢气出口管（32）连接到氢气缓冲罐（40），所述吸附塔（30）的解析气出口管（33）连接到解析气缓冲罐（50）、解析气混合罐（60），所述解析气混合罐（60）通过解析气管道（61）连接到所述一段转化炉（11）。

2.根据权利要求1所述的一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，其特征在于：所述分离器进口管（21）、氢气出口管（32）、解析气管道（61）设置有压力调节阀（70）。

3.根据权利要求1所述的一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，其特征在于：所述变压吸附装置包括多个并联设置的吸附塔组；

每个吸附塔组包括两个吸附塔（30），两个吸附塔（30）的吸附进口管（31）均连接到吸附进口支管（311），两个吸附塔的氢气出口管（32）均连接到氢气出口支管（321），两个吸附塔的解析气出口管（33）均连接到解析气出口支管（331）；

多个吸附塔组的吸附进口支管（311）均连接到吸附进口总管（312），所述吸附进口总管（312）与所述气水分离器（20）的气相出口连接，多个吸附塔组的氢气出口支管（321）均连接到氢气出口总管（322），所述氢气出口总管（322）连接到氢气缓冲罐（40），多个吸附塔组的解析气出口支管（331）均连接到解析气出口总管（332），所述解析气出口总管（332）连接到解析气缓冲罐（50）；

所述吸附进口支管（311）、氢气出口支管（321）、解析气出口支管（331）均设置有截止阀。

4.根据权利要求1所述的一种利用冷箱出口工艺气的合成氨联合制氢***，其特征在于：所述解析气出口管（33）设置有直连管（34），所述直连管（34）连接到解析气混合罐（60）。

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