[实用新型]一种利用液化天然气冷能的合成氨驰放气处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源综合利用技术领域，涉及一种利用LNG（液化天然气）冷能的合成氨驰放气处理系统。

背景技术

天然气在从气田开采后经过净化和超低温处理，体积骤缩600倍转变为超低温液体，形成液化天然气（LNG）。经净化、液化而成的-162℃低温LNG液体，通过LNG运输船大规模的运往全球的天然气市场。

在天然气市场，低温的LNG液体无法直接使用，需要进行再汽化转变为气态压缩天然气（CNG）通过管网送到最终用户。LNG汽化所需的热量，以往是通过与海水换热或者通过燃烧天然气补充加热的方式提供。如此巨量的冷能不仅没有被科学的利用，而且破坏了海洋生态环境甚至消耗了天然气资源。

目前各国已经充分重视了天然气的冷能利用，在新建的LNG接收站附近，都配套有空气分离，轮胎粉碎、发电、冷库、煤气化、轻烃分离等项目。然而，然而LNG的冷能温度低达为-162℃，从常温到-162℃具有很宽的温位范围。按照热力学的理论分析，如果单独利用某个温度范围会对剩余的冷能利用不够充分，造成冷能的利用效率低下。因此，在高效的利用冷能需要将从常温到-162℃具有很宽的温位范围进行划分，在不同温位都进行合理利用，只有这样才能达到最佳能量利用效率和经济效益。

据发改委2005年发布的《节能中长期专项规划》统计，2000年大中型合成氨综合能耗比国际先进水平高出31.2%，具有巨大的节能潜力。《化肥工业“十二五”发展规划》指出“十二五”期间，产能置换、优化布局、技术升级、节能减排将是我国合成氨行业的发展重点。

目前合成氨工艺技术的发展多重点集中在降低能耗和提高能源利用效率上。经过多年持续的努力合成氨工业的节能潜力已经挖掘殆尽，如何在此基础上进一步降低合成氨生产能耗成为难题。合成氨的驰放气中含有氨、氢气、氮气、甲烷和氩气等气体，这些气体排放后不仅对环境造成污染，而且也浪费了宝贵的资源。对驰放气进行分离回用，不仅可以极大的降低废气对环境的影响，而且可以回收利用资源，减少合成氨的能耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种合成氨驰放气处理装置，将LNG的冷能划分为不同的温位，梯级对口地利用到驰放气的处理工艺中，利用LNG气化时释放的冷能将驰放气中的氨、氢气、氮气、甲烷和氩气在不同温度段分别液化后通过深冷精馏法分离回用。既减少了合成氨的废气排放，也可为LNG的气化提供热量。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案:

一种利用LNG冷能的驰放气处理装置，LNG储罐经管道依次连接一次换热系统、二次换热系统、三次换热系统；合成氨装置的驰放气排放通道逆向地依次连接三次换热系统、二次换热系统、二次换热系统；

在驰放气输送管道上，在三次换热系统与二次换热系统之间设置液氨分离罐；经一次换热系统后的管道连接深冷制冷设备后连接至低温精馏塔；

经二次换热系统的驰放气输送管道上设置三通，其中一支输送管道连接至液氨分离罐。

    低温精馏塔塔底、塔顶均经管道与驰放气逆方向地依次连接深冷换热系统、二次换热系统、三次换热系统。

一种利用LNG冷能的驰放气处理工艺，来自LNG储罐的低温LNG液体依次通过一次换热系统，二次换热系统，三次换热系统共三级按照温度对口的原则与驰放气进行换热后升温；

合成氨装置排放的驰放气逆向地依次经过三次换热系统、二次换热系统、二次换热系统后降温；

其中,通过三次换热系统后降温至-68℃～-74℃，将驰放气中的绝大部分氨气液化后进入液氨分离罐；

在液氨分离罐中对液态的液氨进行分离并从罐底引出，含有氢气、氮气、甲烷、氩气和极少量氨气等气体从罐顶引出，进入二次换热系统；

在二次换热系统与低温天然气逆流换热降温至-125℃～-137℃,将气体中残留的微量氨气冷冻为固体后附着于二次换热系统的管壁，使得流出二次换热系统的气体的氨含量低于120ppm；当冷冻的固体氨在换热系统管壁积累使得换热器进出流体压降大于0.01MPa时将气体输送管道的阀门关闭，打开与液氨分离罐连接管道的阀门，对冷冻在换热系统管壁的固体氨进行加热熔化后输送至液氨分离罐。在二次换热系统未配备备用设备时此除垢过程将影响整个处理过程的连续操作。因此，为了实现整个工艺的连续运行，需要在二次换热系统中配置1-2台备用换热设备，从而在某台主设备进行除垢时有备用设备启动保证整个工艺的连续运行。