[发明专利]对合成氨生产中液氮洗燃料气加热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对合成氨生产中液氮洗燃料气加热的方法。

背景技术

在合成氨生产中，液氮洗主要用于化肥装置里进行纯化和制备氨气合成气，是氨气合成上游的最后一道纯化工艺。液氮洗的主要功能是脱除粗氢中的一氧化碳、氩气以及甲烷等残留杂质，将氮氢化学计量比例调整到1：3。液氮洗工序所需的冷量是由高压氮气的节流膨胀即焦耳-汤姆逊效应(J-T效应)提供。在装置正常运行期间，系统冷量均有富裕，富裕冷量主要以吸收了一氧化碳、氩气以及甲烷等杂质的液态燃料气形式外排，温度约-190℃。通常采用的是以蒸汽加热至常温后排到火炬燃烧，使得其冷量白白浪费。同时，由于液态燃料气在加热前后温差过大，当燃料气或蒸汽异常波动时，会造成加热后管道温度变化加大，造成管道应力增加，导致管道拉裂。同时由于采用蒸汽加热导致火炬总管存在大量的水，容易腐蚀管道，并且管道内部水会在管道低点形成液封，对火炬总管内部气体流通造成影响，同时在冬季低温时，管道内部水容易结冰造成管道应力增加，容易拉裂管道。

发明内容

本发明的目的是提供一种对合成氨生产中液氮洗燃料气加热的方法，不仅可以充分利用液氮洗燃料气冷量，还能保护火炬总管不受损坏，使得系统运行更加安全稳定。

本发明是这样实现的：在合成氨生产工艺的循环水系统的循环水池中设置用作热交换器的盘管，将合成氨液氮洗工序获得的液氮洗燃料气通入盘管中，用循环水池中的水作为热源对液氮洗燃料气加热，使得液氮洗燃料气的温度升高至10℃～33℃后，再输送至火炬总管。

由于合成氨生产中循环水量较大，且由冷却塔补充至循环水池中的循环水量巨大。比如在年产合成氨28万吨的生产线中，循环水池中的水量约在5000吨，温度约在33℃，且由冷却塔补充至循环水池中的循环水量约17800吨/小时。如此巨量的循环水是非常不错的热源，足以对液氮洗排到火炬的液态燃料气加热至常温，而液态燃料气流量变化对出循环水池内的水温影响不大工。因而可以避免冷火炬总管因温度急剧变化而导致管道被拉裂。

考虑到燃料气升温越高，对后续的火炬燃烧越有利，因此本发明的一个优选方案是：用循环水池中的水将液氮洗燃料气的温度升高至20℃～33℃。

本发明采用合成氨生产中循环水作为热源，对液氮洗排到火炬的液态燃料气加热，不仅可以避免冷火炬总管因温度急剧变化而导致管道被拉裂，而且不需要用蒸汽作为热源对液氮洗燃料气加热，不仅节约了大量的蒸汽，降低系统损耗，而且火炬总管内不会出现积水，避免了因水腐蚀管道，又防止在管道低点形成水封而在低温结冰天气对管道造成的损坏。而且，液态燃料气对循环水起到冷却作用，降低循环水水温，可以减轻冷却塔的工作负荷。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，合成氨生产中的循环水系统包括循环水池10、冷却塔11、循环水泵14及出水管道13和回水管道12。循环水泵14将储存在吸水井15的水送至出水管道13向整个生产系统供应所需要的冷却水。系统中的水经回水管道12回流至冷却塔11及循环水池10中，待冷却后排到吸水井15中，如此反复循环。

液氮洗燃料气原有加热回路为：合成氨液氮洗工序获得温度约在-190℃的液氮洗燃料气经管道1及阀门2送入缓冲罐3中，再经管道5与由管道4输送的蒸汽混合升温后送至火炬总管。

本发明保留原有液氮洗燃料气输送加热管路，并在原有加热回路上并联本发明加热回路。本发明加热回路包括并联在液氮洗燃料气输送管道1上的管道6、设置在循环水系统的循环水池10中用作热交换器的盘管8以及将盘管出口与缓冲罐出口管道5连接的管道9，管道6上装有阀门7。液氮洗燃料气升温宜在10℃以上，最好是20℃～33℃；盘管8长度根据液氮洗燃料气需要升高的温度确定，目的是保证液氮洗燃料气获得足够的热量，以达到设定的温度。