[实用新型]节能合成氨空分及仪表气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种节能合成氨空分及仪表气系统，属于化工工艺领域。

背景技术

目前，合成氨过程中使用到的氧气、氮肥厂使用的氮气由空分装置提供，空分装置的主要设备有：离心式空气压缩机(包括空气压缩主机和增压机)、纯化系统、冷箱、主换热器、冷却系统。

空分装置的工艺过程：原料空气自过滤器底部吸入，经空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。空气经过滤后在离心式空压机中压缩至0.52MPa左右，然后进入冷却系统，温度降至8-10℃，再进入纯化系统，空气中的二氧化碳，碳氢化合物及残留的水蒸气被吸附分离，空气得到净化。

空气经净化后分为两路：一部分空气(约19500Nm³/h)直接进入冷箱进行精馏。而另一路空气(约10000Nm³/h)进入离心式空气压缩机的空气增压机增压后，再进入膨胀机的增压端进一步增压，经膨胀机降压膨胀，空气温度降到-170.7℃，最后进入冷箱进行精馏。空气在冷箱中精馏分离成氧气和氮气。氧气用于合成氨系统，所述空分冷箱出来的氮气也分成两个支路，其中一支路到低压氮气压缩机，经压缩到0.4Mpa后输送到氨压机作为氨压机密封气及置换气或者是输送到其它公共用气处，另一支路到中压氮气压缩机，压缩到1.6Mpa，所述中压氮气压缩机的出口与氮气贮罐相连，所述氮气贮罐通过管道连接脱碳系统。

空分装置满负荷生产时，从冷箱出来的氮气量远远大于低压和中压氮气使用的需要量，多余的氮气通过冷箱出口的放空管线进行放空。

氮肥厂仪表调节阀和尿素装置工艺过程中也将使用到压缩空气,仪表空气压力要求在0.55-0.6MPa。目前是靠空气压缩机提供，空气压缩机压力波动大，对仪表调节阀的操作控制带来极大隐患，严重威胁装置的安全运行。且空分装置和仪表空气两种系统分开，能耗高。

为此，申请人之前对该系统进行了改进，让增压机的排气管分为两支管，一支经膨胀机到空分冷箱，另一支经过第一压力调节阀到缓冲器，经过改进后，可以不使用仪表空气压缩机，每年能节约电费110万左右，取得了一定的效果。但是经过这样改进后，必然导致生产的氧气的量降低，当需要扩大液氨生产量时，空分装置生产的氧气的量就不足。因此，找到更合理的解决方案成为了目前本领域急需要解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种节能合成氨空分及仪表气系统，既能起到节能降耗的效果，满足合成氨仪表气的使用需求，又不影响生产液氨的氧气的供应。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种节能合成氨空分及仪表气系统，包括过滤器、离心式空气压缩机、冷却系统、纯化系统和空分冷箱，所述过滤器的出口与离心式空气压缩机的进气口相连，所述离心式空气压缩机的压缩气出口与冷却系统相连，所述冷却系统与纯化系统相连，所述纯化系统的出口分别与空分冷箱和离心式空气压缩机的增压机进气管相连，所述增压机的排气管分为两支管，一支经膨胀机到空分冷箱，另一支经过第一压力调节阀到缓冲器，所述缓冲器的出口与干燥器相连，所述干燥器的出口与缓冲罐相连；所述缓冲器的进口还连接仪表空压机总管，所述仪表空压机总管分出三个空压机支管分别与三台仪表空压机相连，在该三个空压机支管上分别设置阀门，所述空分冷箱出来的氮气也分成两个支路，其中一支路到低压氮气压缩机，经压缩后输送到氨压机作为氨压机密封气及置换气，另一支路到中压氮气压缩机，所述中压氮气压缩机的出口与氮气贮罐相连，所述氮气贮罐通过管道连接脱碳系统，其特征在于：在连接氮气贮罐和脱碳系统的管道上设置一条仪表气支管，该仪表气支管连接到缓冲罐出口管线上，在该仪表气支管上从氮气贮罐到缓冲罐出口管线依次安装止回阀和第二压力调节阀，在所述第二压力调节阀前后的仪表气支管上分别安装截止阀。

采用上述方案，我们把放空的氮气经过中压氮气压缩机进行压缩，压力达到1.6MPa左右，通过第二压力调节阀，把多余的氮气通过管线输送缓冲罐出口管线作为合成氨的仪表气使用，这样就可以关闭增压机出口到仪表空气总管的第一压力调节阀，把离心式空压机压缩的全部空气量用来生产氧气，保证合成氨生产的正常运行。多余的氮气量完全能满足合成氨仪表气的使用量，完全可以停开仪表空压机，从而起到节约电费，又能满足仪表气的气体需求量。当降低液氨的生产量时，氮气的量也相应减少，我们又可以开启第一压力调节阀，关闭第二压力调节阀，将部分离心式空气压缩机的压缩空气直接用作合成氨仪表气。