[发明专利]一种氨冷冻系统

说明书

本发明公开了一种氨冷冻系统，包括：液氨贮槽、第一氨冷器、第二氨冷器、第一氨分离器、第二氨分离器、氨压缩机、氨冷凝器和冷氨泵，所述第一氨冷器的壳程用于接收所述液氨贮槽的液氨，所述第一氨冷器的管程用于接收氨合成塔出来的合成气，所述第一氨冷器产生的气氨进入所述氨压缩机，经所述第一氨冷器冷却的合成气进入所述第一氨分离器。本发明提供的系统可保证冷氨泵正常运行，防止氨压缩机发生喘振、避免氨压缩机跳车，确保氨冷冻系统安全稳定运行。

技术领域

本发明属于合成氨装置技术领域，更具体地，涉及一种合成氨生产工艺中的氨冷冻系统。

背景技术

以天然气部分氧化法生产乙炔产生的尾气为原料生产合成氨的工艺流程有：脱硫造气、中低温变换及甲烷化、脱碳工序、压缩工序、氨合成和驰放气回收、氨冷冻、液氨储存。氨冷冻是合成氨生产工艺中最重要的工艺之一，也是使用最广泛的工艺之一，其作用是进一步降低氨合成塔出来的合成气的温度，把合成气中的氨和氢气、氮气分离开来，其主要由氨冷器、氨分离器、氨压缩机、氨冷凝器、液氨贮槽和冷氨泵组成。

现有氨冷冻系统中第二氨冷器中液氨通过冷氨泵输送至液氨贮槽，以便后续尿素生产和液氨球罐中使用。冷氨泵作为输送液氨的设备，对输送介质中气体的含量要求很高，一旦液氨带气就会发生气缚现象，导致第二氨冷器中液氨无法送出，氨冷冻系统工艺波动，进而使氨压缩机跳车，所以进冷氨泵前液氨中气相组分的含量控制对于氨冷冻系统的正常运行尤为重要。

同时由于合成氨的原料是上游天然气部分氧化法生产乙炔产生的尾气，因此合成氨装置负荷受乙炔装置的影响较大，而乙炔装置由于工艺的特殊性，长期频繁处于低负荷状态，使得乙炔装置长时间处于低负荷运转，因此氨冷冻系统的正常运行也受到限制；在低负荷情况下，一方面合成气中产生的液氨减少，另一方面气氨所带的热量降低，导致氨冷冻系统中液氨量下降，氨冷器、氨分离器无法保持正常的液位，氨冷器的气相系统出现气带液的情况，液相系统出现液带气的情况，氨压缩机作为压缩气体的设备一旦气体带液就会造车压缩机叶轮的损坏，导致氨压缩机频繁跳车；冷氨泵作为输送液体的设备，液体带气进入设备就会出现气缚现象。

发明内容

针对这一技术不足，本发明通过在第二氨分离器和冷氨泵之间增设气液分离器，在氨冷凝器与第一氨冷器和第二氨冷器之间增设防喘线以及采用信息采集控制系统远程控制的方法，解决现有氨冷冻系统中，冷氨泵容易发生气缚和氨压缩机频繁跳车的技术问题。本发明提供如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种氨冷冻系统，包括：液氨贮槽、第一氨冷器、第二氨冷器、第一氨分离器、第二氨分离器、氨压缩机、氨冷凝器和冷氨泵，所述第一氨冷器的壳程用于接收所述液氨贮槽的液氨，所述第一氨冷器的管程用于接收氨合成塔出来的合成气，所述第一氨冷器产生的气氨进入所述氨压缩机，经所述第一氨冷器冷却的合成气进入所述第一氨分离器；所述第一氨分离器用于对所述冷却的合成气进行气液分离，得到初级气体和液氨；所述第二氨冷器的壳程用于接收所述第一氨冷器的液氨，所述第二氨冷器的管程用于接收所述第一氨分离器的初级气体，所述第二氨冷器产生的气氨进入所述氨压缩机，经所述第二氨冷器冷却的初级气体进入所述第二氨分离器；所述第二氨分离器用于对所述冷却的初级气体进行气液分离，得到次级气体和液氨；所述氨冷凝器用于对所述氨压缩机压缩的气氨进行冷凝得到冷凝的液氨，并使冷凝的液氨自流到所述液氨贮槽；所述冷氨泵用于将所述第二氨冷器的液氨输送至所述液氨贮槽。

根据本发明的一个实施方式，其还包括气液分离器，所述气液分离器安装在所述第二氨冷器与冷氨泵之间，用于对所述第二氨冷器的液氨进行气液分离，所述气液分离器分离出来的液氨再由所述冷氨泵输送至所述液氨贮槽。

根据本发明的一个实施方式，其还包括液氨闪蒸槽，所述液氨闪蒸槽用于对所述第一氨分离器和第二氨分离器分离出来的液氨进行低压闪蒸，并使闪蒸后的液氨通过闪蒸槽出口管线输送至所述第一氨冷器。

根据本发明的一个实施方式，其中，所述闪蒸出口管线上设置有第一控制阀，所述第一控制阀用于控制闪蒸后液氨的输出。