[发明专利]包括吸收式制冷单元的装置，如合成氨装置

说明书

一种化工装置(100)，包括包含吸收式制冷单元(105)的制冷系统，和包含一个或多个蒸汽发生器、蒸汽使用装置和至少一个蒸汽冷凝器(107)的蒸汽系统，其中，热交换器(108)布置成拦截流向所述蒸汽冷凝器(107)的蒸汽流(8)的至少一部分，并且所述热交换器(108)将热量传递给所述吸收式制冷单元(105)的工作流体(11)，以提供所述制冷系统运行所需的热输入的至少一部分。

技术领域

本发明涉及一种包括蒸汽系统和包括吸收式制冷单元的制冷系统的化工装置、以及相关改造方法。本发明尤其涉及一种合成氨或甲醇装置。

背景技术

许多化工装置，例如氨合成装置，都包含蒸汽系统。

氨合成装置被理解为如下所述的装置：在该装置中通常在前端工段通过重整烃产生包含氢和氮的补充合成气，并将该补充合成气催化转化为氨产物气。

蒸汽系统通常包括一个或多个蒸汽发生器、蒸汽使用装置和至少一个蒸汽冷凝器。蒸汽发生器可以包括通过冷却热工艺物料流(例如，催化转化器的热流出物)来产生蒸汽的热交换器。蒸汽使用装置通常包括可产生能量或驱动诸如泵或压缩机等辅助设备的汽轮机。有些蒸汽也可以在工艺内部使用或输出。

蒸汽系统的冷凝器通常接收低压、低温的排出蒸汽，其绝对压力通常小于1bar，温度低于100℃。因此，所述冷凝器也称为排出蒸汽冷凝器(steam exhaust condenser)。

所述排出蒸汽冷凝器通过冷却水或空气进行冷却。排出蒸汽冷凝释放的热量被所述介质移除，然后排放到环境中，这从效率的角度来看是不利的，因为损失了大量能量。

吸收式制冷单元可以在适当的时候用于对工艺物料流进行制冷，例如，吸收式制冷单元在合成氨装置中用于补充合成气或氨产物气的制冷。

更详细地参照用于合成氨的装置，前端工段通常包括将烃原料转化为粗合成气的重整工段和包括一个或多个变换炉的纯化工段、二氧化碳脱除工段和可选的甲烷化工段。

来自所述纯化工段的纯化合成气是在比合成压力低得多的压力(例如15～30bar)下获得的；因此，纯化合成气在由蒸汽系统的涡轮机驱动的多级压缩机中被压缩到大约80～300bar的合成压力。

用于输送到重整工段的工艺空气、氨气、二氧化碳或天然气的压缩机也可以由蒸汽系统的汽轮机驱动。

合成氨装置蒸汽系统的冷凝器通常接收压力为0.2～0.7bar和温度为60～90℃的排出蒸汽。

发明内容

从能量的角度来看，本发明旨在提高上述化工装置的效率。

本发明的基本思想是使用送至排出蒸汽冷凝器的蒸汽的热量作为吸收式制冷机的热输入，所述吸收式制冷机可以有利地用于化工装置(例如，合成氨装置)中以提高其效率。尽管供给至所述排出蒸汽冷凝器的蒸汽的温度较低，但其仍可用于为所述吸收式制冷机提供热输入。从而，所述蒸汽的热含量在该过程中被有效地回收，而不是完全排放到周围环境中。

根据权利要求1的化工装置达到了这个目的。

所述化工装置包括制冷系统和蒸汽系统，其中，所述制冷系统包括至少一个吸收式制冷单元，并且所述蒸汽系统包括一个或多个蒸汽发生器、蒸汽使用装置和至少一个蒸汽冷凝器，所述化工装置的特征在于：

热交换器被布置成拦截至少部分流向所述蒸汽冷凝器的蒸汽流，并且

所述热交换器将热量传递给所述吸收式制冷单元的工作流体，以提供所述制冷系统运行所需热输入的至少一部分。

所述冷凝器优选接收例如从汽轮机排放的排出蒸汽。因此，在下面的描述中，所述蒸汽冷凝器也将被称为排出蒸汽冷凝器。