一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的方法及设备与流程

本发明涉及一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的方法及设备，利用液氨蒸发吸热深度冷却进贮槽氨的温度,从而降低氨的液化压力来消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空，属于合成氨技术领域。

背景技术：

合成氨冷冻岗位的任务是将相关岗位氨蒸发器蒸发的气氨经压缩、冷凝变成液氨，供相关岗位使用，构成冷冻循环。传统工艺概述：从相关岗位氨蒸发器来的气氨（温度-15-15℃，压力0.05-0.3MPa），经缓冲罐分离油水后进冷冻压缩机加压（温度升至90-110℃，压力升至1.0-1.6MPa），再进入水冷却（凝）器进行换热降温冷却冷凝（温度降至45℃以下，压力降至0.8-1.45MPa)，进入液氨贮槽供各岗位循环使用。

正常情况下，液氨贮槽液氨供给相关岗位氨蒸发器，液氨变成气氨，压力降低，液氨中溶解的不凝气（H2、N2、CH4等）会释放出来进入气氨中，经冷冻岗位加压冷却又溶解到液氨中，液氨贮槽应当没有放空。但实际上，由于各种原因，不同厂家或多或少在生产的不同时间，尤其夏季高温季节，经常会发生因终端冷凝温度不到位而导致进贮槽氨的冷凝压力高，从而造成液氨贮槽放空现象，气温越高，放空量越大，造成氨不平衡，产氨水增多，有时会严重制约生产的加量，导致产量低，消耗高，经济性差。另外贮槽压力始终在极高限运行，会造成操作工人工作强度增大，稍不留神易造成冷冻机高压连锁停车，严重影响生产的安全和稳定。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的方法及设备，利用液氨蒸发深度冷却进液氨贮槽的氨的温度的装置，引入到冷冻工艺流程中（每年6～9月高温季节可根据生产需要投入运行），进而降低进液氨贮槽氨的液化压力消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案为：

一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的设备，包含依次布置的相关岗位蒸发器、缓冲罐、冷冻机、水冷却（凝）器和液氨贮槽，在水冷却（凝）器与液氨贮槽之间增加一台氨蒸发器，氨蒸发器上开有进口管、出口管、加氨管、气氨管、壳程导淋管及阀门和管程放空管及阀门，进口管上设有进口阀，出口管上设有出口阀，进口管和出口管上均设置有温度传感器，加氨管上设有加氨阀，气氨管上设有气氨阀；所述水冷却（凝）器和液氨贮槽之间的管道上设有近路阀，进口管通过进口阀连接在近路阀的水冷却（凝）器端，出口管通过出口阀连接在近路阀的液氨贮槽端；气氨管通过气氨阀连接在相关岗位蒸发器与缓冲罐之间的管道上。

所述氨蒸发器上设置液位计及压力表。由水冷却（凝）器过来的气、液氨混合物走管程，通过与走壳程的液氨换热，使其中的气氨全部被冷却为液氨。

所述氨蒸发器上设置压力表，以显示气氨压力；还设有安全阀，以确保设备运行安全。

所述氨蒸发器的筒体材料采用16MnR钢板制作；接管采用厚壁管，材质采用20#钢。

一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的方法，包含如下步骤：

在水冷却（凝）器与液氨贮槽之间增加一台氨蒸发器，氨蒸发器上开有进口管、出口管、加氨管、气氨管、壳程导淋管及阀门和管程放空管及阀门，进口管上设有进口阀，出口管上设有出口阀，进口管和出口管上均设置有温度传感器，加氨管上设有加氨阀，气氨管上设有气氨阀；所述水冷却（凝）器和液氨贮槽之间的管道上设有近路阀，进口管通过进口阀连接在近路阀的水冷却（凝）器端，出口管通过出口阀连接在近路阀的液氨贮槽端；气氨管通过气氨阀连接在相关岗位蒸发器与缓冲罐之间的管道上；

每年夏季（6～9月），液氨贮槽放空时，氨蒸发器投入使用，将进口阀、出口阀全部打开，关闭近路阀，从相关岗位蒸发器来的气氨，经缓冲罐分离油水后进冷冻机加压，再进入水冷却（凝）器进行换热降温冷却冷凝，从水冷却（凝）器出来的为气、液氨混合物，经氨蒸发器进口管进入氨蒸发器中，通过壳程的介质液氨将管程的气氨冷却为液氨后进入液氨贮槽；在此换热过程中，用作冷介质的液氨来自于液氨贮槽，加氨量根据液位、气氨压力及冷冻量，通过调整加氨阀的开度来控制，这样就可以通过控制终端进液氨贮槽的氨温度来降低液化压力，确保液氨贮槽不放空；用于冷介质的液氨与气氨换热后被变成气氨，通过气氨管返回到缓冲罐内，进入下一个循环工艺过程；由水冷却（凝）器过来的气、液氨混合物走管程，通过与走壳程的液氨换热，使其中的气氨全部被冷却为液氨；

当立秋后，外界气温下降，进液氨贮槽的氨温度较低，不需要通过氨蒸发器也能使液氨温度控制的很低，保证液氨贮槽不放空；将进口阀、出口阀全部关闭，打开近路阀，使从水冷却（凝）器过来的液氨，直接进入液氨贮槽，停止使用氨蒸发器。

所述水冷却（凝）器可以为列管式换热器、板式换热器或水蒸发冷式换热器。

本发明有益效果：在水冷却（凝）器与液氨贮槽之间新增加一台氨蒸发器，并设近路管线，解决由于夏季气温升高造成的因终端冷凝温度不到位而导致进贮槽氨的冷凝压力高，液氨贮槽出现放空现象的问题，确保氨平衡，保证液氨产量，降低消耗，同时解决由于液氨贮槽压力始终在极高限运行，而造成操作工人工作强度增大，冷冻机高压连锁易出现停车的问题，确保生产的安全与稳定。

附图说明

图1为本发明背景技术示意图；

图2为本发明实施例示意图示意图；

图中：相关岗位蒸发器1、缓冲罐2、冷冻机3、水冷却（凝）器4、液氨贮槽5、氨蒸发器6、进口管7、进口阀8、温度传感器9、出口管10、出口阀11、加氨管12、加氨阀13、气氨管14、气氨阀15、壳程导淋管及阀门16、管程放空管及阀门17、液位计18、压力表19、安全阀20、近路阀21。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

一种消除合成氨冷冻岗位液氨贮槽放空的设备，包含依次布置的相关岗位蒸发器1、缓冲罐2、冷冻机3、水冷却（凝）器4和液氨贮槽5，在水冷却（凝）器4与液氨贮槽5之间增加一台氨蒸发器6，氨蒸发器6上开有进口管7、出口管10、加氨管12、气氨管14、壳程导淋管及阀门16和管程放空管及阀门17，进口管7上设有进口阀8，出口管10上设有出口阀11，进口管和出口管上均设置有温度传感器9，加氨管12上设有加氨阀13，气氨管14上设有气氨阀15；所述水冷却（凝）器4和液氨贮槽5之间的管道上设有近路阀21，进口管7通过进口阀8连接在近路阀21的水冷却（凝）器4端，出口管10通过出口阀11连接在近路阀21的液氨贮槽5端；气氨管14通过气氨阀15连接在相关岗位蒸发器1与缓冲罐2之间的管道上。

所述氨蒸发器6上设置液位计18及压力表19。由水冷却（凝）器过来的气、液氨混合物走管程，通过与走壳程的液氨换热，使其中的气氨全部被冷却为液氨。

所述氨蒸发器上设置压力表，以显示气氨压力；还设有安全阀20，以确保设备运行安全。

所述氨蒸发器的筒体材料采用16MnR钢板制作；接管采用厚壁管，材质采用20#钢。

所述水冷却（凝）器4可以为列管式换热器或板式换热器或水蒸发冷式换热器。

具体实施方式：每年夏季（6～9月）气温高且液氨贮槽5放空时则新增的氨蒸发器6投入使用，将进口阀8、出口阀11全部打开，关闭近路阀21，从相关岗位蒸发器1来的气氨，经缓冲罐2分离油水后进冷冻机3加压，再进入水冷却（凝）器4进行换热降温冷却冷凝，从水冷却（凝）器4出来的为气、液氨混合物，经进口管7进入新增的氨蒸发器6中，通过壳程的介质液氨将管程的气氨冷却为液氨后进入液氨贮槽5。在此换热过程中，用作冷介质的液氨来自于液氨贮槽5，加氨量可以根据液位计18显示的液位、压力表19显示的压力及冷冻量调整加氨阀13的开度来控制，这样就可以通过灵活控制终端进液氨贮槽5的氨温度进而降低液化压力，确保液氨贮槽5不放空。用于冷介质的液氨与气氨换热后被变成气氨，通过气氨管返回到缓冲罐2内，进入下一个循环工艺过程。这样就可以确保氨平衡，保证液氨产量，降低消耗，同时解决由于液氨贮槽压力始终在极高限运行，而造成操作工人工作强度增大，冷冻机高压连锁易出现停车的问题，确保生产的安全与稳定。

当立秋后外界气温下降，进液氨贮槽5的氨温度较低，不用通过新增的氨蒸发器6也能使液氨温度控制的很低，保证液氨贮槽5不放空，则将进口阀8、出口阀11全部关闭，打开近路阀21，使从水冷却（凝）器4过来的为液氨，直接进入液氨贮槽5，停止使用新增的氨蒸发器6。

附图1为背景技术工艺流程示意图，主要包括相关岗位蒸发器1、缓冲罐2、冷冻机3、水冷却（凝）器4、液氨贮槽5。流程简要说明如下：从相关岗位蒸发器1来的气氨（温度-15-15℃，压力0.05-0.3MPa），经缓冲罐分离油水后进冷冻压缩机加压（温度升至90-110℃，压力升至1.0-1.6MPa），再进入水冷却（凝）器4进行换热降温冷却冷凝（温度降至45℃以下，压力降至0.8-1.45MPa)，进入液氨贮槽5供各岗位循环使用。由于各种原因，不同厂家或多或少在生产的不同时间尤其夏季高温季节，经常会发生因终端冷凝温度不到位而导致进液氨贮槽氨的冷凝压力高，从而造成液氨贮槽放空现象，气温越高，放空量越大，造成氨不平衡，产氨水增多，有时会严重制约生产的加量，导致产量低，消耗高，经济性差。另外液氨贮槽压力始终在极高限运行，会造成操作工人工作强度增大，稍不留神易造成冷冻机高压连锁停车，严重影响生产的安全和稳定。

附图2为本发明实施例工艺流程示意图，包括相关岗位蒸发器1、缓冲罐2、冷冻机3、水冷却（凝）器4、液氨贮槽5、氨蒸发器6、进口管7、进口阀8、温度传感器9、出口管10、出口阀11、加氨管12、加氨阀13、气氨管14、气氨阀15、壳程导淋管及阀门16、管程放空管及阀门17、 液位计18、压力表19、安全阀20、近路阀21。流程简要说明如下：将进口阀8、出口阀11全部打开，关闭近路阀21，从相关岗位蒸发器1来的气氨，经缓冲罐2分离油水后进冷冻机3加压，再进入水冷却（凝）器4进行换热降温冷却冷凝，从水冷却（凝）器4出来的为气、液氨混合物，经进口管7进入新增的氨蒸发器6中，通过壳程的介质液氨将管程的气氨冷却为液氨后进入液氨贮槽5。在此换热过程中，用作冷介质的液氨来自于液氨贮槽5，加氨量可以根据液位计18显示的液位、压力表19显示的压力及冷冻量调整加氨阀13的开度来控制，这样就可以通过灵活控制终端进液氨贮槽5的氨温度进而降低液化压力，确保液氨贮槽5不放空。用于冷介质的液氨与气氨换热后被变成气氨，通过气氨管返回到缓冲罐2内，进入下一个循环工艺过程。这样就可以确保氨平衡，保证液氨产量，降低消耗，同时解决由于液氨贮槽压力始终在极高限运行，而造成操作工人工作强度增大，冷冻机高压连锁易出现停车的问题，确保生产的安全与稳定。