合成氨低变气脱碳系统的制作方法

文档序号:12634664阅读:261来源:国知局

本实用新型涉及一种合成氨低变气脱碳系统,属于合成氨工艺技术领域。



背景技术:

氮肥厂合成氨工艺总流程为:来自长输管线的天然气首先进入天然气配气站,天然气在配气站进行缓冲及调压后进入合成氨装置的常温脱硫系统,然后通过天然气压缩,高温脱硫,换热式一段蒸汽转化、二段富氧空气转化,一氧化碳高、低温变换,改良热钾碱法脱碳,甲烷化深度净化去除残余的CO和CO2,合成气压缩,14.0MPa下氨合成,冷冻分离,最终得到产品液氨。

脱碳工序目前普遍采用的是本菲尔法脱除低变气体中的CO2,就是用碳酸钾溶液在吸收塔内与低变气逆流接触吸收CO2后变成碳酸氢钾溶液,碳酸氢钾溶液在再生塔和闪蒸槽里面进行加热,使碳酸氢钾溶液变成碳酸钾溶液,再生出来的CO2气体进行放空,碳酸钾溶液循环使用,如此不断循环就把低变气里面的CO2去除,使脱碳后工艺气体中的CO2尾气指标能控制在要求范围内。用此法脱除CO2气体的关键操作点之一就是要给脱碳工序提供充足的热量,只有用充足的热量才能使碳酸氢钾溶液彻底地再生为碳酸钾溶液,一旦系统热量不足,碳酸氢钾溶液再生效果不好,就会导致碳酸钾溶液脱除CO2的效果达不到指标控制要求,直接导致后续工序超温和消耗成本增加,严重情况下还会导致整个装置停车。

具体工艺为:来自高变工序的工艺气体首先进入低变炉进行变换反应,从低变炉出来的气体主要含有H2、N2和CO2,从低变炉出来的气体温度在210-225℃,气体依次进入低变气废锅,再沸器、换热器设备进行换热后,气体温度降到80℃左右后进入吸收塔,低变气体里面的CO2被吸收塔里面的碳酸钾溶液反应吸收后,剩下的H2、N2和微量的CO、CO2气体被送到甲烷化工序继续进行甲烷化反应。

低变气废锅的锅炉水来自CO2分离器,锅炉水被低变气加热后产生大量的低压蒸汽被送到闪蒸槽,低压蒸汽对闪蒸槽内的碳酸氢钾液进行闪蒸再生,最后低压蒸汽和再生出来的CO2气体混合后一起进入再生塔的中部。从低变气废锅出来的低变气从210-225℃降低到150-155℃后进入再沸器,来自再生塔底部的碳酸氢钾溶液进入再沸器吸收低变气的热量后通过管道回到再生塔的中部。从再沸器出来的低变气温度降低到110-115℃后进入换热器再次与脱盐水进行换热,脱盐水吸收热量后被送到除氧器进行除氧后供锅炉产汽使用。最后低变气进入再生塔的温度控制在75-80℃。

在生产过程中,特别是合成氨装置在低负荷运行的情况下,由于低变气量较少,导致低变气进入低变气废锅的产汽量减少,再沸器中碳酸钾溶液吸收的热量也较少,进入吸收塔内的低变气温度也较低,这使得进入整个脱碳系统的热量较少,再生塔内碳酸氢钾溶液由于热量无法保证导致再生效果达不到设计要求,吸收塔出来的工艺气体里面的CO2尾气含量高,严重影响后续工序的安全运行,同时增加了合成氨装置的生产成本。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种合成氨低变气脱碳系统,提高进入脱碳工序的热量,使CO2尾气控制在指标范围内,保证后续工序生产的正常运行。

为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:一种合成氨低变气脱碳系统,包括低变炉,所述低变炉的低变气出口通过低变气管道与低变气废锅的热侧进口相连,所述低变气废锅的冷侧出口与再沸器相连,所述再沸器的出口与低变气换热器的热侧进口相连,所述低变气换热器的冷侧出口与吸收塔相连,所述低变气换热器冷侧进口上连接脱盐水进水管,其热侧出口上连接脱盐水出水管,所述盐水进水管和脱盐水出水管上分别设置有进水阀门和出水阀门,其特征在于:连接所述低变炉和低变气废锅的低变气管道上连接中压蒸汽管线,所述中压蒸汽管线上设置蒸汽流量调节阀。

上述方案中:所述脱盐水进水管能通过旁路支管直接与脱盐水出水管相连,所述旁路支管上设置有脱盐水流量调节阀。

增加中压蒸汽管线,通过蒸汽流量调节控制阀调节流量,通过向低变气内加入一定量的中压蒸汽来提高混合气的载热量,从而提高低变气废锅的产汽量和提高再沸器内碳酸氢钾溶液的换热量,从而达到提高进入脱碳系统热量的目的。

新增换热器脱盐水旁路支管,可以使得脱盐水走旁路支管,减少对低变气的换热量,从而达到提高吸收塔进口低变气温度的目的。

有益效果:本实用新型增加了低变气废锅内低压蒸汽的产汽量,提高了再沸器与碳酸氢钾的换热量,同时提高了吸收塔进口温度,通过以上方法极大地增加了进入脱碳工序的热量,使碳酸氢钾溶液能吸收充足的热量在进行再生,从而确保吸收塔出口的CO2尾气含量能控制在指标范围内,为生产的平稳安全运行提供了保障。

附图说明

图1为本实用新型工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:

实施例1,如图1所示:各部件的附图标记为:低变炉1、低变气废锅2、再沸器3、低变气换热器4、吸收塔5、脱盐水进水管6、脱盐水出水管7、中压蒸汽管线8、蒸汽流量调节阀9、旁路支管10、脱盐水流量调节阀11、进水阀门12、出水阀门13。

低变炉1的低变气出口通过低变气管道与低变气废锅2的热侧进口相连,低变气废锅2的冷侧出口与再沸器3相连,再沸器3的出口与低变气换热器4的热侧进口相连,低变气换热器4的冷侧出口与吸收塔5相连,低变气换热器4冷侧进口上连接脱盐水进水管6,其热侧出口上连接脱盐水出水管7,盐水进水管6和脱盐水出水管7上分别设置有进水阀门12和出水阀门13,连接低变炉1和低变气废锅2的低变气管道上连接中压蒸汽管线8,中压蒸汽管线8上设置蒸汽流量调节阀9。脱盐水进水管6能通过旁路支管10直接与脱盐水出水管7相连,旁路支管10上设置有脱盐水流量调节阀11。当热量较低时,可以使得脱盐水走旁路支管,减少对低变气的换热量,从而达到提高吸收塔进口低变气温度的目的。

来自高变工序的工艺气体首先进入低变炉1进行变换反应,从低变炉1出来的气体主要含有H2、N2和CO2,从低变炉1出来的气体温度在210-225℃,气体依次进入低变气废锅2、再沸器3、换热器4进行换热后,气体温度降到80℃左右后进入吸收塔5,低变气体里面的CO2被吸收塔里面的碳酸钾溶液反应吸收后,剩下的H2、N2和微量的CO、CO2气体被送到甲烷化工序继续进行甲烷化反应。

低变气废锅2的锅炉水来自CO2分离器,锅炉水被低变气加热后产生大量的低压蒸汽被送到闪蒸槽,低压蒸汽对闪蒸槽内的碳酸氢钾液进行闪蒸再生,碳酸氢钾液进入吸收塔,最后低压蒸汽和再生出来的CO2气体混合后一起进入再生塔的中部。从低变气废锅2出来的低变气从210-225℃降低到150-155℃后进入再沸器3,来自再生塔底部的碳酸氢钾溶液进入再沸器3吸收低变气的热量后通过管道回到再生塔的中部。从再沸器3出来的低变气温度降低到110-115℃后进入换热器4再次与脱盐水进行换热,脱盐水吸收热量后被送到除氧器进行除氧后供锅炉产汽使用。最后低变气进入再生塔的温度控制在75-80℃。

本实用新型不局限于上述具体实施例,应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。总之,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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