專利名稱：利用合成氨冷凍系統(tǒng)放空氣生產(chǎn)硝酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氨的生產(chǎn)，特別是涉及合成氨生產(chǎn)中冷凍系統(tǒng)產(chǎn)生放空氣的回收方法。本發(fā)明將放空氣直接用于硝酸銨的生產(chǎn)，以代替原來利用凈氨系統(tǒng)回收氨氣的工藝方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)合成氨生產(chǎn)中冷凍系統(tǒng)的工藝流程是液氨在合成氨工段氨冷器內(nèi)冷卻氫氮混合循環(huán)氣過程中蒸發(fā)出的氣氨送冷凍工段，由冰機(jī)加壓后，再送冰機(jī)水冷器進(jìn)行冷卻，氣氨液化后，從冰機(jī)水冷器的下部進(jìn)入液氨儲(chǔ)槽，供合成氨工段氨冷器循環(huán)使用。
由于液氨中含有少量的溶解氣，經(jīng)過氨冷器蒸發(fā)、冰機(jī)壓縮、冰機(jī)水冷器冷卻后，不凝結(jié)氣體(H2、N2、CH4)會(huì)在冰機(jī)水冷器內(nèi)聚集，使冷凍系統(tǒng)超壓，故而設(shè)計(jì)把冰機(jī)水冷器與液氨儲(chǔ)槽的氣相聯(lián)通，將系統(tǒng)內(nèi)的不凝氣體放空，以保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
冷凍系統(tǒng)的放空氣中含有大量的氨氣，不能直接排放，只能送入凈氨系統(tǒng)，將氣氨制成氨水回收，送尿素工段解吸后使用，剩余氣體則送造氣爐燃燒。
以上工藝存在的問題是冰機(jī)水冷器的放空量大，尤其是在夏季，放空量更大，使凈氨系統(tǒng)產(chǎn)生氨水量增加，一方面直接影響尿素的生產(chǎn)平衡，給尿素生產(chǎn)，特別是解吸工段帶來困難，另一方面，也使冰機(jī)的用電負(fù)荷增大，能耗增加。
對(duì)于一些合成氨生產(chǎn)尿素同時(shí)聯(lián)產(chǎn)硝酸銨或碳酸氫銨的工藝流程，都是使用冰機(jī)進(jìn)口前氣氨作為原料氣。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，減少冰機(jī)進(jìn)口氣氨量，可以節(jié)約冰機(jī)的用電負(fù)荷。然而，實(shí)際的生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)，減少冰機(jī)進(jìn)口氣氨量并沒有有效地降低冰機(jī)的用電負(fù)荷，只有降低冷凍系統(tǒng)出口壓力，才是降低冰機(jī)用電負(fù)荷的最有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用合成氨冷凍系統(tǒng)放空氣生產(chǎn)硝酸銨的方法，以有效地降低冷凍系統(tǒng)出口壓力，減少冰機(jī)用電負(fù)荷，同時(shí)不將放空氣送凈氨系統(tǒng)，不產(chǎn)生氨水，降低尿素生產(chǎn)解吸工段負(fù)荷。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的方法是將氨冷器中冷卻氫氮混合循環(huán)氣蒸發(fā)出的氣氨送冷凍系統(tǒng)，由冰機(jī)加壓后，在冰機(jī)水冷器中冷卻為液氨，送入液氨儲(chǔ)槽中，供氨冷器循環(huán)使用，冰機(jī)水冷器與液氨儲(chǔ)槽的氣相聯(lián)通，產(chǎn)生的放空氣直接送入硝酸銨中和器中，與硝酸反應(yīng)以生產(chǎn)硝酸銨溶液。
采用本發(fā)明工藝方法后，會(huì)導(dǎo)致冷凍系統(tǒng)冰機(jī)進(jìn)口負(fù)荷的增加，如果冰機(jī)水冷器仍然維持原來1.55～1.6MPa/cm2的出口壓強(qiáng)，不僅會(huì)增加冷凍系統(tǒng)的用電負(fù)荷，而且即使將產(chǎn)生的放空氣全部送往硝酸銨中和器，也不能滿足硝酸銨生產(chǎn)用氣的需求。因此，本發(fā)明采用了降低冷凍系統(tǒng)出口壓強(qiáng)的辦法，將冰機(jī)水冷器的出口壓強(qiáng)調(diào)整為1.1～1.3MPa/cm2，一方面加大了冷凍系統(tǒng)的放空氣量，滿足了硝酸銨生產(chǎn)用氣的需求，一方面大大降低了冰機(jī)的用電負(fù)荷。
本發(fā)明將冷凍系統(tǒng)產(chǎn)生的放空氣直接用于硝酸銨的生產(chǎn)，以代替原來利用凈氨系統(tǒng)回收氨氣的工藝方法，解決了因冰機(jī)水冷器放空量大，凈氨系統(tǒng)產(chǎn)生氨水量增加，影響尿素生產(chǎn)平衡的矛盾，也有效地降低了冷凍系統(tǒng)的出口壓力，減少了冰機(jī)的用電負(fù)荷。


圖1是本發(fā)明利用合成氨冷凍系統(tǒng)放空氣生產(chǎn)硝酸銨的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
來自液氨儲(chǔ)槽的液氨通入合成氨工段氨冷器中，將氫氮混合循環(huán)氣冷卻后，蒸發(fā)出的氣氨全部送冷凍系統(tǒng)，由冰機(jī)加壓后，在冰機(jī)水冷器中冷卻為液氨，從下部送入液氨儲(chǔ)槽中，供氨冷器循環(huán)使用，不足部分由液氨大貯槽補(bǔ)充。
冰機(jī)水冷器與液氨儲(chǔ)槽的氣相聯(lián)通，用于將聚集在冰機(jī)水冷器內(nèi)的不凝結(jié)氣體放空。放空氣直接送入硝酸銨中和器中，與硝酸反應(yīng)以生產(chǎn)硝酸銨溶液，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶工序，形成硝酸銨產(chǎn)品，其中少量的H2、N2和CH4等氣體經(jīng)硝酸洗滌后放空。
以24萬t/年合成氨裝置為例，合成氨產(chǎn)氣量10萬m3/h，硝酸銨產(chǎn)量3.5t/h，原冷凍系統(tǒng)工藝生產(chǎn)條件為冰機(jī)進(jìn)口壓強(qiáng)0.15MPa/cm2，冰機(jī)水冷器出口壓強(qiáng)1.55MPa/cm2，冰機(jī)電流100A，冬季產(chǎn)氨水1m3/h；夏季產(chǎn)氨水3m3/h。
本發(fā)明冷凍系統(tǒng)生產(chǎn)工藝為冰機(jī)進(jìn)口壓強(qiáng)0.15MPa/cm2，冬季冰機(jī)水冷器冷卻水溫10～15℃，冰機(jī)水冷器出口壓強(qiáng)1.15MPa/cm2，開冰機(jī)臺(tái)數(shù)2臺(tái)，冰機(jī)電流70A；夏季冰機(jī)水冷器冷卻水溫20～25℃，冰機(jī)水冷器出口壓強(qiáng)1.3MPa/cm2，開冰機(jī)臺(tái)數(shù)3臺(tái)，冰機(jī)電流80A。
權(quán)利要求
1.利用合成氨冷凍系統(tǒng)放空氣生產(chǎn)硝酸銨的方法，是將氨冷器中冷卻氫氮混合循環(huán)氣蒸發(fā)出的氣氨送冷凍系統(tǒng)，由冰機(jī)加壓后，在冰機(jī)水冷器中冷卻為液氨，送入液氨儲(chǔ)槽中儲(chǔ)存，供氨冷器循環(huán)使用，冰機(jī)水冷器與液氨儲(chǔ)槽的氣相聯(lián)通放空，其特征是冰機(jī)水冷器與液氨儲(chǔ)槽產(chǎn)生的放空氣直接送入硝酸銨中和器中，與硝酸反應(yīng)以生產(chǎn)硝酸銨溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用合成氨冷凍系統(tǒng)放空氣生產(chǎn)硝酸銨的方法，其特征是冰機(jī)水冷器的出口壓強(qiáng)為1.1～1.3MPa/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及合成氨生產(chǎn)中冷凍系統(tǒng)產(chǎn)生放空氣的回收方法，是將冷凍系統(tǒng)中冷卻氣氨過程中產(chǎn)生的放空氣直接送入硝酸銨中和器中，與硝酸反應(yīng)生產(chǎn)硝酸銨溶液，以代替原來放空氣送入凈氨系統(tǒng)回收氨氣的工藝方法。本發(fā)明將冷凍系統(tǒng)產(chǎn)生的放空氣直接用于硝酸銨的生產(chǎn)，解決了因冰機(jī)水冷器放空量大，凈氨系統(tǒng)產(chǎn)生氨水量增加，影響尿素生產(chǎn)平衡的矛盾，也有效地降低了冷凍系統(tǒng)的出口壓力，減少了冰機(jī)的用電負(fù)荷。
文檔編號(hào)F25J1/02GK1887707SQ20061001294
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者宋三奎, 韓永慶 申請(qǐng)人:宋三奎