回收合成氨尾氣生產(chǎn)lng的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于涉及合成氨工業(yè)中對(duì)馳放氣(尾氣)的回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對(duì)合成氨尾氣中的甲烷進(jìn)行深冷分離提取成液化天然氣LNG的一種回收合成氨尾氣生產(chǎn)LNG的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在化肥工業(yè)領(lǐng)域，制取氨的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生約含25%甲烷的馳放氣，以及在合成氨的生產(chǎn)過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生約含35%甲烷的合成氣，以上氣體構(gòu)成了合成氨尾氣。為保證氨合成反應(yīng)的正常進(jìn)行，需排放合成氨尾氣，以控制甲烷的濃度。
[0003]現(xiàn)今對(duì)于合成氨尾氣的處置方法，最次的是直接排放到大氣里，然而尾氣中的甲烷是一種溫室氣體，它造成全球暖化的威力是二氧化碳的25倍，這造成環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)；另一種是收集后燃燒，轉(zhuǎn)化為熱能、電能等二次能源，然而該方法的經(jīng)濟(jì)效益較低，尾氣中經(jīng)濟(jì)附加值很高的甲烷、氫氣等成分無(wú)法回收利用；再有的就是使用過(guò)濾提純技術(shù)提取尾氣中的甲烷等有價(jià)值成分，而現(xiàn)有技術(shù)及生產(chǎn)工藝存在高能耗、高成本、提取率低等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種回收合成氨尾氣生產(chǎn)LNG的裝置，利用深冷分離合成氨尾氣技術(shù)，對(duì)合成氨生產(chǎn)有用的氫氣得到回收的同時(shí)又對(duì)甲烷進(jìn)行了充分提取，并液化為高附加值的LNG，得以降低合成氨成本，在合成氨尾氣資源充分回收利用和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上做到一舉兩得。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的回收合成氨尾氣生產(chǎn)LNG的裝置，它包括循環(huán)氮壓縮機(jī)、第一冷卻器、第二冷卻器、第三冷卻器以及設(shè)置在冷箱內(nèi)的預(yù)冷換熱裝置、增壓透平膨脹機(jī)、氣液分離器、脫氫精餾塔和甲烷精餾塔，所述預(yù)冷換熱裝置包括二氧化碳預(yù)冷器和主換熱器；所述預(yù)冷換熱裝置設(shè)有高壓尾氣入口、低壓尾氣入口、富氫氣出口、富氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)獬隹?、高壓氮?dú)馊肟凇⒏邏旱獨(dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)馊肟?、富氮?dú)馊肟?、富氫氣入口、低壓尾氣出口和高壓尾氣出口，所述高壓尾氣入口、低壓尾氣入口、富氫氣出口、富氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)獬隹诤透邏旱獨(dú)馊肟诜謩e與二氧化碳預(yù)冷器連通，所述高壓氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)馊肟?、富氮?dú)馊肟?、富氫氣入口、低壓尾氣出口和高壓尾氣出口分別與主換熱器連通；所述循環(huán)氮壓縮機(jī)入口連通氮?dú)庠醇邦A(yù)冷換熱裝置的富氮?dú)獬隹冢涑隹诮?jīng)第一冷卻器連通增壓透平膨脹機(jī)增壓端入口，增壓透平膨脹機(jī)增壓端出口再連通預(yù)冷換熱裝置的高壓氮?dú)馊肟冢A(yù)冷換熱裝置的高壓氮?dú)獬隹谔幵O(shè)有兩條支路，一條支路連通增壓透平膨脹機(jī)膨脹端入口，增壓透平膨脹機(jī)膨脹端出口經(jīng)過(guò)冷器再連通預(yù)冷換熱裝置的返流循環(huán)氮?dú)馊肟?，返流循環(huán)氮?dú)獬隹谠龠B通循環(huán)氮壓縮機(jī)入口，另一條支路經(jīng)過(guò)冷器連通甲烷精餾塔上部；所述預(yù)冷換熱裝置的高壓尾氣入口和低壓尾氣入口分別連通合成氣源和馳放氣源，其低壓尾氣出口經(jīng)脫氫精餾塔再沸器再連通脫氫精餾塔入口，其高壓尾氣出口依次經(jīng)甲烷精餾塔再沸器和過(guò)冷器再連通脫氫精餾塔中部；脫氫精餾塔底部富甲烷液體經(jīng)脫氫精餾塔再沸器底部的富甲烷液體出口連通甲烷精餾塔入口，甲烷精餾塔底部液化天然氣經(jīng)甲烷精餾塔再沸器底部的液化天然氣出口連通冷箱外的液化天然氣儲(chǔ)存槽；所述脫氫精餾塔頂部富氫氣出口經(jīng)過(guò)冷器再連通氣液分離器入口，氣液分離器底部的液體又連通脫氫精餾塔上部，氣液分離器頂部的富氫氣出口經(jīng)過(guò)冷器再連通預(yù)冷換熱裝置的富氫氣入口，預(yù)冷換熱裝置的富氫氣出口經(jīng)第二冷卻器連通冷箱外的變壓吸附裝置；所述甲烷精餾塔頂部的富氮?dú)獬隹诮?jīng)過(guò)冷器連通預(yù)冷換熱裝置的富氮?dú)馊肟?，預(yù)冷換熱裝置的富氮?dú)獬隹谠O(shè)有兩條支路，一條支路連通冷箱外的再生干燥器，另一條支路連通循環(huán)氮壓縮機(jī)入口 ；甲烷精餾塔上部連通冷箱外的液氮儲(chǔ)槽。高壓尾氣和低壓尾氣分別進(jìn)入到冷箱中，可以有效利用高壓尾氣的高壓能，減少循環(huán)氮壓縮機(jī)的作用，降低能耗。增設(shè)氣液分離器，可以使脫氫精餾塔頂部流出的含氫、氮、甲烷、氬的富氫氣體中的甲烷進(jìn)一步得到回收，提高甲烷的回收率。因液化天然氣的最低飽和溫度為-162°C，通過(guò)增設(shè)過(guò)冷器使其過(guò)冷到-165 °C，使液化天然氣進(jìn)入到液化天然氣儲(chǔ)存槽過(guò)程中不發(fā)生氣化現(xiàn)象，保證進(jìn)入到液化天然氣儲(chǔ)存槽中的液化天然氣都是液體。
[0006]作為優(yōu)選，所述冷箱內(nèi)還設(shè)有二氧化碳?xì)庖悍蛛x器，所述二氧化碳預(yù)冷器還設(shè)有二氧化碳入口，二氧化碳?xì)庖悍蛛x器底部液體流出口連通二氧化碳預(yù)冷器，二氧化碳?xì)庖悍蛛x器的入口連通冷箱外的二氧化碳儲(chǔ)槽，二氧化碳?xì)庖悍蛛x器的頂部和二氧化碳預(yù)冷器的二氧化碳出口均連通冷箱外的二氧化碳回收裝置；所述二氧化碳?xì)庖悍蛛x器上還設(shè)有溢流口，溢流口位于二氧化碳?xì)庖悍蛛x器入口的上方。當(dāng)外來(lái)因素造成二氧化碳?xì)庖悍蛛x器中液面突然超過(guò)溢流口時(shí)，液體能自動(dòng)排出，此時(shí)二氧化碳預(yù)冷器中液面不會(huì)繼續(xù)升高，保證液體二氧化碳不會(huì)滿至主換熱器熱端，避免了溫差過(guò)大造成換熱器熱應(yīng)力破損的問(wèn)題。
[0007]作為優(yōu)選，所述各裝置之間通過(guò)管道連通，各段管道上設(shè)有閥門(mén)及儀控制點(diǎn)。
[0008]采用以上結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型的回收合成氨尾氣生產(chǎn)LNG的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]I)結(jié)構(gòu)緊湊，利用二氧化碳預(yù)冷和氮?dú)饨?jīng)增壓透平膨脹機(jī)膨脹制冷工藝分離回收甲烷及富氫氣體，并同時(shí)制取液氮產(chǎn)品儲(chǔ)存。既降低了成本，又節(jié)約了能源，還獲得了綠色環(huán)保的LNG能源。
[0010]2)可以利用甲烷液化后的尾氣來(lái)補(bǔ)充氮?dú)庋h(huán)，做到自已自足，不需額外消耗氮?dú)饫鋭?，降低了能耗和運(yùn)行成本。
[0011]3)增加了二氧化碳預(yù)冷器，因此增加了二氧化碳預(yù)冷流程，與傳統(tǒng)的氮膨脹相比，減少了冷損，降低氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)能耗約20%左右。
[0012]4)在正常工況時(shí)不僅能生產(chǎn)純度大于99.2%的甲烷，還能同時(shí)生產(chǎn)液氮產(chǎn)品。如遇緊急斷電，或動(dòng)設(shè)備檢修時(shí)，可以使用自生產(chǎn)的液氮回注冷箱提供冷量，依然能夠正常生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中:1、二氧化碳預(yù)冷器，2、主換熱器，3、液化天然氣儲(chǔ)存槽，4、變壓吸附裝置，5、再生干燥器，6、液氮儲(chǔ)槽，7、循環(huán)氮壓縮機(jī)，8、第一冷卻器，9、第二冷卻器，10、第三冷卻器，11、預(yù)冷換熱裝置，12、增壓透平膨脹機(jī)增壓端，13、增壓透平膨脹機(jī)膨脹端，14、氣液分離器，15、脫氫精餾塔，16、甲烷精餾塔，17、脫氫精餾塔再沸器，18、甲烷精餾塔再沸器，19、二氧化碳?xì)庖悍蛛x器，19.1、溢流口，20、過(guò)冷器；C02為二氧化碳管道，HYL為高壓尾氣管道，LYL為低壓尾氣管道，N為氮?dú)夤艿?，GN為高壓氮管道，CN為返流循環(huán)氮管道，F(xiàn)N為富氮管道，F(xiàn)H為富氫管道。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例提供的焦?fàn)t荒煤氣上升管顯熱回收裝置，它包括循環(huán)氮壓縮機(jī)7、第一冷卻器8、第二冷卻器9、第三冷卻器10以及設(shè)置在冷箱內(nèi)的預(yù)冷換熱裝置11、增壓透平膨脹機(jī)、氣液分離器14、脫氫精餾塔15和甲烷精餾塔16，所述預(yù)冷換熱裝置11包括二氧化碳預(yù)冷器I和主換熱器2 ;所述預(yù)冷換熱裝置11設(shè)有高壓尾氣入口、低壓尾氣入口、富氫氣出口、富氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)獬隹?、高壓氮?dú)馊肟?、高壓氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)馊肟?、富氮?dú)馊肟?、富氫氣入口、低壓尾氣出口和高壓尾氣出口，所述高壓尾氣入口、低壓尾氣入口、富氫氣出口、富氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)獬隹诤透邏旱獨(dú)馊肟诜謩e與二氧化碳預(yù)冷器I連通，所述高壓氮?dú)獬隹?、返流循環(huán)氮?dú)馊肟?、富氮?dú)馊肟?、富氫氣入口、低壓尾氣出口和高壓尾氣出口分別與主換熱器2連通；所述循環(huán)氮壓縮機(jī)7入口連通氮?dú)庠醇邦A(yù)冷換熱裝置11的富氮?dú)獬隹?，其出口?jīng)第一冷卻器8連通增壓透平膨脹機(jī)增壓端12入口，增壓透平膨脹機(jī)增壓端出口再連通預(yù)冷換熱裝置11的高壓氮?dú)馊肟冢A(yù)冷換熱裝置11的高壓氮?dú)獬隹谔幵O(shè)有兩條支路，一條支路連通增壓透平膨脹機(jī)膨脹端13入口，增壓透平膨脹機(jī)膨脹端出口經(jīng)過(guò)冷器20再連通預(yù)冷換熱裝置11的返流循環(huán)氮?dú)馊肟?，返流循環(huán)氮?dú)獬隹谠龠B通循環(huán)氮壓縮機(jī)7入口，另一條支路經(jīng)過(guò)冷器20連通甲