最新合成氨系统的制作方法

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合成氨系统的制作方法

[0001]本实用新型涉及化工生产领域,尤其涉及一种合成氨系统。

[0002]合成氨工业是基本无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。世界人口不断增长给粮食供应带来压力,而施用化学肥料是农业增产的有效途径。氨水(即氨的水溶液)和液氨体本身就是一种氮肥;农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥,和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料,都是以合成氨加工生产为主。
[0003]合成氨成本中能源费用占较大比重,原料和动力结构调整是国家对氮肥行业实行战略性结构调整的一项重要举措,其实施可显著降低我国煤化工产品氢气或合成气的生产成本,特别是进而降低化肥价格,实现间接支农的目的。因此合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量方向。目前普遍使用的合成氨工艺一般是先生产变换气然后变换气进入合成氨装置进行氨合成。但是在变换气生产中可能会出现不合格的变换气,目前对于不合格变换气的处理方式是通过废气排放系统送至燃烧器中进行燃烧,这种处理方式造成了很大的浪费。

[0004]针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种能够合理利用不合格变换气的合成氨系统。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]—种合成氨系统,包括:
[0007]变换气生产装置,所述变换气生产装置上设置有粗煤气进口管路和变换气出口管路;
[0008]合成氨装置,所述合成氨装置与所述变换气生产装置通过所述变换气出口管路连通;以及
[0009]不合格变换气回流管路,所述不合格变换气回流管路连通所述粗煤气进口管路和所述变换气出口管路。
[0010]在其中一个实施例中,在所述变换气出口管路与所述不合格变换气回流管路的连接点上还设置有控制阀。
[0011]在其中一个实施例中,所述控制阀包括与所述变换气生产装置连通的第一端口、与所述合成氨装置连通的第二端口以及与所述不合格变换气回流管路连通的第三端口。
[0012]在其中一个实施例中,所述合成氨系统还包括用于控制所述控制阀的控制器以及与所述控制器连接的在线分析仪,所述在线分析仪适用于测试所述变换气出口管路中的变换气中的C0、C02和H2S的含量,所述控制器根据所述在线分析仪的测试结果控制所述控制阀的通断。
[0013]在其中一个实施例中,当所述变换气中的C0、C02或H2S的含量大于预设值时,所述第二端口关闭,所述第三端口打开;当所述变换气中的CO、0)2或出5的含量小于等于预设值时,所述第二端口打开,所述第三端口关闭。
[0014]在其中一个实施例中,所述控制器为M⑶。
[0015]在其中一个实施例中,所述控制阀为电磁阀或电子阀。
[0016]在其中一个实施例中,在所述不合格变换气回流管路与所述粗煤气进口管路之间还设置有对不合格变换气进行压缩的压缩机。
[0017]在其中一个实施例中,在所述压缩机与所述粗煤气进口管路之间还设置有对经过压缩的不合格变换气进行缓冲的缓冲罐。
[0018]在其中一个实施例中,所述变换气生产装置包括依次连通的等温变换单元、脱硫单元、脱碳提氢单元、补氮除氧单元和压缩单元;其中所述粗煤气进口管路与所述等温变换单元连接,所述变换气出口管路与所述压缩单元连接。
[0019]本实用新型的有益效果是:本实用新型在合成氨系统中设置了不合格变换气回流管路,使得不合格变换气通过不合格变换气回流管路回流至变换气生产工段再次进行变压吸附等处理,实现了对不合格变换气的循环利用,实现了节能减排,减少了50%的粗合成气的利用,同时降低了易燃有毒气体外排的风险。

[0020]图I为本实用新型的合成氨系统的一个实施例的整体示意图;
[0021]图2为本实用新型的合成氨系统的另一实施例的整体示意图;
[0022]图3为合成氨系统的又一实施例的整体示意图。

[0023]为了使本实用新型的合成氨系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体附图及具体实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。
[0024]需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]参见图I,合成氨系统一般包括变换气生产装置100和合成氨装置200,其中变换气生产装置100上设置有粗煤气进口管路001和变换气出口管路002,合成氨装置200与变换气生产装置100通过变换气出口管路002连通;粗煤气生产装置生产的粗煤气通过粗煤气进口管路001进入变换气生产装置100中,在变换气生产装置中粗煤气通过变换、脱硫以及压缩等工序生成变换气,变换气通过变换气出口管路进入合成氨装置200中生产氨。但是实际生产中不可避免的会产生不合格的变换气,目前对于不合格变换气普通采用燃烧后排放的处理方式,但是由于变换气中含有COSH2S,燃烧排放的处理方式会造成能源的极大浪费和不安全因素。为了解决这个技术问题,参见图I,本实用新型设置了不合格变换气回流管路003,所述不合格变换气回流管路003连通所述粗煤气进口管路001和所述变换气出口管路002,不合格的变换气可以通过不合格变换气回流管路回流至变换气生产装置100再次进入合成氨系统进行变换、脱硫以及压缩等工序。
[0026]本实用新型通过设置不合格变换气回流管路实现了不合格变换气的循环利用,与以往燃烧排放的处理方式相比,减少了50%的粗合成气的利用,同时降低了易燃有毒气体外排的风险,整体上实现了节能减排。
[0027]较佳的,作为一种可实施方式,参见图I,在所述变换气出口管路002与所述不合格变换气回流管路003的连接点上还设置有控制阀300。本实施例是通过控制阀来实现粗煤气进口管路001、变换气出口管路002以及所述不合格变换气回流管路003的通断的。采用控制阀的实施方式结构比较简单,易于实现。
[0028]较佳的,作为一种可实施方式,所述控制阀300包括与所述变换气生产装置100连通的第一端口、与所述合成氨装置200连通的第二端口以及与所述不合格变换气回流管路003连通的第三端口。本实施例中第一端口为常开状态,第二端口和第三端口不能同时开启。当第二端口为开启状态时,第三端口关闭,此时变换气进入合成氨装置200;当第三端口为开启状态时,第二端口关闭,此时变换气通过不合格变换气回流管路003回流至粗煤气进口管路001后进入变换气生产装置100。
[0029]较优的,参见图2,所述合成氨系统还包括用于控制所述控制阀的控制器400以及与所述控制器400连接的在线分析仪500,所述在线分析仪500适用于测试所述变换气出口管路003中的变换气中的C0、C02和H2S的含量,所述控制器400根据所述在线分析仪500的测试结果控制所述控制阀300的通断。本实施例中的在线分析仪设置在变换气生产装置100的变换气出口与控制阀300之间的变换气出口管路上。通过在线分析仪来检测变换气是否合格,当变换气合格时变换气进入合成氨装置,当变换气不合格时变换气通过不合格变换气回流管路回流。需要说明的是,本实施例中的控制器为MCUt3MCU为现有技术,本实施例不再赘述。
[0030]具体的,当在线分析仪500检测到所述变换气中的C0、C02或H2S的含量大于预设值时,控制器400判定变换气为不合格变换气,此时控制器400关闭控制阀300的第二端口同时打开控制阀300的第三端口,变换气通过不合格变换气回流管路003回流;当在线分析仪500检测到所述变换气中的C0、C02或H2S的含量小于等于预设值时,控制器400判定变换气为合格变换气,此时控制器400打开控制阀300的第二端口同时关闭控制阀300的第三端口,变换气进入合成氨装置200。一般的,当变换气中的⑶+CO2的总含量>10ppm,和/或H2S含量>
O.Ippm时变换气为不合格变换气。
[0031]较优的,所述控制阀300为电磁阀或电子阀。通过电磁阀或电子阀可以实现自动连锁。
[0032]进一步的,在不合格变换气进入粗煤气进口管路之前,还需要对不合格变换气进行压缩处理,参加图3,因此本实施例在所述不合格变换气回流管路003与所述粗煤气进口管路001之间还设置有对不合格变换气进行压缩的压缩机600。
[0033]更优的,参见图3,在所述压缩机600与所述粗煤气进口管路001之间还设置有对经过压缩的不合格变换气进行缓冲的缓冲罐700。设置缓冲罐可以控制进入粗煤气进口管路001中的不合格变换气的流量。
[0034]其中,所述变换气生产装置100包括依次连通的等温变换单元、脱硫单元、脱碳提氢单元、补氮除氧单元和压缩单元;其中所述粗煤气进口管路001与所述等温变换单元连接,所述变换气出口管路002与所述压缩单元连接。
[0035]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。

1.一种合成氨系统,其特征在于,包括 变换气生产装置,所述变换气生产装置上设置有粗煤气进口管路和变换气出口管路; 合成氨装置,所述合成氨装置与所述变换气生产装置通过所述变换气出口管路连通;以及 不合格变换气回流管路,所述不合格变换气回流管路连通所述粗煤气进口管路和所述变换气出口管路。2.根据权利要求I所述的合成氨系统,其特征在于,在所述变换气出口管路与所述不合格变换气回流管路的连接点上还设置有控制阀。3.根据权利要求2所述的合成氨系统,其特征在于,所述控制阀包括与所述变换气生产装置连通的第一端口、与所述合成氨装置连通的第二端口以及与所述不合格变换气回流管路连通的第三端口。4.根据权利要求3所述的合成氨系统,其特征在于,所述合成氨系统还包括用于控制所述控制阀的控制器以及与所述控制器连接的在线分析仪,所述在线分析仪适用于测试所述变换气出口管路中的变换气中的C0、C02和H2S的含量,所述控制器根据所述在线分析仪的测试结果控制所述控制阀的通断。5.根据权利要求4所述的合成氨系统,其特征在于,当所述变换气中的C0、C02或H2S的含量大于预设值时,所述第二端口关闭,所述第三端口打开;当所述变换气中的CO、0)2或出5的含量小于等于预设值时,所述第二端口打开,所述第三端口关闭。6.根据权利要求4所述的合成氨系统,其特征在于,所述控制器为MCU。7.根据权利要求2所述的合成氨系统,其特征在于,所述控制阀为电磁阀或电子阀。8.根据权利要求I至7任意一项所述的合成氨系统,其特征在于,在所述不合格变换气回流管路与所述粗煤气进口管路之间还设置有对不合格变换气进行压缩的压缩机。9.根据权利要求8所述的合成氨系统,其特征在于,在所述压缩机与所述粗煤气进口管路之间还设置有对经过压缩的不合格变换气进行缓冲的缓冲罐。10.根据权利要求I所述的合成氨系统,其特征在于,所述变换气生产装置包括依次连通的等温变换单元、脱硫单元、脱碳提氢单元、补氮除氧单元和压缩单元;其中所述粗煤气进口管路与所述等温变换单元连接,所述变换气出口管路与所述压缩单元连接。
本实用新型提供了一种合成氨系统,其包括变换气生产装置,所述变换气生产装置上设置有粗煤气进口管路和变换气出口管路;合成氨装置,所述合成氨装置与所述变换气生产装置通过所述变换气出口管路连通;以及不合格变换气回流管路,所述不合格变换气回流管路连通所述粗煤气进口管路和所述变换气出口管路。本实用新型在合成氨系统中设置了不合格变换气回流管路,使得不合格变换气通过不合格变换气回流管路回流至变换气生产工段再次进行变压吸附等处理,实现了对不合格变换气的循环利用,实现了节能减排,减少了50%的粗合成气的利用,同时降低了易燃有毒气体外排的风险。
C01C1/04
CN205151791
CN201520984488
张德生, 宋炯亮, 吴驯, 袁雅琪
昊华工程有限公司
2016年4月13日
2015年12月2日

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