[发明专利]一种合成氨制尿素的节能工艺及其系统

权利要求书

1.一种合成氨制尿素的节能系统，包括合成氨回路和尿素装置，其特征在于，还包括有压力交换器，所述压力交换器包括高压端控制阀组、上、下压力交换器缸体以及低压端止回阀组；所述合成氨回路的粗氨管路经高压氨分离器、高压端控制阀组分别与上压力交换器缸体和下压力交换器缸体的一端连接；所述上压力交换器缸体和下压力交换器缸体的一端还经高压端控制阀组、中压氨闪蒸槽、氨增压泵与加热器连接；所述加热器经低压端止回阀组分别与上压力交换器缸体和下压力交换器缸体的另一端连接；所述上压力交换器缸体和下压力交换器缸体的另一端还经低压端止回阀组、高压氨泵与尿素装置连接。

2.如权利要求1所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述高压端控制阀组由四个控制阀组成，第一控制阀安装在上压力交换器缸体的一端与高压氨分离器连接管道上，第二控制阀安装在上压力交换器缸体的一端与中压氨闪蒸槽连接的管道上，第三控制阀安装在下压力交换器缸体的一端与高压氨分离器连接管道上，第四控制阀安装在下压力交换器缸体的一端与中压氨闪蒸槽连接的管道上。

3.如权利要求1所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述低压端止回阀组由四个止回阀组成，第一止回阀安装在上压力交换器缸体的另一端与尿素装置连接管道上，第二止回阀安装在上压力交换器缸体的另一端与加热器的连接管道上，第三止回阀安装在下压力交换器缸体的另一端与尿素装置连接管道上，第四止回阀安装在下压力交换器缸体的另一端与加热器的连接管道上。

4.如权利要求1-3任一项所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述上压力交换器缸体和下压力交换器缸体的两端均设有位置开关。

5.如权利要求4所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于， 所述位置开关与控制系统的输入端连接，所述控制系统的输出端与所述高压端控制阀组的控制器连接。

6.如权利要求4所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述位置开关为磁耦合开关，所述上压力交换器缸体和下压力交换器缸体内的活塞上嵌与磁耦合开关对应的环形永磁体。

7.如权利要求1-3所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述加热器为冷冻回路中的液氨加热器。

8.一种合成氨制尿素的节能工艺，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的合成氨制尿素的节能系统，处于第一工作状态时，上压力交换器缸体的活塞位于缸体内的一端，下压力交换器缸体的活塞位于缸体内的另一端，所述合成氨回路生产的粗氨进入高压氨分离器分离出高压液氨，高压液氨经高压端控制阀组进入上压力交换器缸体的一端，推动缸体内的活塞由一端向另一端移动，使上压力交换器缸体内的低压液氨被增压后形成增压液氨排出缸体并经低压端止回阀组、高压氨泵送入尿素装置，同时经加热器加热后的低压液氨经低压端止回阀组、进入下压力交换器缸体的另一端，推动缸体内的活塞由另一端向一端移动，使下压力交换器缸体内的高压液氨被泄压形成泄压液氨后被排出缸体，泄压液氨经中压闪蒸槽、氨增压泵送入加热器中加热；此时，处于第二工作状态时，上压力交换器缸体的活塞位于缸体内的另一端，下压力交换器缸体的活塞位于缸体内的一端，所述高压氨分离器分离出高压液氨经高压端控制阀组进入下压力交换器缸体的一端，推动缸体内的活塞由一端向另一端移动，使下压力交换器缸体内的低压液氨被增压形成增压液氨排出缸体并经低压端止回阀组、高压氨泵送入尿素装置，同时经加热器加热后的低压液氨经低压端止回阀组进入上压力交换器缸体的另一端，推动缸体内的活塞由另一端向一端移动，使上压力交换器缸体内的高压液氨被泄压形成泄压液氨被排出缸体，泄压液氨经中压闪蒸槽、氨增压泵送入加热器， 上述两个工作状态交替进行。

9.如权利要求8所述的合成氨制尿素的节能工艺，其特征在于，所述第一工作状态时，高压端控制阀组的第一控制阀和第四控制阀开启，第二控制阀和第三控制阀关闭；所述第二工作状态时，高压端控制阀组的第二控制阀和第三控制阀开启，第一控制阀和第四控制阀关闭。

10.如权利要求8或9所述的合成氨制尿素的节能工艺，其特征在于，所述高压氨分离器分离出高压液氨的压力为11～14 MpaG，所述低压液氨的压力为2～6 MpaG，所述泄压液氨的压力为2～5 MpaG，所述增压液氨的压力为10～14 MpaG。

11.如权利要求8或9所述的合成氨制尿素的节能系统，其特征在于，所述经加热器加热后的低压液氨的温度为18～22℃。