[发明专利]合成氨分离的方法和系统

说明书

本发明公开了合成氨分离的方法和系统，其中，方法包括：(1)将由合成塔排出的工艺混合气通入水冷器中进行第一降温，部气氨冷凝成液氨；(2)将经过所述第一降温的工艺混合气通入溴化锂机组中进行第二降温，并为溴化锂机组内的蒸发器提供低温热源；(3)将经过所述第二降温的工艺混合气和液氨通入氨分离单元中进行分离处理，以便分别得到液氨和混合气。利用该方法可以进一步降低工艺混合气的温度，使混合气中更多氨气液化，更好达到混合气与氨气分离的效果。

技术领域

本发明属于合成氨生产领域，具体而言，本发明涉及合成氨分离的方法和系统。

背景技术

氨的合成分离流程主要含有：氨的合成；氨的分离；未反应气体的补气、惰性气体的放空、增压和循环。氢氮混合气经过合成塔催化剂反应之后，只有很少部分氢氮气合成了气氨，生成的混合气体必须经过一系列冷却分离处理后才能使气氨冷凝为液氨并与混合氢氮气分离，该过程成为氨的分离。合成氨部分的制冷主要用于氨的分离工程，将从合成塔出口约140～200℃(余热回收后为70～110℃)的热气体冷却至0～-10℃。

传统工艺上，氨的分离主要分为两部分，一部分是水冷分离，将合成塔出口约140～200℃(余热回收后为70～110℃)的混合气体用循环冷却水间接冷却，使温度降至35℃左右；另一部分是氨冷分离，利用液氨在低压下吸热蒸发为气氨，将高压管内约5～20℃的混合气降温至0～-10℃。

传统工艺中，工艺混合气经水冷器，部分氨合成气液化，形成液氨和工艺混合气，温度为35℃。该工质流经氨分离器分离出液氨，剩下的工艺混合气进入循环压缩机压缩，使得工质流增压增温。而该工质流最终是要冷却到0～-10℃，将氨气冷凝成液氨，进一步分离出混合气中的氨气。

按照传统工艺流程，从水冷器出来的工质流温度仍较高，通过氨冷器换热将部分热量带走，使工质降温。工艺过程中产生的热量没有得到充分利用，造成能量浪费；经过压缩机压缩后工质温度更高，亦使氨冷器需要消耗的冷量更大。因此传统冷冻工艺存在能量浪费的情况，需要进一步精益利用工艺过程中的产生能量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种合成氨分离的方法和系统，利用该方法和系统可以进一步降低工艺混合气的温度，使混合气中更多氨气液化，更好达到混合气与氨气分离的效果。

根据本发明的一个方面，本发明提出一种合成氨分离的方法，根据本发明的具体实施例，该方法包括：

(1)将由合成塔排出的工艺混合气通入水冷器中进行第一降温，部气氨冷凝成液氨；

(2)将经过所述第一降温的工艺混合气通入溴化锂机组中进行第二降温，并为溴化锂机组内的蒸发器提供低温热源；

(3)将经过所述第二降温的工艺混合气和液氨通入氨分离单元中进行分离处理，以便分别得到液氨和混合气。

由此通过采用本发明上述实施例的合成氨分离的方法，首先可以进一步降低工艺混合气的温度，使混合气中更多氨气液化，更好达到混合气与氨气分离的效果；其次能够降低进入压缩机时工质流的温度，压缩机压缩混合气至相同压力时，压缩机出口温度更低，减少后续氨冷器消耗的冷量；第三还可以充分利用了工艺过程中的余热，提高工艺的能源利用率。

另外，根据本发明上述实施例的合成氨分离的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，由合成塔排出的工艺混合气的温度为260-285摄氏度。

在本发明的一些实施例中，经过所述第一降温后的工艺混合气的温度为不高于35摄氏度。

在本发明的一些实施例中，经过所述第二降温后的工艺混合气的温度为不高于20摄氏度。