[实用新型]一种液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备纯度合格的合成氨原料气并联产LNG，特别是一种液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置。

背景技术

在焦炉煤气或煤制气中，除了含有一氧化碳、氢外，还有少部分甲烷、氩和氮等，而原料气中微量的一氧化碳、甲烷和氩等惰性气都会使合成氨触媒中毒。因此在合成氨工序前，需要设置液氮洗装置脱除这些杂质并配置氮氢比约1:3（V/V）的原料气。

常规液氮洗工艺将装置产生的富烃气体作为燃料气或因热值不稳定而直接放空。从环保和经济效益考虑，有必要将这些富烃气体进行回收，而低温精馏并生产更易贮存、运输的LNG是一个比较经济、可靠的方法。本方法和装置就是采用液氮洗和LNG精馏的集成工艺。

中国专利CN103121662A中公开了一种液氮洗净化制氨合成新鲜气并联产SNG或LNG的方法及装置，该方法包括换热器、氮洗塔、甲烷精馏塔、甲烷精馏塔塔顶冷凝器、甲烷精馏塔塔底再沸器、原料气闪蒸罐、CO富液罐、液甲烷泵、甲烷精馏塔回流罐、氮气压缩机组和氮气膨胀机组等。在氮洗塔顶部得到合成氨新鲜气，在甲烷精馏塔底部得到LNG。该方法氮洗塔底部的含烃液体没有进入LNG精馏塔，导致装置LNG的回收率降低5~10%；当生产LNG时，该方法采用氮气压缩、膨胀制冷工艺，使得LNG单位能耗高10~20%；且没有设置合成气调温系统，当装置负荷变化时，氮洗塔的操作稳定性较差；同时需要补充成本较高的液氮。

中国专利CN202382518U公开了一种液氮洗涤净化合成气及其深冷分离回收LNG装置，该装置包括原料气预处理系统、深冷净化分离冷箱和混合冷剂制冷循环系统。该装置与中国专利CN103121662A的工艺类似，该工艺只是用混合冷剂压缩、制冷工艺代替了氮气压缩、膨胀制冷工艺。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够制取合成氨原料气、能够高效利用回收合成气中的甲烷等烃类制取LNG、极大以提高了环保效益和经济效益的液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置，它包括第一级热换器、第二级热换器、第三级热换器、MR压缩机单元、氮洗塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器、LNG精馏塔以及设置在LNG精馏塔内的塔底蒸发器，所述的第一级热换器内从上往下顺次设置有管道A、管道B、管道C、管道D、管道E、管道F和管道G，第二级热换器内从上往下顺次设置有管道T、管道Y、管道H、管道I、管道J、管道K、管道M、管道N和管道S，第三级热换器内从上往下顺次设置有管道O、管道P、管道Q、管道R和管道W；所述的管道A的出口端与管道T的入口端连接，管道A的入口端与MR压缩机单元的气相出口连接，管道T的出口端与塔底蒸发器的入口端c连接，管道C的入口端与管道H的出口端连接，管道C的出口端与MR压缩机单元的入口端连接，管道B的出口端经调节阀I连接在管道C和管道H之间，管道B的入口端与MR压缩机单元的液相出口连接，管道H的入口端与管道Y的一端连接，管道Y的另一端与塔底蒸发器的出口端d连接，管道D与管道I连接，管道I与管道O连接，管道E与管道J连接，管道F与管道K连接，管道K与管道P连接，管道G与管道M连接，管道M与管道Q连接且管道M与管道Q之间连接有混合器，混合器上连接有调节阀II，调节阀II的入口端连接在管道K和管道P之间，管道N与管道R连接，管道R的出口端与氮洗塔的入口端b连接；所述的氮洗塔的底端与管道W的一端连接，管道W的另一端与LNG精馏塔的入口端f连接，氮洗塔的顶端部与管道Q连接，氮洗塔的入口端a和塔顶冷凝器的入口端n均与管道P连接，所述的LNG精馏塔的顶端部与塔顶冷凝器的入口端g连接，塔顶冷凝器的出口端m、出口端h分别与塔顶分离器的入口端p、管道O连接，塔顶分离器的底端部、顶部部分别与LNG精馏塔的入口端e连接、管道J连接，LNG精馏塔的底端部与管道S的一端连接。

所述的第一级热换器、第二级热换器和第三级热换器均为板翅式换热器或绕管式换热器。

所述的氮洗塔和LNG精馏塔为规整填料塔、散装填料塔、筛板塔中的任意一种。

所述的MR压缩机单元为离心式压缩机、活塞式压缩机或螺杆式压缩机中的任意一种。

所述的塔顶冷凝器的入口端n与管道P之间连接有调节阀III。

所述的氮洗塔的入口端a与管道P之间连接有调节阀IV。