本实用新型专利技术主要公开了一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，采用液氮洗加精馏塔工艺，将甲烷回收置于氨合成工艺前段，甲烷回收率可达99％以上，氢气回收率可达99.5％以上，有效的降低了惰性气体对合成氨生产的影响；同时公开了氮膨胀加预冷机制冷工艺，减小了装置的占地面积；同时公开了配套空分装置液氮产品的冷能利用，降低了制冷机能耗，提高了装置的经济性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置。
技术介绍
在合成氨生产中，原料气中不可避免地含有惰性气体CH4和Ar，惰性气体在整个生产过程中既不参与氨合成反应，又不能在混合冷却过程中被冷凝分离，大部分惰性气体会在合成系统聚集，累积量达到一定程度会影响N2和H2的分压，进而影响氨合成反应，增加合成氨生产的能耗，所以到了一定时候惰性气体将以弛放气的形式排向燃料气系统，让惰性气体含量降下来。随着国家对环境保护力度的提升以及LNG下游市场的开发，合成氨原料气中CH4的回收越来越受到重视。已公开的关于合成氨合成气制取LNG的工艺路线基本上为在工艺流程的末端，可以达到回收CH4的目的，但是对于合成单元没有任何性能提升，包括氨的合成率和驰放气中氨的损失量。已公开的工艺路线CH4回收率低，尤其是在原料气氢组分多的情况下，CH4回收率会更低，并且所得氢氮气中CH4含量较高，回收到工艺系统后还会造成CH4富集。本方法和装置采用液氮洗加精馏塔工艺，将CH4回收置于氨合成工艺前段，CH4回收率可达99％以上，有效的降低了惰性气体对合成氨生产的影响。中国专利CN205048879U公开了一种液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置，该装置包括第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器、MR压缩机单元、氮洗塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器、LNG精馏塔及塔底蒸发器等，在氮洗塔顶得到合成氨原料气，在LNG精馏塔底部得到LNG产品；该装置单独设置了塔顶冷凝器和塔顶分离器，增加了冷箱内配管难度和空间，导致冷箱尺寸变大；该装置未考虑将合成氨工厂配套空分装置的液氮冷能利用到液氮洗装置中，利用液氮冷能将降低装置制冷机能耗；该装置采用MRC制冷工艺,整套装置的占地面积较大,不适用场地受限的工厂。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，并且能够克服以上缺陷。为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案来实现：一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，包括冷箱单元、循环氮气压缩机单元、预冷机单元、膨胀机单元，所述冷箱单元包括第一换热器、第二换热器、氮洗塔、精馏塔、精馏塔顶冷凝器、精馏塔底蒸发器、配氮器，所述第一换热器自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道经切断阀与界外法兰相连，管口A1通过第二管道与精馏塔底蒸发器入口相连，管口A2通过第三管道经第一调节阀与第二管道相连，管口B通过第四管道与界外法兰相连，管口B1通过第五管道经过配氮器与管口Q1相连，管口Q通过第六管道与氮洗塔塔顶出口相连，管口C通过第七管道与界外法兰相连，管口C1通过第八管道分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀与配氮器相连，管口P通过第九管道分成两路，一路经第二节流阀与氮洗塔上部入口相连，一路经第三节流阀与精馏塔顶冷凝器入口相连，管口D通过第十三管道经第二调节阀与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道与管口N1相连，管口N通过第十五管道与精馏塔顶部出口相连，管口E通过第十六管道与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道与管口M1相连，管口M通过第十八管道与界外法兰相连，管口F通过第十九管道经第三调节阀与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道与管口L1相连，管口L通过第二十一管道与精馏塔顶冷凝器出口相连，管口J通过第二十二管道与膨胀机单元冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道与冷气机单元冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道与冷气机单元冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道与膨胀机单元增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道与膨胀机单元增压透平膨胀机出口相连，管口K1通过第二十七管道与管口G1相连，管口G通过第二十八管道与循环氮气压缩机单元入口缓冲罐入口相连；管口R通过第三十管道经过第四节流阀与氮洗塔底部出口相连，管口R1通过第三十一管道与精馏塔中部进口相连，管口S通过第三十二管道与氮洗塔下部进口相连，管口S1通过第三十三管道与精馏塔底蒸发器出口相连，管口T通过第三十四管道与精馏塔底部出口相连，管口T1通过第三十五管道经第四调节阀与界外法兰相连，所述第三十管道位于第四节流阀之前通过第三十六管道经第五节流阀与精馏塔上部进口相连，所述的循环氮气压缩机单元末级冷却器出口通过第二十九管道与膨胀机单元增压机入口相连。作为优选：所述第七管道位于进冷箱单元之前与第四管道之间连接有第五调节阀。作为优选：所述第十九管道位于第三调节阀之后与第二十八管道128之间连接有第六调节阀。作为优选：所述第三十三管道与第二管道之间连接有第七调节阀。作为优选：所述精馏塔、精馏塔顶冷凝器、精馏塔底蒸发器设置成为一体式结构。作为优选：所述第一换热器和第二换热器均为真空钎焊板翅式换热器，所述精馏塔顶冷凝器和精馏塔底蒸发器内换热器均为真空钎焊式板翅式换热器。作为优选：所述氮洗塔和精馏塔为填料塔或板式塔。作为优选：所述循环氮气压缩机单元为离心式氮气压缩机、活塞式氮气压缩机或螺杆式氮气压缩机中的任意一种。作为优选：所述膨胀机单元为单膨胀机组、高低温膨胀机组或高低压膨胀机组中的任意一组，膨胀机单元中的透平膨胀机为带增压端的膨胀机。本技术具有有益效果为：在氮洗塔中全部的甲烷和惰性气体均被洗涤分离，使氮洗塔顶部产出的氮氢气无其他杂质组分，对后续氨合成工艺的合成效率会产生积极作用，并且在本装置内即可使氮氢气的氮氢比达到1:3，满足合成氨原料气要求，另外，氢气在氮洗塔中损失少，氢气回收率可达99.5％以上；精馏塔底部设置蒸发器，用原料气做热源，减少了原料气冷却所需的冷能，降低装置能耗；无需其它外加热源，工艺组织简单；精馏塔顶部设置冷凝器，可使装置甲烷回收率达到99％以上，LNG产品质量高；整套装置设备数量少，可最大化撬块设计；相比于MRC工艺，没有冷剂储配区对压缩机厂房间距的要求，占地面积小，场地受限的工厂本技术具有较大优势；本技术充分利用了配套空分装置生产的液氮产品，为装置提供冷量，节省了膨胀单元的制冷量，降低了装置能耗。附图说明图1为本技术实施例1的结构示意图；图2为本技术实施例2的结构示意图；图3为本技术实施例3的结构示意图；图4为本技术实施例4的结构示意图。附图标记：1-冷箱单元，2-循环氮气压缩机单元，3-预冷机单元，4-膨胀机单元，5-第一换热器，6-第二换热器，7-氮洗塔，8-精馏塔，9-精馏塔顶冷凝器，10-精馏塔底蒸发器，11-配氮器,12-配套空分装置，21-切断阀,22-第一调节阀,23-第一节流阀,24-第二节流阀,25-第三节流阀,27-第二调节阀,28-第三调节阀,29-第四节流阀,30-第四调节阀,31-第五节流阀,32-第五调节阀,33-第六调节阀,34-第七调节阀,101-第一管道,102-第二管道,103-第三管道,104-第四管道,10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：包括冷箱单元(1)、循环氮气压缩机单元(2)、预冷机单元(3)、膨胀机单元(4)，所述冷箱单元(1)包括第一换热器(5)、第二换热器(6)、氮洗塔(7)、精馏塔(8)、精馏塔顶冷凝器(9)、精馏塔底蒸发器(10)、配氮器(11)，所述第一换热器(5)自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器(6)自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道(101)经切断阀(21)与界外法兰相连，管口A1通过第二管道(102)与精馏塔底蒸发器(10)入口相连，管口A2通过第三管道(103)经第一调节阀(22)与第二管道(102)相连，管口B通过第四管道(104)与界外法兰相连，管口B1通过第五管道(105)经过配氮器(11)与管口Q1相连，管口Q通过第六管道(106)与氮洗塔(7)塔顶出口相连，管口C通过第七管道(107)与界外法兰相连，管口C1通过第八管道(108)分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀(23)与配氮器(11)相连，管口P通过第九管道(109)分成两路，一路经第二节流阀(24)与氮洗塔(7)上部入口相连，一路经第三节流阀(25)与精馏塔顶冷凝器(9)入口相连，管口D通过第十三管道(113)经第二调节阀(27)与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道(114)与管口N1相连，管口N通过第十五管道(115)与精馏塔(8)顶部出口相连，管口E通过第十六管道(116)与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道(117)与管口M1相连，管口M通过第十八管道(118)与界外法兰相连，管口F通过第十九管道(119)经第三调节阀(28)与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道(120)与管口L1相连，管口L通过第二十一管道(121)与精馏塔顶冷凝器(9)出口相连，管口J通过第二十二管道(122)与膨胀机单元(4)冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道(123)与冷气机单元(3)冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道(124)与冷气机单元(3)冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道(125)与膨胀机单元(4)增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道(126)与膨胀机单元(4)增压透平膨胀机出口相连，管口K1通过第二十七管道(127)与管口G1相连，管口G通过第二十八管道(128)与循环氮气压缩机单元(2)入口缓冲罐入口相连；管口R通过第三十管道(130)经过第四节流阀(29)与氮洗塔(7)底部出口相连，管口R1通过第三十一管道(131)与精馏塔(8)中部进口相连，管口S通过第三十二管道(132)与氮洗塔(7)下部进口相连，管口S1通过第三十三管道(133)与精馏塔底蒸发器(10)出口相连，管口T通过第三十四管道(134)与精馏塔(8)底部出口相连，管口T1通过第三十五管道(135)经第四调节阀(30)与界外法兰相连，所述第三十管道(130)位于第四节流阀(29)之前通过第三十六管道(136)经第五节流阀(31)与精馏塔(8)上部进口相连，所述的循环氮气压缩机单元(2)末级冷却器出口通过第二十九管道(129)与膨胀机单元(4)增压机入口相连。...
【技术特征摘要】
1.一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：包括冷箱单元(1)、循环氮气压缩机单元(2)、预冷机单元(3)、膨胀机单元(4)，所述冷箱单元(1)包括第一换热器(5)、第二换热器(6)、氮洗塔(7)、精馏塔(8)、精馏塔顶冷凝器(9)、精馏塔底蒸发器(10)、配氮器(11)，所述第一换热器(5)自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器(6)自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道(101)经切断阀(21)与界外法兰相连，管口A1通过第二管道(102)与精馏塔底蒸发器(10)入口相连，管口A2通过第三管道(103)经第一调节阀(22)与第二管道(102)相连，管口B通过第四管道(104)与界外法兰相连，管口B1通过第五管道(105)经过配氮器(11)与管口Q1相连，管口Q通过第六管道(106)与氮洗塔(7)塔顶出口相连，管口C通过第七管道(107)与界外法兰相连，管口C1通过第八管道(108)分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀(23)与配氮器(11)相连，管口P通过第九管道(109)分成两路，一路经第二节流阀(24)与氮洗塔(7)上部入口相连，一路经第三节流阀(25)与精馏塔顶冷凝器(9)入口相连，管口D通过第十三管道(113)经第二调节阀(27)与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道(114)与管口N1相连，管口N通过第十五管道(115)与精馏塔(8)顶部出口相连，管口E通过第十六管道(116)与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道(117)与管口M1相连，管口M通过第十八管道(118)与界外法兰相连，管口F通过第十九管道(119)经第三调节阀(28)与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道(120)与管口L1相连，管口L通过第二十一管道(121)与精馏塔顶冷凝器(9)出口相连，管口J通过第二十二管道(122)与膨胀机单元(4)冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道(123)与冷气机单元(3)冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道(124)与冷气机单元(3)冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道(125)与膨胀机单元(4)增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道(126)与膨胀机单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宾，王剑峰，刘景武，杜宏鹏，韩菲，陶利民，杨雪婷，谢江波，梁建国，高明辉，
申请(专利权)人：杭州福斯达深冷装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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