本发明专利技术涉及合成氨制备技术领域的一种液氮洗联产装置，包括氮洗塔一级换热器、二级换热器、第一分离器、第二分离器、高压氮气供给装置和液氮供给装置，一级换热器以第二级换热器排出的富一氧化碳气和含氮高纯度氢气为冷源预冷来自高压氮气供给装置的高压氮气，二级换热器以氮气塔的出气口排出的含氮高纯度氢气和第二分离器的出气口排出的富一氧化碳气为冷源，第一分离器用于将冷却后的原料气中的部分LNG分离出来；第二分离器用于分离出氮气塔的排液中的LNG和富一氧化碳气。本装置结构简单，操作方便，便于将液氮洗过程中产生的甲烷、一氧化碳等副产物进行高效提纯和回收，同时有利于提高产品气的品质。利于提高产品气的品质。利于提高产品气的品质。
【技术实现步骤摘要】
一种液氮洗联产装置
[0001]本专利技术属于合成氨制备
，具体地说，涉及一种液氮洗联产装置。
技术介绍
[0002]在合成氨制备工艺中，低温甲醇洗以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。来自低温甲醇洗的
‑
50℃原料气中含有大约13％的甲烷、2％的一氧化碳、80％的氢气以及少量甲醇。传统的液氮洗工序是将来自氮洗塔的产品氮洗气通入换热器中，冷却进入本工序的高压氮气和来自低温甲烷洗的原料气，在氮洗塔中，使净化气和液氮成逆流接触，在此过程中，洗涤了净化气中的CO、CH4等杂质，同时也配入了部分氮气。
[0003]现有的液氮洗装置，不便于将液氮洗过程中产生的甲烷、一氧化碳等副产物进行高效提纯和回收，同时产品气品质较低，由此，亟需加以改进。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的就在于解决上述的技术问题，提出的一种液氮洗联产装置，包括氮洗塔、一级换热器、二级换热器、第一分离器、第二分离器、高压氮气供给装置和液氮供给装置，其中，
[0005]一级换热器以第二级换热器排出的富一氧化碳气和含氮高纯度氢气为冷源预冷来自高压氮气供给装置的高压氮气，使预冷后的高压氮气温度≤
‑
140℃；
[0006]二级换热器以氮气塔的出气口排出的含氮高纯度氢气和第二分离器的出气口排出的富一氧化碳气为冷源，分别将来自低温甲烷洗的原料气冷却至温度≤
‑
165℃，将一级换热器预冷后的高压氮气冷却至温度≤
‑
180℃；
[0007]第一分离器用于将冷却后的原料气中的部分LNG分离出来，且第一分离器的出气口连接至氮气塔的进气口；
[0008]氮洗塔的进氮管上设有第一进氮支管和第二进氮支管，所述第一进氮支管连通二级换热器出口的高压氮气，所述第二进氮支管连接液氮供给装置，所述氮气塔的排液管连接至第二分离器的进液口；
[0009]所述第二分离器用于分离出氮气塔的排液中的LNG和富一氧化碳气，所述富一氧化碳气中，一氧化碳含量约为45％，氮气含量约为45％。
[0010]优选地，所述高压氮气供给装置供给的高压氮气温度为22℃
±
5℃，压力为4.25MPa。
[0011]优选地，所述液氮供给装置供给的液氮温度≤
‑
185℃，压力为4.2～4.5MPa，直接使用低温液氮作为氮洗塔工作介质，在工段开车时利于加快开车速度，同时由于直接使用液氮，可以直接利用液氮冷量，减少其他介质通过换热器降低氮气温度，不需要较大的换热面积，进而降低投资建设费用。
[0012]优选地，还包括甲醇吸附装置，所述甲醇吸附装置采用分子筛吸附器，所述分子筛
吸附器串联于二级换热器的原料气进气管上，用于脱除原料气中的甲醇，以减少原料气中的杂质含量。
[0013]优选地，所述富一氧化碳气进入一级换热器前的温度≤
‑
145℃，排出一级换热器时的温度≥
‑
55℃；所述富一氧化碳气进入二级换热器前的温度≤
‑
188℃，排出二级换热器时的温度≤
‑
145℃。
[0014]优选地，所述氮气塔的出气口排出的含氮高纯度氢气的温度≤
‑
193℃，排出二级换热器时的温度≤
‑
145℃，所述含氮高纯度氢气进入一级换热器前的温度≤
‑
145℃，排出一级换热器时的温度≥
‑
55℃。所述含氮高纯度氢气中，含氢量达到93％。
[0015]优选地，还包括LNG存储罐，所述第一分离器通过第一LNG排放管连接至LNG存储罐，所述第二分离器通过第二LNG排放管连接至LNG存储罐，所述第一LNG排放管和第二LNG排放管上分别设有LNG单向阀，用于收集和存储分离后的LNG。
[0016]优选地，还包括氢气提纯器，所述氢气提纯器连接在一级换热器的含氮高纯度氢气排出管路上，用于制取高纯氢气产品。
[0017]优选地，所述一级换热器排出的富一氧化碳气一部分送入合成氨变换装置用于制备氢气，实现资源的高效回收，另一部分送入燃烧炉燃烧用于制备蒸汽，以节约煤炭资源。
[0018]本专利技术还包括能够使其正常使用的其它步骤、组件或装置，这些其它步骤、组件或装置均为本领域的常规手段。另外，本专利技术中未加限定的装置或组件，如高压氮气供给装置、液氮供给装置、氮洗塔、一级换热器、二级换热器、第一分离器、第二分离器、LNG存储罐、氢气提纯器和分子筛吸附器等均采用本领域的现有技术，本领域技术人员可根据实际需要选择对应组件或装置的规格和型号。
[0019]本专利技术的工作原理是，充分利用氮洗塔出气口排气中的冷量对原料气和高压氮气进行冷却，并在一级换热器中将原料气中的一部分甲烷冷凝下来，通过第一分离器制备一部分LNG，再通过氮气塔洗涤原料气中的CO和甲烷，分离出高纯度的含氮氢气，用于为合成氨装置提供合成气，也可配套下游的氢气提纯装置，制备高纯度氢气，第二分离器再将LNG分离出来，得到富一氧化碳气和LNG，将富一氧化碳供给燃烧炉或合成换变换工段，实现节能和资源的回收利用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本装置直接使用液氮作为氮洗塔工作介质，在工段开车时利于加快开车速度；由于直接使用液氮，可以直接利用液氮冷量，减少其他介质通过换热器降低氮气温度，不需要较大的换热面积，进而降低投资建设费用。
[0022]2、本装置可以副产高浓度的甲烷气体或者LNG产品，提高企业经济价值。
[0023]3、本装置生产的产品其中氢气含量较高，可以达到93％,为氢气提纯提供一种方案，且高效节能；下游可以配合氢气提纯装置进行变压吸附，制取高纯氢气产品，仅副产少量的驰放气，同时也可以为合成氨装置提供合成气，试用范围比较广。
[0024]4、本装置可以缩短生产工艺流程，在氮气紧缺的情况下，为液氮洗提供了一种可行的解决方案，便于推广应用。
[0025]5、本装置与变压吸附耦合制取氢气产品后，装置运行能耗低，有效气体回收利用率高，有利于节能减排，调高经济效益。
附图说明
[0026]图1为实施例1中本专利技术的整体结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术技术作进一步详细说明。
[0028]实施例1：
[0029]如图1所示，本实施例提出的一种液氮洗联产装置，包括氮洗塔1、一级换热器2、二级换热器3、第一分离器4、第二分离器5、高压氮气供给装置6和液氮供给装置7，其中，所述高压氮气供给装置供给的高压氮气温度为22℃℃，压力为4.25MPa，流量为7000Nm3/h；液氮供给装置供给的液氮温度为
‑
185℃，压力为4.2MPa，流量为14000kg/h；
[0030]一级换热器以第二级换热器排出的富一氧化碳气和含氮高纯度氢气为冷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液氮洗联产装置，包括氮洗塔，其特征在于：还包括一级换热器、二级换热器、第一分离器、第二分离器、高压氮气供给装置和液氮供给装置，其中，一级换热器以第二级换热器排出的富一氧化碳气和含氮高纯度氢气为冷源预冷来自高压氮气供给装置的高压氮气，使预冷后的高压氮气温度≤
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140℃；二级换热器以氮气塔的出气口排出的含氮高纯度氢气和第二分离器的出气口排出的富一氧化碳气为冷源，分别将来自低温甲烷洗的原料气冷却至温度≤
‑
165℃，将一级换热器预冷后的高压氮气冷却至温度≤
‑
180℃；第一分离器用于将冷却后的原料气中的部分LNG分离出来，且第一分离器的出气口连接至氮气塔的进气口；氮洗塔的进氮管上设有第一进氮支管和第二进氮支管，所述第一进氮支管连通二级换热器出口的高压氮气，所述第二进氮支管连接液氮供给装置，所述氮气塔的排液管连接至第二分离器的进液口；所述第二分离器用于分离出氮气塔的排液中的LNG和富一氧化碳气。2.根据权利要求1所述的一种液氮洗联产装置，其特征在于：所述高压氮气供给装置供给的高压氮气温度为22℃
±
5℃，压力为4.25MPa。3.根据权利要求1所述的一种液氮洗联产装置，其特征在于：所述液氮供给装置供给的液氮温度≤
‑
185℃，压力为4.2～4.5MPa。4.根据权利要求1所述的一种液氮洗联产装置，其特征在于：还包括甲醇吸附装置，所述甲醇吸附装置采用分子筛吸附器，所述分子筛...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮亮，昝宝龙，闫路路，申霑，李鹏，杨杰，宋予伟，
申请(专利权)人：河南晋控天庆煤化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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