液氮洗装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液氮洗装置，包括冷箱，所述冷箱内设置有高压氮气冷却器、第一原料气体冷却器、第二原料气体冷却器、原料气气液分离器、氮洗塔以及多个管道，还包括设置在原料气体管道中与穿过第一原料气体冷却器的原料气体管道部分并联的温度控制旁路，温度控制旁路包括温控阀门；并且在原料气气液分离器的进口处的原料气体管道上设有温度传感器；温度传感器与温控阀门信号连通，温控阀门响应于温度传感器发出的信号打开或关闭至相应的开度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种净化原料气体的装置，更具体地涉及液氮洗装置。
技术介绍
液氮洗涤方法是对粗合成气进行最终净化的技术。它主要用于脱除粗合成气中的CO、CH4等微量组分，同时还对合成气配氮使其满足氨合成对H2、N2比例的要求。其净化的原理是:用液化了的高压氮气，在氮洗塔中对原料气体进行洗涤，从而将粗合成气中的CO等微量组分予以脱除。液氮洗装置的冷量损失(即传热温差损失和冷损失)通过原料气体配氮过程中、所发生的焦耳-汤姆孙效应产生的冷效应来抵偿，在高压氮气压力较低时焦耳-汤姆孙效应产生冷量不足以抵偿冷损，还须靠液氮蒸发补充不足的冷量。该净化方法具有制得合成气的净化度高(如CO含量在2ppm左右)和运行费用低的特点。但是现有的液氮洗装置，有些装置是针对CH4含量为微量的工艺气，对于鲁奇气化工艺产生的高CH4含量的工艺气无法处理，当CH4含量高的工艺气通过时会发生CH4冻堵的情况，更谈不上回收和综合利用；有的装置能够处理鲁奇气化工艺产生的高CH4含量的工艺气，但是工艺流程复杂，操作难度大。
技术实现思路
本技术的目的是提供液氮洗装置，能够处理高CH4含量的工艺气，在净化微量的CO同时又综合回收利用CH4，流程简单，操作简单易行。为了实现上述目的，本技术提供了一种液氮洗装置，包括冷箱，所述冷箱内设置有高压氮气冷却器、第一原料气体冷却器、第二原料气体冷却器、原料气气液分离器、氮洗塔以及多个管道，来自吸附器的原料气体管道穿过第一原料气体冷却器，再穿过第二原料气体冷却器，并从第二原料气体冷却器的中部引出后再连接至原料气气液分离器，从原料气气液分离器引出的原料气气体管道再次穿过第二原料气体冷却器后连接至氮洗塔下部的引入口 ；来自界区的高压氮气管道穿过高压氮气冷却器、第一原料气体冷却器和第二原料气体冷却器后连接至氮洗塔的上部；由氮洗塔顶部引出的氮洗气管道依次穿过第二原料气体冷却器、第一原料气体冷却器和高压氮气冷却器后离开冷箱；其中，还包括设置在原料气体管道中与穿过第一原料气体冷却器的原料气体管道部分并联的温度控制旁路，温度控制旁路包括温控阀门；并且在原料气气液分离器的进口处的原料气体管道上设有温度传感器；温度传感器与温控阀门信号连通，温控阀门响应于温度传感器发出的信号打开或关闭至相应的开度。进一步地，在冷箱中还设有氢气分离器，氢气分离器与氮洗塔中部引出的管道连通，由氢气分离器顶部引出的氢气管道穿过第二原料气体冷却器、第一原料气体冷却器和高压氮气冷却器后离开冷箱。进一步地，还包括从氢气分离器底部引出的液体管道，液体管道连接至燃料气气液分离器，由燃料气气液分离器顶部引出的燃料气管道穿过第二原料气体冷却器、第一原料气体冷却器和高压氮气冷却器后离开冷箱。进一步地，还包括富甲烷气液分离器，由氮洗塔底部引出的液体管道以及由原料气气液分离器底部引出的液体管道连接富甲烷气液分离器，由富甲烷气液分离器弓I出的管道穿过第二原料气体冷却器、第一原料气体冷却器和高压氮气冷却器后离开冷箱。进一步地，在第一原料气体冷却器与第二原料气体冷却器之间的氮洗气管道上设置有气体混合器，并且气体混合器与高压氮气管道连通。本技术具有以下优点:通过在第一原料气体冷却器处设置温度控制旁路，来控制流过第一原料气体冷却器的原料气体量，从而可以控制进入原料气气液分器的原料气体的温度，由此可以防止CH4出现固化。通过设置氢气回收系统，能有效地回收离开氮洗塔的液相中的氢气。而且与现有的液氮洗工艺流程相比，本技术工艺流程简单、操作灵活并且简单有效。附图说明图1为本技术的液氮洗装置的一个实施例的结构示意图。具体实施方式如图1所示为根据本技术的一种液氮洗装置，包括冷箱7，冷箱7内设置有高压氮气冷却器3、第一原料气体冷却器1、第二原料气体冷却器2、原料气气液分离器6、氮洗塔4以及若干个管道。来自分子筛吸附器处理过的原料气体管道被引入冷箱1，首先引入第一原料气体冷却器I进行冷却，接着引入第二原料气体冷却器2进行冷却，原料气体管道从第二原料气体冷却器2的中部引出，接着引入原料气气液分离器6，以分离原料气体中的液态甲烷组分。由原料气气液分离器6引出的分离后的原料气体管道再次引入第二原料气体冷却器2进行冷却后，从第二原料气体冷却器2的下部引出，最后引入氮洗塔4的下部的引入口，从而在氮洗塔4内进行洗涤。来自界区外的空分装置的高压氮气管道穿过高压氮气冷却器3、第一原料气体冷却器I和第二原料气体冷却器2进行冷却液化后，引入氮洗塔4的上部，从而利用液氮对原料气体进行洗涤。通过氮洗塔4下部引入的原料气体在氮洗塔塔釜进一步分离其中的液态甲烷组分，气相通过升气帽进入塔中部，原料气中所含的一氧化碳、氩和甲烷等杂质在氮洗塔4中被由上部引入的液氮脱除，净化后的含有少量氮气的净化气自氮洗塔塔顶引出，由氮洗塔塔顶引出的氮洗气管道依次穿过第二原料气体冷却器2、第一原料气体冷却器I和高压氮气冷却器3被复热后离开冷箱7。为了控制进入原料气气液分离器6的原料气体的温度，防止CH4固化，设置与穿过第一原料气体冷却器I的原料气体管道部分并联的温度控制旁路，温度控制旁路包括温控阀门5 ;温控阀门5控制流经旁路的原料气体的量，从而控制穿过第一原料气体冷却器I的原料气体量。具体地，在连接至原料气气液分离器6的进口的原料气体管道上设有温度传感器13，温度传感器13用于检测进入原料气气液分离器6的原料气体的温度；温度传感器13与温控阀门5信号连通，温度传感器13将检测到的温度信号传送到温控阀门5。温控阀门5响应于温度传感器发出的信号打开或关闭到相应的开度，通过增加或减少经过第一原料气体冷却器I的原料气体量，来控制进入原料气气液分离器6的原料气体温度，从而防止CH4固化。例如，当温度传感器13检测到原料气气液分离器6入口处的温度低于设定温度时，设置在第一原料气体冷却器I旁路上的温控阀门5就会响应于温度传感器13反馈的信号自动增大温控阀门5的开度，从而减少通过第一原料气体冷却器I的原料气体量，由此使得进入原料气气液分离器6的原料气体温度升高；反之，当温度传感器13检测到原料气气液分离器6入口处的温度高于设定温度时，则设置在第一原料气体冷却器I旁路上的温控阀门5就会响应于温度传感器13反馈的信号自动减小温控阀门5的开度；从而增加通过第一原料气体冷却器I的原料气体量，由此使得进入原料气气液分离器6的原料气体温度降低。由于总有一些H2及其它气体溶解于离开氮洗塔4的液体中，因此为了回收这部分H2，在本技术的另一个实施例中，在冷箱7中还可以设有氢气分离器8。氢气分离器8与氮洗塔4中部引出的管道连通，在该管道上设有液体阀门，当液体阀门打开时，由氮洗塔4中部引出的液体经过阀门减压后，进入氢气分离器8进行闪蒸，闪蒸出的气相即是要回收的氢气，回收的氢气通过氢气分离器8顶部引出的氢气管道，引入第二原料气体冷却器2、第一原料气体冷却器I和高压氮气冷却器3复热后离开冷箱7。由氢气分离器8底部排出的液体经过从氢气分离器底部引出的液体管道，经液体阀门减压后，引入燃料气气液分离器10，由燃料气气液分离器10顶部引出的燃料气管道经过第二原料气体冷却器2、第一原料气体冷却器I和高压氮气冷却器3复热后离开冷箱7。冷箱7中还设有富甲烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液氮洗装置，包括冷箱，所述冷箱内设置有高压氮气冷却器、第一原料气体冷却器、第二原料气体冷却器、原料气气液分离器、氮洗塔以及多个管道，来自吸附器的原料气体管道穿过第一原料气体冷却器，再穿过第二原料气体冷却器，并从第二原料气体冷却器的中部引出后再连接至原料气气液分离器，从原料气气液分离器引出的原气气体管道再次穿过第二原料冷却器后连接至氮洗塔下部的引入口；来自界区的高压氮气管道穿过高压氮气冷却器、第一原料气体冷却器和第二原料气体冷却器后连接至氮洗塔的上部；由氮洗塔顶部引出的氮洗气管道依次穿过第二原料气体冷却器、第一原料气体冷却器和高压氮气冷却器后离开冷箱；其特征在于，还包括设置在原料气体管道中与穿过第一原料气体冷却器的原料气体管道部分并联的温度控制旁路，温度控制旁路包括温控阀门；并且在原料气气液分离器的进口处的原料气体管道上设有温度传感器；温度传感器与温控阀门信号连通，温控阀门响应于温度传感器发出的信号打开或关闭至相应的开度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱军，柴庆波，张文静，
申请(专利权)人：北京新峰泰克工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：