利用合成氨冷冻系统放空气生产硝酸铵的方法

摘要

本发明涉及合成氨生产中冷冻系统产生放空气的回收方法，是将冷冻系统中冷却气氨过程中产生的放空气直接送入硝酸铵中和器中，与硝酸反应生产硝酸铵溶液，以代替原来放空气送入净氨系统回收氨气的工艺方法。本发明将冷冻系统产生的放空气直接用于硝酸铵的生产，解决了因冰机水冷器放空量大，净氨系统产生氨水量增加，影响尿素生产平衡的矛盾，也有效地降低了冷冻系统的出口压力，减少了冰机的用电负荷。

说明书

技术领域

本发明涉及合成氨的生产，特别是涉及合成氨生产中冷冻系统产生放空气的回收方法。本发明将放空气直接用于硝酸铵的生产，以代替原来利用净氨系统回收氨气的工艺方法。

背景技术

传统合成氨生产中冷冻系统的工艺流程是：液氨在合成氨工段氨冷器内冷却氢氮混合循环气过程中蒸发出的气氨送冷冻工段，由冰机加压后，再送冰机水冷器进行冷却，气氨液化后，从冰机水冷器的下部进入液氨储槽，供合成氨工段氨冷器循环使用。

由于液氨中含有少量的溶解气，经过氨冷器蒸发、冰机压缩、冰机水冷器冷却后，不凝结气体(H₂、N₂、CH₄)会在冰机水冷器内聚集，使冷冻系统超压，故而设计把冰机水冷器与液氨储槽的气相联通，将系统内的不凝气体放空，以保持系统压力稳定。

冷冻系统的放空气中含有大量的氨气，不能直接排放，只能送入净氨系统，将气氨制成氨水回收，送尿素工段解吸后使用，剩余气体则送造气炉燃烧。

以上工艺存在的问题是：冰机水冷器的放空量大，尤其是在夏季，放空量更大，使净氨系统产生氨水量增加，一方面直接影响尿素的生产平衡，给尿素生产，特别是解吸工段带来困难，另一方面，也使冰机的用电负荷增大，能耗增加。

对于一些合成氨生产尿素同时联产硝酸铵或碳酸氢铵的工艺流程，都是使用冰机进口前气氨作为原料气。传统理论认为，减少冰机进口气氨量，可以节约冰机的用电负荷。然而，实际的生产过程发现，减少冰机进口气氨量并没有有效地降低冰机的用电负荷，只有降低冷冻系统出口压力，才是降低冰机用电负荷的最有效途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用合成氨冷冻系统放空气生产硝酸铵的方法，以有效地降低冷冻系统出口压力，减少冰机用电负荷，同时不将放空气送净氨系统，不产生氨水，降低尿素生产解吸工段负荷。

为达到上述目的，本发明采用的方法是将氨冷器中冷却氢氮混合循环气蒸发出的气氨送冷冻系统，由冰机加压后，在冰机水冷器中冷却为液氨，送入液氨储槽中，供氨冷器循环使用，冰机水冷器与液氨储槽的气相联通，产生的放空气直接送入硝酸铵中和器中，与硝酸反应以生产硝酸铵溶液。

采用本发明工艺方法后，会导致冷冻系统冰机进口负荷的增加，如果冰机水冷器仍然维持原来1.55～1.6MPa/cm²的出口压强，不仅会增加冷冻系统的用电负荷，而且即使将产生的放空气全部送往硝酸铵中和器，也不能满足硝酸铵生产用气的需求。因此，本发明采用了降低冷冻系统出口压强的办法，将冰机水冷器的出口压强调整为1.1～1.3MPa/cm²，一方面加大了冷冻系统的放空气量，满足了硝酸铵生产用气的需求，一方面大大降低了冰机的用电负荷。

本发明将冷冻系统产生的放空气直接用于硝酸铵的生产，以代替原来利用净氨系统回收氨气的工艺方法，解决了因冰机水冷器放空量大，净氨系统产生氨水量增加，影响尿素生产平衡的矛盾，也有效地降低了冷冻系统的出口压力，减少了冰机的用电负荷。

附图说明

图1是本发明利用合成氨冷冻系统放空气生产硝酸铵的工艺流程图。

具体实施方式

来自液氨储槽的液氨通入合成氨工段氨冷器中，将氢氮混合循环气冷却后，蒸发出的气氨全部送冷冻系统，由冰机加压后，在冰机水冷器中冷却为液氨，从下部送入液氨储槽中，供氨冷器循环使用，不足部分由液氨大贮槽补充。

冰机水冷器与液氨储槽的气相联通，用于将聚集在冰机水冷器内的不凝结气体放空。放空气直接送入硝酸铵中和器中，与硝酸反应以生产硝酸铵溶液，经蒸发、结晶工序，形成硝酸铵产品，其中少量的H₂、N₂和CH₄等气体经硝酸洗涤后放空。

以24万t/年合成氨装置为例，合成氨产气量10万m³/h，硝酸铵产量3.5t/h，原冷冻系统工艺生产条件为：冰机进口压强0.15MPa/cm²，冰机水冷器出口压强1.55MPa/cm²，冰机电流100A，冬季产氨水1m³/h；夏季产氨水3m³/h。

本发明冷冻系统生产工艺为：冰机进口压强0.15MPa/cm²，冬季：冰机水冷器冷却水温10～15℃，冰机水冷器出口压强1.15MPa/cm²，开冰机台数2台，冰机电流70A；夏季：冰机水冷器冷却水温20～25℃，冰机水冷器出口压强1.3MPa/cm²，开冰机台数3台，冰机电流80A。