專利名稱：一種液氮洗冷箱復熱方法
技術領域：
本發明涉及合成氨工藝中的液氮洗技術，具體而言，涉及一種液氮洗冷箱的復熱方法。
背景技術：
在合成氨工業中，原料氣經過低溫甲醇洗之后還含有甲烷、一氧化碳、氬氣等許多雜質，其中的一氧化碳會使氨合成中使用的催化劑中毒而失去催化活性，因此，必須通過液氮洗將其清除。液氮洗是利用一氧化碳、氬氣及甲烷等雜質溶解于液氮中而達到凈化的目的。然而由于原料中含有的多數組分的臨界溫度較低，因此液氮洗的操作均需要在冷箱中進行。但是當操作不當或設備出現故障時，常常會使水、二氧化碳和甲烷等低冰點物質進入冷箱，其會導致冷箱內的工藝管線出現阻力過高影響生產效率，嚴重時甚至會堵塞工藝管線而被迫停車。因此常常需要復熱使冷箱內的溫度適當上升。冷箱復熱的原理是通過換熱器進行冷熱交換，把冷箱內的低溫氣體加熱到常溫。現有的方法是通過合成氣管線、燃料氣管線和高壓氮氣管線從冷箱外通入復熱氮氣，通過合成氣管線、燃料氣管線通入的復熱氮氣進入原料氣冷卻器；通過高壓氮氣管線通入的復熱氮氣進入高壓氮氣冷卻器和原料氣冷卻器進行初步降溫后，進入氮洗塔，與冷箱內的低溫氣體進行熱交換，使冷箱內的低溫氣體溫度逐漸上升，直到將冷箱內的溫度換熱到常溫以達到復熱的目的；而經過上述熱交換的已被降溫的氮氣再經過原料氣換熱器與剛進入冷箱內的復熱氮氣換熱使剛進入冷箱的復熱氮氣預冷后，經過原料氣管線、循環氫氣管線、兩路開車線排放到冷箱外。但是由于這種復熱方法，氮氣的進入的通道少，流量小，而且還需要冷熱交換，所以用時長，效率低，浪費大，能耗高；而且這種冷箱復熱后再到具備開車條件至少需要7天的時間，復熱的機會少， 只有長期停車時才會，不便于實施。

發明內容
針對現有技術的上述缺陷，本發明提供一種液氮洗冷箱復熱方法，其是在通過合成氣管線、燃料氣管線和高壓氮氣管線三路從冷箱外通入復熱氮氣的基礎上，再增加兩路復熱氮氣進入的管線一路是通過冷箱原料氣管線進入，一路是通過循環氫氣管線進入； 通過原料氣管線進入的氮氣經過原料氣冷卻器進行初步降溫后，進入氮洗塔；而通過循環氫氣管線進入的氮氣經過高壓氮氣冷卻器和原料氣冷卻器初步降溫后也進入氮洗塔，上述增加的兩路復熱氮氣和通過合成氣管線、燃料氣管線以及高壓氮氣管線進入的三路復熱氮氣一起與冷箱中的低溫氣體進行熱交換，使冷箱內低溫氣體的溫度逐漸上升，直到將冷箱內的溫度換熱到常溫；同時打開冷箱所有工藝管線導淋和冷箱的冷排放管線，使五路被降溫的氮氣均從冷箱內溫度最低處直接排出冷箱。上述方法中的冷箱內的壓力保持小于復熱氮氣的壓力，且不形成減壓制冷。上述方法中的冷箱內的壓力保持在0. 35-0. 5MPa。上述方法中的原料氣冷卻器為2個串聯的原料氣冷卻器。
上述2個串聯的原料氣冷卻器的初始溫度分別為-50 _65°C和_170 _190°C。上述方法中通入的復熱氮氣的初始溫度為2060°C。上述方法中，當原料氣冷卻器的溫度分別上升到0°C和_25°C后，將通過原料器管線通入的氮氣的初始溫度提高到50°C。采用本發明的方法，將進入冷箱得常溫復熱氮氣的通道數從原來的三路增加到了五路，增加了熱量的流入量，提高了換熱效率；此外，常溫復熱氮氣也不再次和冷箱內低溫氣體進行熱交換，而是直接在冷箱溫度最低的地方把冷量排放掉，節省了再次換熱所需要的時間，提高了換熱效率。采用以前的冷箱復熱方法，將停下的冷箱整體復熱到o°c至少需要96小時，復熱時間長，效率低，浪費大，能耗高。而采用本發明中增加復熱氮氣管線的冷箱特殊復熱方法要將停下的冷箱整體復熱到0°C最多只需要M小時，大大降低系統能耗， 節省了大量的時間，減少資源浪費，節省了系統的開停車成本。而且只需要增加兩條工藝配管，調節幾個很小的閥門，操作方便簡單。


圖1是現有技術原有冷箱復熱方法的復熱氮氣走向示意圖；圖2是本發明中冷箱復熱方法中增加的兩路復熱氮氣的走向示意圖。
具體實施例方式為進一步說明本發明，結合以下實施例具體說明實施例1 由設備原因和操作經驗不足造成液氮冷箱的原料氣通道阻力高達720kpa，日產千噸的裝置日產只有700噸左右，裝置被迫停車進行復熱。停下的冷箱內的溫度是-188°C，兩個原料氣冷卻器的初始溫度分別是-60°C和_188°C。分別通過原料氣管線、循環氫氣管線以及原有的燃料氣管線、合成氣管線以及高壓氮氣管線通入常溫復熱氮氣(0.4MPa)，一共五路氮氣由冷箱外進入冷箱內，打開冷箱的所有工藝管線導淋和冷箱的冷排放管線直接將被降溫的氮氣均排出冷箱。通過合成氣管線、原料氣管線、燃料氣管線以及循環氫氣管線通入的氮氣的初始溫度是25°C。維持冷箱內的壓力為0. 35MI^左右，并打開所有冷箱能排放的管線和導淋，包括安全閥的副線，使通入冷箱的氮氣量盡可能的大，使帶出盡可能多的冷量。剛開始的加熱速度控制是每小時15°C左右，隨著冷箱整體溫度的升高，關閉不結霜的外排導淋，使復熱氮盡可能地走冷箱的低溫管線排出。10小時以后，當一號原料氣的溫度上升到0°C以上時，二號原料氣的溫度上升到_25°C左右，氮洗塔內的溫度在_30°C左右，復熱的速度每小時只有 4 °C，為了提高進入冷箱氮氣的溫度，通過投用分子篩加熱器把原料氣通道上的氮氣溫度加熱到50°C，加快冷箱的復熱。當冷箱的所有溫度都在10°C以上時，冷箱的整個復熱時間只用了不到36小時。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于其是在通過合成氣管線、燃料氣管線和高壓氮氣管線三路從冷箱外通入復熱氮氣的基礎上，再增加兩路復熱氮氣進入的管線一路是通過冷箱原料氣管線進入，一路是通過循環氫氣管線進入；通過原料氣管線進入的氮氣經過原料氣冷卻器進行初步降溫后，進入氮洗塔；而通過循環氫氣管線進入的氮氣經過高壓氮氣冷卻器和原料氣冷卻器初步降溫后也進入氮洗塔，上述增加的兩路氮氣和通過合成氣管線、燃料氣管線和高壓氮氣管線進入的三路氮氣一起與冷箱內的低溫氣體進行熱交換，使冷箱內的低溫氣體溫度逐漸上升，直到將冷箱內的溫度換熱到常溫；同時打開冷箱所有工藝管線導淋和冷箱的冷排放管線，使五路被降溫的氮氣均直接排出冷箱。
2.根據權利要求1所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于上述方法中的冷箱內的壓力保持低于復熱氮氣的壓力，且不形成減壓制冷。
3.根據權利要求2所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于上述方法中的冷箱內的壓力保持在0. 35-0. 5MPa。
4.根據權利要求1所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于上述方法中的原料氣冷卻器為2個串聯的原料氣冷卻器。
5.根據權利要求3所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于上述2個串聯的原料氣冷卻器的初始溫度分別為-50 -65°C和-170 -190°C。
6.根據權利要求1所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于通入的復熱氮氣的初始溫度為20-60°C。
7.根據權利要求1所述的液氮洗冷箱復熱方法，其特征在于原料氣冷卻器的溫度分別上升到0°C和-25°c后，將通過原料器管線通入的氮氣的初始溫度提高到50°C。
全文摘要
本發明涉及一種液氮洗冷箱復熱方法。本發明通過增加兩路復熱氮氣進入管線一路是通過冷箱原料氣管線進入，一路是通過循環氫氣管線進入；通過原料氣管線進入的氮氣經過原料氣冷卻器進行初步降溫后，進入氮洗塔；而通過循環氫氣管線進入的氮氣經過高壓氮氣冷卻器和原料氣冷卻器初步降溫后也進入氮洗塔，上述增加的兩路氮氣也與冷箱內的低溫氣體進行熱交換，與通過其他三路管線進入的氮氣一起使冷箱內低溫氣體的溫度上升，直到將冷箱內的溫度換熱到常溫。采用本發明的方法，提高了換熱效率，大大降低系統能耗，節省了大量的時間，減少資源浪費，節省了系統的開停車成本。
文檔編號C01B3/52GK102556966SQ20121000380
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者樊宗林, 王軍, 蔣志軍, 許令奇, 謝偉 申請人:安徽淮化股份有限公司