Аммиачно-холодильная установка производства аммиака

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Сурус Леонид Иванович Тутов Владимир Леонидович Поляков Николай Васильевич Бушланов Александр Павлович Лакомкин Александр Андреевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) Аммиачно-холодильная установка производства аммиака, включающая компрессор,подключенный к линии циркуляции газообразного аммиака, на которой последовательно установлены воздушный холодильник и дроссельно-сепарационный блок, подключенный также к линии ввода газа из цикла синтеза, к линии вывода продувочных газов низкого давления и к линии вывода жидкого аммиака, линию питательной воды, подключенную к утилизационным подогревателям и деаэратору, подключенному к линии греющего агента,отличающаяся тем, что после компрессора перед воздушным холодильником установлен водяной холодильник и подключен к линии питательной воды после утилизационных подогревателей перед деаэратором.(56) 1. Справочник азотчика синтез аммиака. - С. 365, рис. -5, с. 482, рис. -11. Полезная модель относится к установкам химической технологии и может применяться для осуществления утилизационных теплообменных процессов в производстве минеральных удобрений, например в производстве аммиака при осуществлении процессов получения жидкого аммиака в аммиачно-холодильных установках. Прототипом полезной модели выбрана аммиачно-холодильная установка производства аммиака, включающая компрессор с турбиной, подключенной к линии водяного пара,подключенный к линии циркуляции газообразного аммиака, на которой последовательно установлены воздушный холодильник и дроссельно-сепарационный блок, подключенный также к линии ввода газа из цикла синтеза, к линии вывода продувочных газов низкого давления и к линии вывода жидкого аммиака, линия питательной воды, подключенная к утилизационным подогревателям и деаэратору, подключенному к линии греющего агента. Основным недостатком известной установки является снижение ее производительности, особенно в летнее время работы, из-за повышения температуры окружающей среды,вызывающего снижение производительности воздушного холодильника. Это вызывает повышение температуры газообразного аммиака на входе в дроссельно-сепарационный блок и, как следствие, снижение количества выдаваемого жидкого продукционного аммиака из установки. При этом из-за возврата значительного количества газообразного аммиака из дроссельно-сепарационного блока компрессор работает в режиме предельной нагрузки, что характеризуется высоким потреблением пара турбиной компрессора, что снижает экономичность установки. Также повышенное энергопотребление имеет место в деаэраторе из-за подачи в деаэратор питательной воды существенно ниже рабочей температуры при регламентированной работе утилизационных подогревателей, что компенсируется повышением расхода греющего агента, что снижает экономичность установки. Таким образом, недостатками известной установки являются снижение ее производительности в летнее время работы, а также недостаточная экономичность. Задача, на решение которой направлена полезная модель, - повышение производительности и экономичности установки за счет утилизации тепла газообразного аммиака. Поставленная задача решается в аммиачно-холодильной установке производства аммиака, включающей компрессор с турбиной, подключенной к линии водяного пара, подключенный к линии циркуляции газообразного аммиака, на которой последовательно установлены воздушный холодильник и дроссельно-сепарационный блок, подключенный также к линии ввода газа из цикла синтеза, к линии вывода продувочных газов низкого давления и к линии вывода жидкого аммиака, линия питательной воды, подключенная к утилизационным подогревателям и деаэратору, подключенному к линии греющего агента,в которой, согласно полезной модели, после компрессора перед воздушным холодильником установлен водяной холодильник и подключен к линии питательной воды после утилизационных подогревателей перед деаэратором. Существенность отличий полезной модели заключается в следующем. После компрессора перед воздушным холодильником установлен водяной холодильник. Такое решение обеспечивает стабильный дополнительный отвод тепла и позволяет разгрузить воздушный холодильник (особенно в зимнее время работы), а также стабилизировать температуру газообразного аммиака перед дроссельно-сепарационным блоком на нижнем значении, что повышает производительность установки (выдача жидкого продукционного аммиака), особенно в летнее время работы. Увеличение выдачи жидкого аммиака снижает количество возвращаемого газообразного аммиака из дроссельно-сепарационного 2 78122011.12.30 блока по линии циркуляции. Это вызывает разгрузку компрессора и снижение потребления пара его турбиной, что повышает экономичность установки. Водяной холодильник подключен к линии питательной воды после утилизационных подогревателей перед деаэратором. Такое решение обеспечивает повышение температуры питательной воды на входе в деаэратор за счет утилизации тепла газообразного аммиака,что снижает необходимый расход греющего агента в деаэратор и повышает экономичность установки. Сущность полезной модели поясняется чертежом (схема установки). Аммиачно-холодильная установка производства аммиака включает компрессор 1 с турбиной 2, подключенной к линии 3 водяного пара, например, давлением 4 МПа, используемого для привода. Компрессор 1 подключен к линии 4 циркуляции газообразного аммиака, на которой последовательно установлены водяной холодильник 5, воздушный холодильник 6 и дроссельно-сепарационный блок 7. Дроссельно-сепарационный блок 7 подключен к линии 8 ввода газа из цикла синтеза, к линии вывода продувочных газов низкого давления 9 и к линии 10 вывода жидкого аммиака. Линия 11 питательной воды подключена последовательно к утилизационным подогревателям 12, водяному холодильнику 6 и деаэратору 13. Деаэратор 13 подключен к линии 14 греющего агента, в качестве которого используется водяной пар, например, давлением 0,4 МПа. Аммиачно-холодильная установка производства аммиака работает следующим образом. В компрессор 1 поступает газообразный аммиак по линии 4 циркуляции газообразного аммиака, сжимается в нем за счет турбины 2, приводимой в работу водяным паром,подводимым по линии 3, и при этом нагревается. Нагретый газообразный аммиак из компрессора 1 поступает по линии 4 в водяной холодильник 5, где существенно охлаждается питательной водой. Далее частично охлажденный газообразный аммиак поступает в воздушный холодильник 6, где охлаждается за счет принудительного движения воздуха при температуре окружающей среды. Охлажденный газообразный аммиак поступает по линии 4 в дроссельно-сепарационный блок 7, куда также подается по линии 8 газ из цикла синтеза,содержащий целевой компонент - аммиак. В дроссельно-сепарационном блоке 7 происходит снижение давления газов (дросселирование), сопровождаемое понижением температуры (т.н. дроссель-эффект). Это обуславливает частичную конденсацию аммиака,определяемую условиями термодинамического парожидкостного равновесия (температура, давление и состав). Жидкий аммиак в виде продукта по линии 10 выводится из установки. Продувочные газы низкого давления, содержащие в основном водород, азот и метан, выводятся из установки по линии 9. Несконденсировавшийся газообразный аммиак из дроссельно-сепарационного блока 7 поступает по линии 4 в компрессор 1, и цикл повторяется. Питательная вода для паровых котлов, вырабатывающих энерготехнологический пар, по линии 11 проходит утилизационные подогреватели 12, где нагревается за счет тепла технологических потоков различных стадий производства, и поступает в водяной холодильник 6, где дополнительно нагревается за счет тепла газообразного аммиака, и после этого поступает в деаэратор 13. Для нагрева питательной воды и осуществления процесса удаления из нее кислорода в деаэратор 13 подается греющий агент в виде острого водяного пара. Обескислороженная питательная вода выводится из нижней зоны деаэратора 13. За счет установки водяного холодильника 5, работающего на питательной воде, обеспечена стабильная низкая температура газообразного аммиака перед дроссельно-сепарационным блоком 7, независимо от времени года, что повышает производительность установки - выдачи жидкого продукционного аммиака, особенно в летнее время работы. Это снижает количество возвращаемого в компрессор 1 газообразного аммиака из дроссельносепарационного блока 7 по линии циркуляции 4, что вызывает разгрузку компрессора 1 и снижение потребления пара по линии 3 в турбину 2, что повышает экономичность установки. 78122011.12.30 За счет подключения водяного холодильника 5 к линии 11 питательной воды после утилизационных подогревателей 12 перед деаэратором 13 обеспечивается повышение температуры питательной воды на входе в деаэратор 13 за счет утилизации тепла газообразного аммиака в водяном холодильнике 6, что снижает необходимый расход греющего агента в деаэратор 13 и повышает экономичность установки. Использование полезной модели обеспечивает снижение потребления топливного газа на 1 м 3 на 1 тонну продукционного аммиака (или - эквивалентное снижение потребления тепла - на 0,016 Гкал на 1 тонну продукционного аммиака) за счет утилизации тепла газообразного аммиака и увеличение выпуска продукции на 1,3 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4