5合成氨的贮存与输送.pptx

项目五;任务一 ;任务要求;冰机岗位基础知识 ;冰机岗位基础知识 ;2. 冰机岗位的任务、工作原理、性能、工艺原理;节流制冷原理;一、氨冷冻原理及工艺流程;1.氨冷冻原理 (1)液氨的蒸发及气氨的液化 根据气液平衡原理可知，液氨的蒸发温度与其饱和蒸气压有关。温度越低，氨的饱和压力越低，液氨密度越大而气氨密度越小，氨的焓值下降，相变过程的蒸发热增加。因此，根据以上特点，在生产中，可根据生产工艺所要求的冷冻温度，来确定液氨蒸发压力。在合成氨生产中，氨合成岗位和铜洗岗位氨冷器的操作过程，就是通过控制液氨的蒸发压力，来达到所生产要求的温度。 液氨蒸发为气氨后，为了能够循环使用，必须使之重新液化。因为气氨的冷凝温度是随压力的增加而升高的，因此当通过一定的方法，使气氨压力提高到一定程度后，其冷凝温度就高于冷却水温度，这时就可以用水冷器使之液化了。假定冷却水温30℃，传热温差5℃，则冷凝温度为35℃，则气氨相应的冷凝压力是1.395MPa （绝压）。由此可见，在合成氨生产工艺中，气氨的液化过程主要是气氨的加压（通过氨压缩机）及水冷却冷凝。;(2)冷冻循环 合成氨生产中的冷冻系统是以液氨作冷冻剂，在氨合成或铜洗等岗位氨冷器中与被冷介质换热，被冷介质温度降至常温以下蒸发为气氨，液氨蒸发为气氨，蒸发出来的气氨用氨压缩机（或称为冰机）加压到一定压力（一般1.6MPa左右），然后通过水冷器冷却至常温（25～35℃），气氨冷凝为液氨，液氨再经减压阀进行节流膨胀，温度和压力同时下降。膨胀前后的压差愈大，则膨胀后氨的温度也低。节流膨胀后的低温液氨，又回氨合成或铜洗等岗位氨冷器中与被冷介质换热。如此往复，就行成了冷冻循环。如图所示。; 在上述冷冻循环系统中，气氨只经过一次压缩，被冷介质也只经过一次氨冷（称为一级氨冷)。在操作压力为32MPa的中小型合成氨厂生产工艺中，出氨合成塔气体经过水冷冷却至常温后，再经过一级氨冷，温度可降至0～-10℃，即可达到氨合成岗位（一般要求进口NH3≤2.5%)的工艺要求。但对于操作压力较低的大型合成氨厂，为了使出氨合成塔气体中氨分离达到入??气体（要求进口NH3≤2.0%)的工艺要求，需要将气体温度降至-15～-25℃，因此液氨需要在更低的温度下蒸发。由上述可知，液氨蒸发温度愈低，气氨压力就愈低，因此冰机压缩时的压缩比愈大，冰机的功耗也就愈多。在合成氨生产中，为了节省能量，一般根据冷冻系统温度的不同要求，采用不同的蒸发压力，进行多级氨冷，一般采用2～3级氨冷。 ;(3) 冷冻能力 制冷剂从被冷介质中吸收的热量称为冷冻量。单位时间内从被冷介质吸收的热量称为冰机的冷冻能力，单位为kJ/h。冰机的冷冻能力不仅与压缩机的能力大小有关，还与整个冷冻循环的操作条件有关。如蒸发温度愈高、冷凝温度愈低，制冷量越大；反之，制冷量愈小。因此，要表示氨压缩机的冷冻能力，必须指明冷冻循环的条件。 为了便于比较氨压缩机的冷冻能力，国际上规定了标准操作条件：氨压缩机吸入为氨干饱和蒸气、蒸发温度-15℃，冷凝温度30℃，过冷温度25℃。氨压缩机铭牌上标出的冷冻能力就是指的标准冷冻能力; 2.冷冻系统工艺流程 (1)中小型合成氨厂冷冻系统 一般采用一级氨冷，其冷冻系统流程如图所示。 ;由氨冷器蒸发出来的气氨，经分离器除去所夹带的液氨雾滴后，依自身蒸发压力为动力进入冰机1被压缩，出冰机的气氨压力为1.0～1.6MPa (冬季）或1. 4～1. 6MPa (夏季)、温度145℃，经油分离器2除去气氨在汽缸中夹带的油雾，然后进入水冷器3，用冷却水将气氨冷却，并冷凝为液氨。出水冷器的液氨压力约为1.4MPa、温度约为40℃，进入液氨贮槽4内，经分配器、减压阀减压后分别送往合成、净化（如铜洗）等工段的氨冷器。在氨冷器中，液氨吸收热量蒸发为气氨后又回到冰机1，如此往复循环。; 在生产中，若氨冷器液位过高或分离器分离效果不好，进入冰机的气氨中将带有液氨，出现液击现象，如处理不及时将会使冰机损坏。发生带液现象时，应降低氨冷器的液位，并关小氨压缩机进口阀，提高进口温度，将液氨气化，使进口氨蒸气为干饱和蒸气或稍过热的状态。当氨冷器液位过低，或冰机的吸入管道保温不好时，则氨蒸气在过热状态下进入冰机。因其体积增大，吸入量减少，冷冻能力降低。此时，可增加氨冷器液位，或者在冰机进口前的管道内加入少量液氨，使其蒸发吸热，降低入口温度，提高冰机的冷冻能力。;(2)凯洛格冷冻系统流程 大型合成氨厂根据工艺需要，一般采用三级氨冷，即凯洛格冷冻系统工艺流程。氨合成工序中循环气的温度约为38℃，依次通过一、二、三级氨冷器;在三级氨冷器中，循环气分别被冷却到22℃、1℃、-23℃；液氨蒸发压力分别为（绝压）为689kPa、301kPa、104kPa，蒸发温度分别为13