本實用新型涉及一種合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，特別涉及一種帶氫氣回收系統(tǒng)的合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氮肥廠合成氨工藝總流程為：來自長輸管線的天然氣首先進(jìn)入天然氣配氣站，天然氣在配氣站進(jìn)行緩沖及調(diào)壓后進(jìn)入合成氨裝置的常溫脫硫系統(tǒng)，然后通過天然氣壓縮，高溫脫硫，換熱式一段蒸汽轉(zhuǎn)化、二段富氧空氣轉(zhuǎn)化，一氧化碳高、低溫變換，改良熱鉀堿法脫碳，甲烷化深度凈化去除殘余的CO和CO₂，合成氣壓縮，14.0MPa下氨合成，冷凍分離，最終得到產(chǎn)品液氨。

來自低變工序的低變氣在低變氣氣液分離器里面分離除去水分后從CO₂吸收塔底部進(jìn)入，低變氣主要含有CO₂、H₂、N₂氣體，進(jìn)入CO₂吸收塔的氣體與從CO₂吸收塔頂部來的碳酸鉀溶液進(jìn)行逆流接觸，碳酸鉀溶液吸收氣體里面的CO₂后變成碳酸氫鉀溶液，被除去CO₂的氣體從CO₂吸收塔頂部出去進(jìn)入凈化氣氣液分離器18，分離除去碳酸鉀溶液后氣體去甲烷化工序繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。

從碳酸鉀溶液貯槽來的碳酸鉀溶液進(jìn)入貧液泵進(jìn)口，溶液通過加壓后從CO₂吸收塔的頂部進(jìn)入，碳酸鉀溶液吸收CO₂后從CO₂吸收塔底部出來，通過液位調(diào)節(jié)閥進(jìn)行減壓調(diào)節(jié)后從CO₂再生塔的頂部進(jìn)入，溶液在CO₂再生塔進(jìn)行降壓解析和加熱分解(加熱分解熱量來自再沸器)，使碳酸氫鉀溶液分解成碳酸鉀溶液和 CO₂氣體，碳酸鉀溶液從CO₂再生塔底部出來后進(jìn)入貧液泵進(jìn)行循環(huán)使用。再生出來的CO₂氣體(里面還含有大量的氫氣)從CO₂再生塔頂部出來，然后依次進(jìn)入CO₂冷凝器和CO₂氣液分離器，分離除去CO₂里面的飽和水，然后CO₂氣體與空分裝置來的空氣混合后進(jìn)入CO₂壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮后的氣體脫氫后送到尿素裝置進(jìn)行脫氫反應(yīng)，最后CO₂氣體被送到尿素的高壓系統(tǒng)進(jìn)行合成尿素的反應(yīng)。存在的問題為:

低變氣里面的主要成分是CO₂、H₂、N₂。H₂來自于天然氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，是合成液氨的主要氣體成分，碳酸鉀溶液在吸收CO₂的過程中，部分H₂溶解在碳酸鉀溶液中，這部分H₂最后通過CO₂再生塔再生出來通過CO₂壓縮機(jī)送到尿素脫氫裝置去除掉，這就造成了H₂的白白浪費，增加了合成液氨的天然氣消耗。同時在脫氫裝置去除H₂需要向CO₂氣體里面加入空氣，而空氣里面的N₂是尿素合成反應(yīng)的惰性氣體，惰性氣體在尿素合成系統(tǒng)累積會降低CO₂氣體的分壓，導(dǎo)致尿素合成反應(yīng)的效率的降低，不利于生產(chǎn)的正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種帶氫氣回收系統(tǒng)的合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：一種帶氫氣回收系統(tǒng)的合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)，包括二氧化碳吸收塔、二氧化碳再生塔、碳酸鉀溶液貯槽和貧液泵，低變氣從二氧化碳吸收塔的底部低變氣進(jìn)口進(jìn)入，碳酸鉀溶液貯槽通過貧液管與貧液泵相連，所述貧液泵與二氧化碳吸收塔的頂部碳酸鉀溶液進(jìn)口相連，所述二氧化碳吸收塔的底部設(shè)置碳酸氫鉀溶液出口，其特征在于：所述碳酸氫鉀溶液出口通過管道與閃蒸器的溶液進(jìn)口相連，所述閃蒸器的底部溶液 出口通過管道與二氧化碳再生塔上部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)口相連，所述二氧化碳再生塔的下部碳酸鉀溶液出口通過管道連接到貧液管，所述閃蒸器的頂部氣體出口通過管道與洗滌塔的下部氣體進(jìn)口相連，所述洗滌塔的頂部氣體出口與氣液分離器相連，所述氣液分離器的頂部設(shè)置氫氣排氣管，在該氫氣排氣管上設(shè)置排氣閥門；所述洗滌塔底部的排液口和氣液分離器的底部的排液口均通過管道連接到貯槽；

所述二氧化碳再生塔頂部的二氧化碳排放口通過管道連接二氧化碳冷凝器，所述二氧化碳冷凝器通過管道與二氧化碳?xì)庖悍蛛x器相連，所述二氧化碳?xì)庖悍蛛x器與二氧化碳壓縮機(jī)的進(jìn)口相連，所述二氧化碳壓縮機(jī)的進(jìn)口還與空氣管道相連，所述二氧化碳壓縮機(jī)的壓縮氣出口與脫氫反應(yīng)器相連。

在上述方案中：所述貯槽通過泵與碳酸鉀溶液貯槽或貧液管相連。

在上述方案中：所述二氧化碳吸收塔的碳酸氫鉀溶液出口與閃蒸器的溶液進(jìn)口的管道上設(shè)置有第一液位調(diào)節(jié)閥。

在上述方案中：連接所述閃蒸器的頂部氣體出口與洗滌塔的下部氣體進(jìn)口的管道上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥。

在上述方案中：連接所述閃蒸器的底部溶液出口與二氧化碳再生塔上部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)口的管道上設(shè)置有第二液位調(diào)節(jié)閥。

采用上述方案，從二氧化碳吸收塔底部出來的碳酸氫鉀溶液通過第一液位調(diào)節(jié)閥進(jìn)入新增閃蒸器，溶液通過降壓閃蒸后，溶解在碳酸鉀溶液里面的H₂大部分被解析出來，H₂從閃蒸器頂部進(jìn)入洗滌器，洗滌水來自CO₂冷凝液，從洗滌器的頂部進(jìn)入對氣體進(jìn)行洗滌，主要是去除氣體里面夾帶的碳酸鉀溶液，洗滌液從洗滌器的底部排出返回脫碳系統(tǒng)繼續(xù)使用。從洗滌器頂部出來的氣體進(jìn)入 氣液分離器，主要是分離氣體里面夾帶的飽和水，最后氣體從氣液分離器頂部出來返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行回收利用。從氣液分離器排出的溶液也返回脫碳系統(tǒng)進(jìn)行回收利用。從閃蒸器底部出來的碳酸氫鉀溶液通過第二液位調(diào)節(jié)閥進(jìn)入二氧化碳再生塔繼續(xù)進(jìn)行再生。

有益效果：本實用新型通過對溶解在碳酸氫鉀溶液里面的H₂進(jìn)行降壓解析，回收H₂返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行充分利用，降低了生產(chǎn)合成氨的天然氣消耗。通過減少輸送到尿素裝置的CO₂氣體里面的H₂，減少了加入CO₂氣體里面的空氣量，減輕了脫氫反應(yīng)器負(fù)荷，同時減少了尿素合成反應(yīng)的惰性氣體含量，有效解決了尿素系統(tǒng)合成反應(yīng)壓力高，放空氣體大，合成效率低的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明：

實施例1，如圖1所示：本實用新型的帶氫氣回收系統(tǒng)的合成氨低變氣脫碳系統(tǒng)由二氧化碳吸收塔1、二氧化碳再生塔2、碳酸鉀溶液貯槽3、貧液泵4、閃蒸器5、洗滌塔6、氣液分離器7、排氣閥門8、貧液管9、二氧化碳冷凝器10、二氧化碳?xì)庖悍蛛x器11、二氧化碳壓縮機(jī)12、脫氫反應(yīng)器13、貯槽14、第一液位調(diào)節(jié)閥15、壓力調(diào)節(jié)閥16、第二液位調(diào)節(jié)閥17等部件組成。

二氧化碳吸收塔1和二氧化碳再生塔2的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。低變氣從二氧化碳吸收塔1的底部低變氣進(jìn)口進(jìn)入，碳酸鉀溶液貯槽3通過貧液管9與貧液泵4相連，貧液泵4與二氧化碳吸收塔1的頂部碳酸鉀溶液進(jìn)口相連，被除去CO₂的低變氣從二氧化碳吸收塔1頂部出去進(jìn)入凈化氣氣液分離器 18，分離除去碳酸鉀溶液后氣體去甲烷化工序繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。二氧化碳吸收塔1的底部設(shè)置碳酸氫鉀溶液出口，碳酸氫鉀溶液出口通過管道與閃蒸器5的溶液進(jìn)口相連，二氧化碳吸收塔1的碳酸氫鉀溶液出口與閃蒸器5的溶液進(jìn)口的管道上設(shè)置有第一液位調(diào)節(jié)閥15。閃蒸器5的底部溶液出口通過管道與二氧化碳再生塔2上部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)口相連，連接閃蒸器5的底部溶液出口與二氧化碳再生塔2上部的碳酸氫鉀溶液進(jìn)口的管道上設(shè)置有第二液位調(diào)節(jié)閥17。二氧化碳再生塔2的下部碳酸鉀溶液出口通過管道連接到貧液管9。

閃蒸器5的頂部氣體出口通過管道與洗滌塔6的下部氣體進(jìn)口相連，洗滌塔6的洗滌液從上部洗滌水進(jìn)口進(jìn)入，洗滌水來自二氧化碳冷凝液，連接閃蒸器5的頂部氣體出口與洗滌塔6的下部氣體進(jìn)口的管道上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥16。洗滌塔6的頂部氣體出口與氣液分離器7相連，氣液分離器7的頂部設(shè)置氫氣排氣管，在該氫氣排氣管上設(shè)置排氣閥門8。洗滌塔6底部的排液口和氣液分離器7的底部的排液口均通過管道連接到貯槽14，貯槽14通過泵與碳酸鉀溶液貯槽3或貧液管9相連。從而將溶液反回到脫碳系統(tǒng)。

二氧化碳再生塔2頂部的二氧化碳排放口通過管道連接二氧化碳冷凝器10，二氧化碳冷凝器10通過管道與二氧化碳?xì)庖悍蛛x器11相連，二氧化碳?xì)庖悍蛛x器11與二氧化碳壓縮機(jī)12的進(jìn)口相連，二氧化碳壓縮機(jī)12的進(jìn)口還與空氣管道相連，空氣來自空分裝置，也就是說，二氧化碳和空氣混合后進(jìn)入二氧化碳壓塑機(jī)12進(jìn)行壓縮。二氧化碳壓縮機(jī)12的壓縮氣出口與脫氫反應(yīng)器13相連。

本實用新型不局限于上述具體實施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化?？傊脖炯夹g(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、 推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。