布朗工艺的特点简介

美国布朗公司的节能措施主要是减少燃料天然气用量，即减少一段转化炉负荷(出口CH4含量从原10%提高至30%左右) ，增大二段转化炉负荷并在此加入过量空气(产生大量反应热，提供残余CH4转化所需热量) ，从而使一段炉温降低，燃料天然气用量减少。同时，采用深冷净化脱除过量的氮，并用燃气透平驱动空气压缩机，吨氨能耗为28.4GJ。我国对引进的布朗装置的一段转化炉采用了低水碳比节能技术，氨合成采用了三塔三废热锅炉回路流程，利用余热产生高压蒸汽，进一步降低了能耗。

深冷净化是布朗工艺的核心技术，深冷净化装置是由2组板翅式换热器、1台油制动的透平膨胀机和一个带塔顶冷凝蒸发器的精馏塔组成。在深冷净化装置中，利用粗合成气中各组份的沸点差，使其在低温下冷凝、分离精馏，从而把粗合成气中过剩的氮气、残余甲烷及近一半左右的CO、Ar作为废气被除去，使得合成气中的氢氮比为3：1，部分废气加热后作为分子筛的再生气，其余作为一段炉的燃料气。经过深冷处理后，新鲜气中的H2、N2含量达到99.75％，这与其它工艺相比，大大提高了新鲜气的质量。

分子筛干燥器出口的4.4℃的气体（H2：N2≈2：1），在低温布朗深冷净化装置里通过与净化后的合成气和废气换热冷却到一1 29 ℃ 后，再经膨胀透平机和节流阀膨胀，气体由于等嫡膨胀降压，将位能转变为净化器所需的冷量，使气体进一步冷却到一132 ℃ ，膨胀后的气体经热交换器被冷却到一175 ℃ 进人净化气精馏塔。膨胀机中所取出的功率按需要变化来控制精馏塔底的液位。精馏塔底出来的液体经过节流阀减压后送到精馏塔顶冷却器的壳程作为冷源，这就冷却了精馏塔塔顶物和为精馏塔提供回流液。精馏塔塔底物主要是来自二段转化炉的过剩氮，气体中的甲烷，大约60 ％的氢和大约50 ％的剩余一氧化碳。离开冷凝器的部分汽化液体与净化器进料换热后被重新加热和汽化，然后作为废气离开。部分废气作为干燥器的再生气，然后和剩余的废气一起去转化炉做燃料。净化合成气通过换热后被加热到2 ℃ 去氨合成．净化气的氢氮比由在线氢分析仪精确地控制在3：1 。
深冷净化装置作为前部装置（造气、脱碳）和后部合成装置的弹性连接结，在装置前部由于二段炉空气过量加大引起氮含量增加，或者因为脱碳出口CO2增加导致甲烷含量增加等的波动，都可以在深冷净化装置通过调节膨胀机运行工况加大制冷量就可以得以吸收，这样可以保证净化装置出口气体组成稳定而不影响合成装置的正常运行。