吴 杰，徐志明，李少泽，高峰峰

(杭州制氧机集团股份有限公司 石化工程公司，浙江 杭州 310004)

0 引 言

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位，除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。

液氮洗冷箱[1-2]是合成氨的主要设备，冷箱内设备在低温和中高压环境下运行，介质为易燃、易爆和易挥发的高氢物料；液氮洗冷箱装置通过空分过来的中高压氮气经过板式换热器逐步降温至液氮，其中的冷量主要来自中高压氮气的节流(氮气压力低需靠液氮补充冷量)，由于原料气中的H2与CO、Ar、CH4的沸点相差较大，在氮洗塔中原料气和液氮呈逆流接触，将原料气中CO、CH4、Ar从气相中溶解到液氮中，从而达到脱除CO、CH4、Ar等杂质的目的；同时也配入部分氮气，使出冷箱的合成气中H2: N2达到3:1；氮洗塔底部液体经调节阀节流后进入氢气分离罐，气相作为循环气，液相作为燃料气经板式换热器复热后出冷箱。

目前，由于国内已建成的液氮洗冷箱的工作压力和出冷箱合成气总量不同，使得液氮洗冷箱的尺寸也有所不同，但冷箱的流程和结构基本相同。本文从提高液氮洗冷箱的安全性、经济性、高效性和便捷性出发，对液氮洗冷箱的整体设计做了规定。

1 冷箱设计要求

1.1 PID的设计

管道规格的选择：中压氮气和原料气进冷箱流速在10 m/s左右，当压力较大(≥5.0 MPa)时，流速控制在8 m/s左右，其它工艺气体管线流速控制在15 m/s左右，分离罐底部液体管线流速小于1 m/s，其它工艺液体管线流速1～2 m/s，管线的设计压力与设备通道的压力保持一致；……