【正文】 廠合成氨 裝置生產(chǎn)能力已達(dá) 10 萬(wàn)噸 /年；尿素裝置生產(chǎn)能力為 13 萬(wàn)噸 /年；甲醇裝置生產(chǎn)能力為 2 萬(wàn)噸 /年；氨基甲酸甲酯裝置生產(chǎn)能力 200 噸 /年，裝置能力未達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷最大。 6．原料及水、電供應(yīng)充足，交通運(yùn)輸方便，有利于生產(chǎn)裝置的滿(mǎn)負(fù)荷，長(zhǎng)周期運(yùn)行。 17′～ 126176。老嶺、崗山嶺各置城市東西，四周支脈延展，群山環(huán)繞全城，市區(qū)位于渾江兩岸五級(jí)階地之上，整個(gè)城 市呈狹長(zhǎng)狀，其海拔高度：最高為 （大頂山），最低為 米（江南西甸子）。歷年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，風(fēng)向頻率為 11%，最大風(fēng)速為 24 米 /秒，平均風(fēng)速 米 /秒，歷年平均靜風(fēng) 頻率為 %。 渾江寬為 200～ 400 米，最大流量 5880 立方米 /秒，最小流量為 立方米 /秒，平均流量為 立方米 /秒，最高水位 米，最通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 15 低水位 米，平均水位 ～ 米，最大水深 米，最小水深 ～ 米，平均 水深 1～ 2 米。通化市地理位置比較重要，通化鐵路車(chē)站，擔(dān)負(fù)著通化 長(zhǎng)春、通化 北京、通化 青島、通化 吉林、通化 圖們、通化 沈陽(yáng)、通化 白河等客運(yùn)任務(wù)。比上年度增長(zhǎng) %，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 億元，比上年度增長(zhǎng) %。 氣候、氣象 本區(qū)域位于吉林省松嫩平原半濕潤(rùn)氣候區(qū)，為中緯度地區(qū)，屬于溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，本區(qū) 氣候特點(diǎn)是：冬季寒冷干燥而漫長(zhǎng)，夏季酷熱少雨而較短，春秋季短，多風(fēng)沙。 5 技術(shù)方 案、設(shè)備方案和工程方案 技術(shù)方案 改造前生產(chǎn)工藝概述 通化化工股份有限公司生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有合成氨裝置的生產(chǎn)能力10 萬(wàn)噸 /年；尿素裝置生產(chǎn)能力為 13 萬(wàn)噸 /年；甲醇裝置生產(chǎn)能力為 2萬(wàn)噸 /年；氨基甲酸甲酯裝置生產(chǎn)能力 200 噸 /年。此工藝易堵塔，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，再生系統(tǒng)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、工藝有問(wèn)題造成貧液、富液分不開(kāi)，再生效果不好導(dǎo)致脫硫出口時(shí)常硫化氫超標(biāo) 變換采用“全低變”飽和熱水塔工藝，在 CoMo系催化劑作用下半水煤氣中 CO 和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成 CO2 和氫氣，蒸汽消耗約通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 380kg/tNH3。脫碳塔、常解塔有腐蝕現(xiàn)象，碳酸丙烯酯回收系統(tǒng)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、工藝落后，循環(huán)液量大，造成電耗高、消耗高。系統(tǒng)設(shè)備陳舊，現(xiàn)有兩套合成系統(tǒng)，動(dòng)力結(jié)構(gòu)配置不合理，能耗高。其中： 1．氧氣： 16000 Nm3/h 2．低壓氮?dú)猓?2500 Nm3/h 3．中壓氮?dú)猓?13600 Nm3/h 4．液氮： 250 Nm3/h 5．液氬： 400 Nm3/h 6．液氧： 500 Nm3/h 7．儀表空氣： 1200 Nm3/h； 生產(chǎn)氧氣作為氣化用氣，中壓氮?dú)夤┌焙铣捎脷?，低壓氮?dú)庾鳛楣玫獨(dú)猓貉?、液氬作為產(chǎn)品出售。流程先進(jìn)、技術(shù)成熟、運(yùn)行安全可靠、操作方便、能耗低。本工程磨煤機(jī)設(shè)置為一開(kāi)一備，除了指定的共用設(shè)備外，這里只對(duì)單條生產(chǎn)線進(jìn)行描述。 為了制得穩(wěn)定的煤漿并降低煤漿粘度，在磨煤機(jī)中還需加入水煤通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 22 漿添加劑。添加劑槽底部安裝有蒸汽盤(pán)管，添加劑泵也 設(shè)有蒸汽伴熱管線。從磨煤機(jī)初步制得的水煤漿通過(guò)磨煤機(jī)出口的滾筒篩流出，滾筒篩可以篩除煤漿中的大顆粒。水煤漿制備和氣化單元的排放、沖洗和泄漏等都匯集到廢漿池中。 來(lái)自煤漿槽的煤漿依靠重力自流到高壓煤漿泵的入口，煤漿由煤通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 23 漿泵加壓后，經(jīng)煤漿切斷閥進(jìn)入工藝燒嘴。一部分氧氣通過(guò)工藝燒嘴的外環(huán)通道進(jìn)入氣化爐 ,一部分氧氣通過(guò)中心通道進(jìn)入氣化爐。各個(gè)階段交混進(jìn)行，可能發(fā)生的反應(yīng)有 ： m n 2 2 2nnC H ( ) + ( m + ) O = m C O + H O42揮 發(fā) 分 2C+O2=2CO 22C+O =CO 222CO+ O =2CO 2 2 21H + O =H O2 C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2 CO+3H2=CH4+H2O 通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 24 C+CO2=2CO C+2H2=CH4 COS+H2=H2S+CO 氣化爐燃燒室內(nèi)的反應(yīng)條件大約在 1420℃和 ，在這個(gè)溫度和壓力條件下 ，煤中的碳和氧氣、水等發(fā)生復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，并有一系列的副反應(yīng)發(fā)生，生成以 CO 和 H2為主的粗合成氣。 離開(kāi)氣化爐燃燒室的粗合成氣與灰渣一起向下流過(guò)激冷環(huán)和激冷室的下降管，在下降過(guò)程中被位于下降管上的噴頭噴出的水霧逐漸冷卻，進(jìn)入的激冷室的水浴中，合成氣在這里被徹底激冷并冷卻。粗合成氣向上流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)攜帶大量的水蒸汽和飛灰，為減少粗合成氣的帶水帶灰現(xiàn)象，需要在激冷室的合成氣出口設(shè)置擋板。激冷水通過(guò)激冷環(huán)噴出，沿下降管壁面向下流進(jìn)激冷室并保護(hù)下降管。在氣化爐燃燒室安裝有 4 支熱電偶用來(lái)直接顯示燃燒室內(nèi)的反應(yīng)溫度。工藝燒嘴受到高溫區(qū)的輻射，高溫下金屬?gòu)?qiáng)度的下降和高速流動(dòng)的水煤漿沖刷經(jīng)常造成工藝燒嘴的磨損和熱應(yīng)力損壞。來(lái)自鍋爐母管的鍋爐水通過(guò)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)送入汽包，汽包中的鍋爐水，通過(guò)鍋爐水循環(huán)泵分別送入氣化爐的水冷壁系統(tǒng)和燒嘴冷卻水系統(tǒng)。當(dāng)某一組水冷壁出水的壓差和溫度出現(xiàn)大幅度波動(dòng)時(shí)，可能是此組水冷壁管出現(xiàn)泄漏或過(guò)熱。 從氣化爐激冷室出來(lái)的粗合成氣進(jìn)入合 成氣洗滌塔，合成氣首先進(jìn)入洗滌塔底部的水中洗掉其中的細(xì)渣。 在啟動(dòng)和停車(chē)階段，合成氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)后送至火炬。 D．粗渣處理： 這部分由一套容量和氣化爐能力相配套的的粗渣處理系統(tǒng)組成，氣化爐配備一套粗渣排放系統(tǒng)。大部分從氣化爐來(lái)的固體都在鎖斗的底部沉積。鎖斗進(jìn)口閥關(guān)閉，鎖斗減壓閥打開(kāi)，鎖斗開(kāi)始減壓，鎖斗內(nèi)壓力泄至渣池。鎖斗充壓閥打開(kāi)，用來(lái)自灰水處理單元高壓灰水泵的高壓灰水對(duì)鎖斗再次增壓，當(dāng)鎖斗與氣化爐之間的壓差小于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，充壓閥關(guān)閉，鎖斗進(jìn)口閥再次打開(kāi)，同時(shí)從鎖斗到循環(huán)泵的入口閥打開(kāi)，循環(huán)閥關(guān) 閉，激冷室的粗渣再次進(jìn)入鎖斗。 出氣化爐激冷室的黑水與出洗滌塔底部的黑水減壓閥減壓后進(jìn)入高壓閃蒸罐。沉降槽上部溢流澄清液自流到灰水槽，灰水槽中的灰水經(jīng)低壓灰水泵加壓后分為三部分，一部分送至鎖斗沖洗水罐作為鎖斗排渣的沖洗水，一部分灰水送至除氧器中除氧，除氧用的蒸汽來(lái)自高壓壓蒸分離罐的閃蒸氣。低壓閃蒸罐頂?shù)拈W通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 30 蒸汽也送到除氧器作為脫氧加熱蒸汽。出噴射器后經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝后，冷凝液自流到灰水槽，少量的不凝氣通過(guò)高點(diǎn)放空。 1．新型水煤漿加壓氣化的煤氣含硫高。不用外加蒸汽，節(jié)省能量。 由于新型水煤漿加壓氣化的水煤氣的以上特點(diǎn)，故現(xiàn)在廣泛采用通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 31 COMo系耐硫變換催化劑，所以本工程采用耐硫變換觸媒為 QCS01，齊魯化工研究院和湖北雙雄的 QCS01 催化劑在中國(guó)有許多工廠使用業(yè)績(jī)。 NHD 溶劑是一種有機(jī)溶劑（聚乙二醇二甲醚），它對(duì)氣體中硫化物和二氧化碳具有較大的溶解能力，尤其是對(duì)硫化氫有良好的選擇吸收性，蒸汽壓低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溶劑耗損少，是一種較理想的物理吸收劑，適合于以煤（油）為原料，酸性氣分壓較高的合成氣等的氣體凈化，通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 32 脫硫時(shí)需消耗少量熱量，脫碳時(shí)需消耗少量冷量，屬低能耗的凈化方法。 2． 利用原有 φ1000新合成氨系統(tǒng)改造成高壓烷化系統(tǒng)，重新制作 φ1000 的高壓烷化塔內(nèi)件、 φ700 高壓烷化氣氣換熱器內(nèi)件、 φ700提溫?fù)Q熱器（外殼和內(nèi)件），其他均利用原設(shè)備填平補(bǔ)齊 ， 降低改造的投資 ， 在進(jìn)塔氣 CO+CO2 含量為～ 250PPm， 降低到～ 10PPm， 在氨合成出口氣提供熱源的前提下滿(mǎn)足高壓烷化系統(tǒng)自熱平衡 。 工藝流程和設(shè)備 1． 高壓醇化工藝流程簡(jiǎn)述 來(lái)自壓縮機(jī)～ 的氣體，經(jīng)醇化系統(tǒng)的新鮮氣油水分離器分離油水后分六路，一路去高壓醇塔（環(huán)隙）作為保護(hù)氣 ， 冷卻塔壁后與另一路氣體混合進(jìn)入高壓醇化塔前換熱器殼程，換熱后的～120℃ 氣體 （ 主氣 ） 進(jìn)醇化塔下部換熱器的殼程 ,被提溫至～ 210℃ 后經(jīng)過(guò)中心管到達(dá)零米 ,然后依次進(jìn)入各催 化劑層反應(yīng) （ 其余四路分別作為 f0、 f f f3 冷激 ,調(diào)節(jié)相應(yīng)的各催化劑層溫度 ） ，反應(yīng)后的氣通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 36 體進(jìn)塔前換熱器換熱管內(nèi)加熱殼程冷氣體，～ 80℃ 出換熱器的熱氣體去水冷器進(jìn)一步降溫冷卻，然后進(jìn)甲醇分離器分離甲醇 ， 進(jìn)入凈醇洗滌塔，洗滌氣體中甲醇后去高壓烷化系統(tǒng)。氨合成塔二次入口的氣體通過(guò)下部換熱氣管間與管內(nèi)氣體換熱至（ 380℃ ～400℃ ），由中心管進(jìn)入催化劑層，反應(yīng)后的氣體通過(guò)塔下部換熱器管程出塔（二出）。 提溫?fù)Q熱器的熱源來(lái)自氨合成塔二次出口（即廢熱鍋爐進(jìn)口）經(jīng)換熱后送回至合成氨系統(tǒng)塔前換熱器熱氣進(jìn)口（即廢熱鍋爐出口） ,工藝流程示意圖如下。副產(chǎn) ，蒸氣產(chǎn)量～ 。 合成系統(tǒng)改造方案 工藝設(shè)計(jì)條件要求 根據(jù)提供技術(shù)條件要求，工藝設(shè)計(jì)條件如下： 1．高壓醇： ～ 1 萬(wàn)噸 /年 運(yùn)行壓力 ～ 26MPa 塔阻力：≤ 高壓烷化： 運(yùn)行壓力 ～ 26Mpa 塔阻力 : ≤ 合成氨： ～ 12 萬(wàn)噸 /年 運(yùn)行壓力 ～ 26MPa 塔阻力：≤ 、 2．入高壓甲醇系統(tǒng)： CO+CO2 ％～ ％ 入高壓烷化系統(tǒng)： CO+CO2 ≤ 200ppm～ 300ppm 入合成氨系統(tǒng)： CO+CO2 ≤ 10PPm 惰性氣含量 : ～ ％ 設(shè)計(jì)能力計(jì)算（詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)物料熱量衡算表） 1．中壓聯(lián)醇系統(tǒng)： 1～ 2 萬(wàn)噸 /年 系統(tǒng)壓力 : ≤ 通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 33 新鮮氣量 : ～ 38500Nm3/h 進(jìn)中壓甲醇塔新鮮氣成份： 組成 H2 N2 CH4 Ar CO CO2 CH3OH H2O （ mol）% 0． 984 0 2．高壓甲醇系統(tǒng)： ～ 1 萬(wàn)噸 /年 系統(tǒng)壓力 : ～ 26MPa 新鮮氣量 : 36670Nm3/h 入高壓甲醇塔新鮮氣成份： 組成 H2 N2 CH4 Ar CO CO2 CH3OH H2O （ mol）% 0 3．高壓烷化系統(tǒng)： 系統(tǒng)壓力 : ～ 26MPa 新鮮氣量 : 34550Nm3/h 入高壓烷化塔新鮮氣成份： 組成 H2 N2 CH4 Ar CO CO2 CH3OH H2O （ mol）% 0 出高壓烷化氣體（進(jìn)氨塔新鮮氣）： 組成 H2 N2 CH4 Ar CO CO2 CH3OH H2O （ mol）% 0 4．氨合成系統(tǒng)： 12 萬(wàn)噸 /年 系統(tǒng)壓力 : ～ 26MPa 通化化工股份有限公司原料路線與動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 34 入塔氣量： ～ 1520xxNm3/h 新鮮氣量 : ～ 34500Nm3/h 放空氣量 : ～ 20xxNm3/h 廢鍋蒸汽產(chǎn)量 ： ～ 、 ～ 氨合成塔入塔氣成份 組成 H2 N2 CH4 Ar NH3 （ mol） % 氨合成塔出塔氣成份 組成 H2 N2 CH4 Ar