【正文】 藝裝置包括氣化、空分、凈化（變換、低溫甲醇洗脫硫脫碳、液氮洗、硫回收）、壓縮合成、氨冷凍和尿素裝置等。 （二）新建一套 46 萬噸能力的凈化裝置；變換采用耐硫變換，脫硫脫碳采用低溫甲醇洗工藝，凈化氣中少量一氧化碳及二氧化碳的脫除采用液氮洗。硫回收采用克勞斯工藝，回收率高 ，既減少了設備， 10 降低了投資，又保證了環(huán)保排放要求。 表 建設規(guī)模表 序號 裝置名稱 產品名稱 生產規(guī)模（ 104t/a） 年操作時間 （ h） 技術來源 1 合成氨裝置 合成氨 46 8000 國內 2 尿素裝置 尿素 80 8000 國內 建設內容 根據(jù)產品市場需求預測及企業(yè)現(xiàn)有條件，該項目計劃建設80 萬噸尿素 工程，既符合 市場發(fā)展的需要 ,又可滿足本地區(qū)的經濟發(fā)展。所以尿素生產企業(yè)將不再局限于農用尿素的供給，可大力開發(fā)工業(yè)用尿素市場，不斷擴大持續(xù)增長的市場份額。隨著環(huán)保意識的增強及環(huán)保要求的提高，尿素將不再局限于對農用化肥使用，其在建筑、木材加工行業(yè)所用的添加劑、膠粘劑方面的廣泛使用逐漸成為新利潤增長點，膠粘劑的需求量較大。另外，土地可以依法流轉，一批新的糧食種植大戶、專業(yè)戶、新型農村合作經濟組 6 織、農莊將會興起，這些對尿素市場乃至整個化肥市場都是利好。 三是大幅度提高稻谷、小麥等糧食最低保護價標準。 2021 年 12 月 24 日國務院常務會議明確提出要建立以市場為主導的化肥價格形成機制，估計除鉀 5 肥外的化肥限價都將取消，同時對化肥企業(yè)的電價、氣價、鐵路運價、稅收等優(yōu)惠政策暫不取消。另外，復合肥用尿素預計也會減少50 萬噸左右，兩者相加減少幅度在 100 萬噸左右。由于自 2021 年以來，國內尿素價格也一直在高位運行。在此期間，全世界將只有中東地區(qū)有可能使其在全球市場上的尿素生產份額從2021 年的僅僅 8％提高到 2021 年的 13％。總之，此項目原料可立足當?shù)?，產品可當?shù)叵? 受國際原油、天然氣價格的影響，以煤為原料的化肥行業(yè)越來越顯現(xiàn)出原料優(yōu)勢。 本項目年產 80 萬噸尿素主要的目標市場為河南、 江蘇 、安徽、江蘇及河北等省。 無錫 國際牡丹花會每年舉辦一次。年加工木材 500 萬立方米，出口創(chuàng)匯 5000萬美元。 無錫 林業(yè)資源豐富，是全國首批四個平原綠化 達標地區(qū)之一，全國平原綠化先進地區(qū)。 2021 年，實現(xiàn)總產值 億元，增長 %。 項目的建設性質 本工程主要工藝裝置包括氣化、空分、凈化（變換、脫硫脫碳、低溫甲醇洗、硫回收）、壓縮合成、氨冷凍和尿素裝置等。 項目概況 項目基本情況 項目名稱 年產 46萬噸合成氨 80萬噸尿項目 。 項目的建設背景 江蘇 省是糧棉的主要產地，是重點糧棉和蔬菜產區(qū)之一，是黃 淮海農業(yè)經濟開發(fā)區(qū)的重點區(qū)域，其中 無錫 是全國著名的農產品商品生產基地。在新亞歐大陸橋經過的 28 個地級市和京九鐵路沿線 22個地級市中糧食、棉花、油料、水果產量均居前三位。占 江蘇 省六分之一。 無錫 牡丹獨具特色，現(xiàn)有種植面積5 萬畝，分九大色系， 800 個品種。擴大尿素生產規(guī)模，緩解尿素供應緊張局面，對企業(yè)及當?shù)剞r業(yè)的發(fā)展有著積極作用。作為用肥大區(qū)的中原地區(qū)自身肥料產量較為有限，其巨大的市場需求對生產企業(yè)和流通企業(yè)來說 3 都意味著廣闊的發(fā)展空間，所以我們可以說當?shù)貐^(qū)域的農資市場還有待深入挖掘。春耕、三夏、秋播需求量分別占 30%、 30%和 40%；農藥年需求量為 4 萬噸。世界各地區(qū)的尿素產量都將增加，除了北美的產量將有可能從 2021 年的 950 萬噸下跌到 800萬噸左右。受此因素影響，尿素價格將維持高位運行。而工業(yè)尿素受金融危機的影響，需求量會有所下降，降 幅將會超過 10%，目前我國工業(yè)尿素的需求量在 500 萬噸左右，也就是工業(yè)尿素要減少需求量 50 萬噸以上。主要的利好政策有： 一是尿素限價被取消。 二是將建立農資綜合直補標準聯(lián) 動機制，當農資價格上漲時，農資綜合直補標準也跟著上調，以保證農民的種植收益不受影響，同時對農業(yè)補貼標準將提高，補貼范圍將擴大。 同時，為確保我國的糧食安全， 2021年我國將推動大 宗作物區(qū)域化布局，啟動長江流域和黃淮海地區(qū)棉花生產基地建設，重點支持東北地區(qū)優(yōu)質大豆、長江流域“雙低”油菜、適宜地區(qū)木本油料生產。尿素的含氮量高達 ％，而碳銨、硫銨和硝銨的含氮量分別為 ％、 ％和 ％，且使用后會造成土壤硬化和酸化，影響土壤的 質量 ，氮肥各品種中，尿素產量占總氮肥的 %，其它氮肥產品如：碳銨、硝銨、氯化銨和復合肥等（含氮量）占 %。對市場需求，特別是建筑、木材加工企業(yè)的需求，許多三聚氰胺生產企業(yè)都加大了生產量，同時在醞釀擴大生產規(guī)模，以適應市場發(fā)展的需要。 建設內容和規(guī)模 建設規(guī)模 本項目各裝置建設規(guī)模見表 。 本項目以煙煤為原料，依照工藝先進、節(jié)能、技術成熟可靠、生產成本低、經濟效益好的原則，新建空分裝置提供氣化用氧氣，煤氣經耐硫變換、低溫甲醇洗、液氮洗后去氨合成。 本項目的總工藝流程說明如下： （一）采用國內外已有成熟生產經驗的航天爐干粉加壓氣化技術，節(jié)省能耗，降低生產成本。 （五）新建 56000Nm3/h 空分裝置，選用國內新型全低壓單系列，分子篩凈化節(jié)能工藝，空壓機選用多級離心式壓縮機，全凝式蒸汽透平驅動，可做到節(jié)電，同時氮氣、氧氣的壓縮全部采用內壓縮流程。本裝置原材料為空氣，由單系列制氧能力為 52,000Nm3/h（正常） 11 的空分系統(tǒng)組成，以與煤氣化裝置單系列相匹配。 （三）生產方法、流程特點 本裝置采用全低壓分子篩吸附、增壓透平膨脹機制冷、氧氣及中壓氮氣雙內壓縮的工藝流程。單套空分裝置該機組性能參數(shù)如下表： 15 序號 設備名稱 數(shù)量(臺 ) 設備參數(shù) 備注 1 空壓機 1 進氣壓力：大氣壓 。進氣溫度： 12℃ 。 23000 mm 板式塔 16 （ ⅰ ）空氣冷卻塔、水冷卻塔和純化器吸收器的選擇 空氣冷卻塔、水冷卻塔采用填料塔，壓降低、能耗低、傳熱和傳質效果好。設置有分配性能良好的液體分布器，保證了液體分布均勻性。此外，由于水在分子篩上的解吸熱比在活性氧化鋁上的解吸熱大，故雙層床又能有效的減少再生能源。 軸承采用徑向推力聯(lián)合軸承，并采用五軸數(shù)控銑床加工保證其結構和性能要求，軸承不再進行人工修刮，可直接安裝使用，充分保證機器運轉的可靠性和穩(wěn)定性。 上塔采用填料塔結構，具有阻力小，空壓機排壓低，節(jié)能。 冷箱上所采用的各類冷閥，均采 用鋁焊接結構，從而減少了外漏的可能。 (七 )催化劑和化學品消耗 空分催化劑和化學品消耗表 序號 名稱 單位 初始裝填量 設計壽命 ,年 1 分子篩吸附劑 t 73179。工藝介紹如下： A、磨煤與干燥 系統(tǒng) 磨煤與干燥系統(tǒng)的 工 藝流程 、運行 原理 、控制參數(shù)都與SHELL 工藝相同，兩套系統(tǒng)一開一備，目的是制造出粒度小于90 微米的大于 80%、水 含量 小于 2%的煤粉。 C、 氣化及凈化 燒嘴 設計 同 GSP，采用單燒嘴頂燒式氣化，氣化爐采用TEXACO 激冷工藝，氣化爐升壓到 1MPa 時，煤粉及氧、 蒸汽 混合以一定的氧煤比進入氣化爐，穩(wěn)壓 1 小時掛渣，爐膛內設置有 8 個 溫度檢測 點，可以作為氣化溫度的參考點，也可以判斷掛渣的狀態(tài)。渣經破渣機，高壓變低壓鎖斗，排到撈渣機，進行渣水分離，水回收處理利用；灰水經高壓閃蒸、真空閃蒸后到沉降池，清水作為激冷水回收利用 ，漿水經真空抽濾后制成濾餅。 3）主要設備 ①磨機 根據(jù)國內粉煤制備的成熟經驗，初選φ 179。 脫硫脫碳 脫硫的主要目的是脫除變換氣中的 H2S，而脫碳的任務則是脫除脫硫氣中二氧化碳，得到合格的合成氨的凈化氣。該工藝為典型物理吸收法，是以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的特性，脫除原料氣中的酸性氣體。低溫甲醇洗工藝技術成熟，在工業(yè)上擁有很好的應用業(yè)績，被廣泛應用于國內外合成氨、合成甲醇及其他羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。 氣體精制 本項目采用 液氮洗 工藝。目前 國內在設計和設備制造上已能達到要求，因此無需購買國外設備和技術。在生物反應器內的充氣環(huán)境下， H2S 在一種無色硫磺桿菌的作用下生成單質硫磺。 （ 2）脫硫后物流中的 H2S 含量可降為 4ppmv，尾氣滿足環(huán)保要求，可直接排放。 （ 6）在吸收塔中 H2S 100%被吸收，沒有 SO2 的排放。由于吸收液為堿性 (pH 89)，氣體中的 H2S 根據(jù)以下的反應方程式被吸收。在這個過程中， H2S 從氣相轉移到液相。吸收溶劑的負荷取決于以下的情況： H 2S 的分壓 CO2 的分壓 吸收溶液的 PH值 吸收溶液的堿度 吸收溶液中元素硫顆粒的濃度 為了避免系統(tǒng)過度發(fā)泡，需要將一些吸收 溶劑噴灑到吸收塔底部的液體上。生物反應器內的細菌將吸收液中的硫化物氧化為元素硫。吸收 H2S 所消耗的堿性溶液可以通過 HS的氧化生成元素過程，產生的 OH得以補償；這個過程需要控制空氣量。同時，還要從系統(tǒng)中取出一小股液體以防止硫酸鈉和其它鹽類的積累。但是，由于所形成的硫磺具有親水性；會迅速的與溶液中的 HS反應，生產可溶解性的聚合硫化物；因此，不會出現(xiàn)堵塔的現(xiàn)象。這種營養(yǎng)液混合物為 Nutrimix 34/32 溶液。剩下的是生物和鹽類。其介質特性為腐蝕性介質，塔體材料為不銹鋼 316。 （ 5） 催化劑和化學品消耗、公用工程物料消耗 催化劑和化學品消耗量見下表： 序號 名稱 小時消耗量 平均年消耗量 1 營養(yǎng)液 L 54000 L 2 20%NaOH溶液 t 1563 t 公用工程物料消耗量見下表： 序號 名稱 單位 小時消耗量 年消耗量 1 電 Kwh 2 除鹽水 t 3 合成氣壓縮及氨 合成 合成氣壓縮機有往復式和離心式兩種，流量小、升壓高的場合通常采用往復式壓縮機；而對大型生產裝置，采用離心式壓縮機更為合適。國際上常用的大型氨合成工藝主要有美國的 Kellogg 工藝、瑞士 Casale 工藝、丹麥的 Topsφe 工藝、英國的 ICI 工藝以及美國原布朗公司工藝。其優(yōu)點是氨轉化率高、循環(huán)氣量小、氨合成塔結構簡單；缺點是合成塔床層阻力大、反應溫度分布不盡合理、高溫換熱設備操作條件苛刻且臺數(shù)較多等。在國內 Kellogg 流程大型合成氨廠合成塔改造中有多家應用實例。在國內 Kellogg 流程大型合成氨廠合成塔改造中也有較多家應用實例。 冷凍 冷凍工序是向空分裝置及合成氨裝置提供冷量。常用的制冷壓縮機種類有往復式、螺桿式、離心式壓縮機等。盡管相同制冷能力的氨 壓縮機 33 一次性投資比丙烯壓縮機略高，但軸功率比丙烯壓縮機小，且來源方便，因此本項目推薦采用氨離心式壓縮機。 主要設備選型 (1) 一氧化碳變換 1）第一變換 爐 1 臺 φ 3600mm，選用熱壁爐 催化劑裝填量 : K811， 44m3 設計溫度： 480℃ 設計壓力： 2）第二變換爐 1 臺 φ 4000mm，選用熱壁爐 催化劑裝填量 :QCS04， 67m3 設計溫度： 380℃ 設計壓力： 3）第三變換爐 1 臺 φ 4200mm，選用熱壁爐 34 催化劑裝填量 :QCS04， 88m3 設計溫度： 260℃ 設計壓力： (2) 酸性氣體脫除 1）甲醇洗滌塔 1 臺 Ф 3800179。 71000 浮閥塔，塔板數(shù) 94塊 － 70 酸性氣體脫除 2 ）H2S濃縮1 Ф 4000179。 設 計 溫 度 在 280～ 485 ℃，設計壓力 (g)。第一變換爐操作溫度為 460℃，原料氣中 H2S 和 H2 含量較高，考慮 H2S 和 H2 腐蝕，筒體材料采用 ＋ 304L。 第三變換爐外形尺寸為：φ 4200179。根據(jù)專利商要求塔設備采用典型的浮閥塔，操作壓力 、 ，操作溫度為 60℃～ 120℃。 (3) 氣體精制 氣體精制的主要設備為冷箱。 (4) 壓縮及氨合成 合成氣壓縮及氨合成工序的主要設備有：合成氣壓縮機、 47 氨合成塔、開工加熱爐等。壓縮機分為高低壓缸，均為筒型結構，高低壓缸和汽輪機直聯(lián)，無增速器，軸封一般采用干氣密封，對于 高壓的干氣密封國內無法滿足要求需進口。高壓外殼在國內設計、制造。輻射段設有盤管（光管），換熱面積 275m2。 (5) 冷凍 ●