【正文】 在工廠技改方面，瀘天化廠采用了意大利Technimont 公司IDR（雙氣提）工藝改造原有的500t/d 水溶液全循環(huán)法工藝，能力擴(kuò)大至750t/d。至今采用水溶液全循環(huán)法建成的中型尿素廠遍布全國(guó)各地 50 多家，生產(chǎn)能力近600 萬(wàn)噸。上述各法的主要原料和公用物料的消耗見(jiàn)xi下表。但由于合成回路高壓設(shè)備較多，且要求嚴(yán)格的防腐系統(tǒng)，不僅投資增高且操作較復(fù)雜。該法合成反應(yīng)NH3 / CO2 摩爾比較高，有利于合成轉(zhuǎn)化率的提高和減輕工藝介質(zhì)的腐蝕性。 (1) 當(dāng)前世界上尿素生產(chǎn)技術(shù)概況　　 當(dāng)前，世界上最具有競(jìng)爭(zhēng)力的尿素生產(chǎn)工藝技術(shù)，主要有荷蘭斯塔米卡邦 （Stamicarbon）公司的CO2氣提法工藝、意大利斯奈姆普吉 提(Snamprogetti)公司的氨氣提法工藝、意大利泰克利蒙特(Technimont)公司的等 壓雙氣提法工藝(簡(jiǎn)稱 IDR工藝)、日本三井東壓/東洋工程(TEC/MTC)公司的節(jié)能低成本ACES 工藝等。第一補(bǔ)氣參數(shù)為：進(jìn)口壓力為 MPa (a),進(jìn)口溫度為 18℃，流量為 54486kg/h?！　?開(kāi)工加熱爐選用典型的立式圓筒形爐，爐內(nèi)可分輻射段和對(duì)流段以及頂部煙囪。合成段氣量為 168220Nm3 /h,循環(huán)段氣量為 353270Nm /h，壓縮機(jī)的功率為23561kW,壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)將采用汽輪機(jī)，以便壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié)。其中對(duì)于本工序中多級(jí)的貧甲醇泵，產(chǎn)品制造難度高且國(guó)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，本項(xiàng)目甲醇貧液泵進(jìn)口。 　　 第二變換爐外形尺寸為：φ400012400，催化劑及裝填總量為：QCS04， 67m3 。采用了省功器后，部分中間壓力的低溫氣體補(bǔ)入壓縮機(jī)的二級(jí)入口，起到了一次補(bǔ)氣冷卻的作用，從而達(dá)到節(jié)能的效果。工業(yè)上常用的制冷劑有氨、丙烯等介質(zhì)。Topsφe氨合成塔最初為兩床徑向流床間冷激型的 S100 內(nèi)件，后來(lái)發(fā)展為 S200、S250 型內(nèi)件，在低阻力降基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了氨凈值，降低系統(tǒng)循環(huán)量，使合成能耗下降。后改為臥式徑向流內(nèi)件。該生物反應(yīng)器為專利設(shè)備，材料為GRP。一部分硫磺還要循環(huán)到生物反應(yīng)器內(nèi)，以保證系統(tǒng)內(nèi)維持一定的固體含量。如果進(jìn)料氣中含有氧氣，部分的H2S 可以在吸收塔內(nèi)轉(zhuǎn)換成硫磺。從生物反應(yīng)器排放出的空氣可以直接排放，無(wú)需進(jìn)一步處理。如果氣體溫度太低或太高，就需要采用加熱或冷卻以確保細(xì)菌的最佳生長(zhǎng)條件。吸收液從塔頂部均勻的噴灑到填料塔內(nèi)?！　?本項(xiàng)目硫磺產(chǎn)量為7噸/天，該產(chǎn)量采用常規(guī)CLAUS 脫硫，已不十分經(jīng)濟(jì)，且仍會(huì)有含硫尾氣要排放至大氣，達(dá)不到環(huán)保要求。液氮洗是利用液氮吸收凈化氣中的有害雜質(zhì)，在－190℃的低溫下，氣體中的殘余CO、CHAr等溶于液氮中，而微量的CO2 在進(jìn)冷箱前被分子篩吸附，從而使氣體得到精制，以達(dá)到精制凈化氣的目的，此法一般在上游配置低溫甲醇洗脫除二氧化碳和硫化氫等酸性氣體，在以煤、渣油為原料的大型合成氨裝置中廣泛采用。在－30℃下，H2S 在甲醇中的溶解度為CO2 倍，因此能選擇性脫除 H2S。②氣化爐氣化爐的規(guī)格選用目前已有成熟生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的φ3200氣化爐2臺(tái)，正常生產(chǎn)兩開(kāi)，具體爐膛熔積將由專利商在工藝包設(shè)計(jì)時(shí)確定。D、渣及灰水處理系統(tǒng)渣及灰水處理系統(tǒng)的工藝流程、運(yùn)行原理、控制參數(shù)都與TEXACO工藝相同。（氣化爐專利號(hào)：發(fā)明專利號(hào)：；燒嘴專利：發(fā)明專利號(hào)：；破渣機(jī)專利：實(shí)用新型專利號(hào)：。主換熱氣采用了大截面真空釬焊的鋁制板翹式換熱氣?？諝膺M(jìn)口采用高性能氣流分布器，確保氣流分布的均勻性。操作彈性范圍大，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng)?？諌簷C(jī)用于輸送空氣分離所需的原料空氣，氮?dú)庠鰤簷C(jī)用于輸送產(chǎn)品氮?dú)?、膨脹氮?dú)饧把h(huán)氮?dú)?。空分裝置副產(chǎn)適量的液氧作為商品出售。生產(chǎn)合成氨46萬(wàn)噸/年，新建一套CO2氣提的尿素裝置，生產(chǎn)80萬(wàn)噸/年尿素。為此，未來(lái)的尿素市場(chǎng)前景很看好 。而尿素相對(duì)其它氮肥的優(yōu)勢(shì)在于含氮量高，不會(huì)在土壤中殘留酸根，長(zhǎng)期使用不會(huì)使土壤變質(zhì)和結(jié)塊。現(xiàn)在尿素限價(jià)被取消，而優(yōu)惠政策暫時(shí)保持不變（過(guò)去是把限價(jià)與優(yōu)惠政策聯(lián)系在一起的，對(duì)化肥限價(jià)的一個(gè)最主要理由就是化肥享受了很多的優(yōu)惠政策），體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)尿素企業(yè)的大力扶持，對(duì)尿素生產(chǎn)企業(yè)是大利好?！　? 而在需求方面，2009年農(nóng)業(yè)尿素的需求預(yù)計(jì)穩(wěn)中略有增加，增加幅度預(yù)計(jì)在3%左右，增加約120萬(wàn)噸。2004年，全球新增400萬(wàn)噸/年的尿素生產(chǎn)力，2005年有另外的450萬(wàn)噸／年產(chǎn)能投入生產(chǎn)。而且中原地區(qū)以平原為主、地勢(shì)平緩、氣候溫和，適合多種農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物的種植，在生活質(zhì)量逐漸提高的今天，作物種植對(duì)肥料的質(zhì)量和數(shù)量需求都在不斷提高。某是全國(guó)農(nóng)區(qū)最大的經(jīng)濟(jì)林基地，果樹(shù)面積達(dá)到130多萬(wàn)畝，年產(chǎn)果品58萬(wàn)噸。年產(chǎn)小麥、玉米等糧食270萬(wàn)噸，棉花24萬(wàn)噸，油料56萬(wàn)噸，瓜果四季豐盛，年產(chǎn)蔬菜947萬(wàn)噸，中藥材資源達(dá)402個(gè)品種。.年產(chǎn)46萬(wàn)噸合成氨80萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告 .1 申報(bào)單位及項(xiàng)目概況 項(xiàng)目申報(bào)單位概況 申報(bào)單位名稱、性質(zhì)及負(fù)責(zé)人申報(bào)單位全稱：某化工有限公司企業(yè)性質(zhì)：民營(yíng)企業(yè)申報(bào)單位負(fù)責(zé)人： . 2 申報(bào)單位概況某化工有限公司是股份制企業(yè)，由某農(nóng)資有限公司和邯鄲冀南化工股份有限公司共同投資，注冊(cè)資本10000萬(wàn)元，位于某經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化工園區(qū)。在新亞歐大陸橋經(jīng)過(guò)的28個(gè)地級(jí)市和京九鐵路沿線22個(gè)地級(jí)市中糧食、棉花、油料、水果產(chǎn)量均居前三位。某牡丹獨(dú)具特色，現(xiàn)有種植面積5萬(wàn)畝，分九大色系，800個(gè)品種。作為用肥大區(qū)的中原地區(qū)自身肥料產(chǎn)量較為有限，其巨大的市場(chǎng)需求對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和流通企業(yè)來(lái)說(shuō)都意味著廣闊的發(fā)展空間，所以我們可以說(shuō)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的農(nóng)資市場(chǎng)還有待深入挖掘。世界各地區(qū)的尿素產(chǎn)量都將增加，除了北美的產(chǎn)量將有可能從2003年的950萬(wàn)噸下跌到800萬(wàn)噸左右。而工業(yè)尿素受金融危機(jī)的影響，需求量會(huì)有所下降，降幅將會(huì)超過(guò)10%，目前我國(guó)工業(yè)尿素的需求量在500萬(wàn)噸左右，也就是工業(yè)尿素要減少需求量50萬(wàn)噸以上?！　《菍⒔⑥r(nóng)資綜合直補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，當(dāng)農(nóng)資價(jià)格上漲時(shí)，農(nóng)資綜合直補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)也跟著上調(diào)，以保證農(nóng)民的種植收益不受影響，同時(shí)對(duì)農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)將提高，補(bǔ)貼范圍將擴(kuò)大。％，而碳銨、％、％％，且使用后會(huì)造成土壤硬化和酸化，影響土壤的質(zhì)量，氮肥各品種中，%，其它氮肥產(chǎn)品如：碳銨、硝銨、氯化銨和復(fù)合肥等（含氮量）%。 建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模 建設(shè)規(guī)模。本項(xiàng)目的總工藝流程說(shuō)明如下：（一）采用國(guó)內(nèi)外已有成熟生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的航天爐干粉加壓氣化技術(shù)，節(jié)省能耗，降低生產(chǎn)成本。本裝置原材料為空氣，由單系列制氧能力為 52,000Nm3/h（正常）的空分系統(tǒng)組成，以與煤氣化裝置單系列相匹配。單套空分裝置該機(jī)組性能參數(shù)如下表： 序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量(臺(tái))設(shè)備參數(shù)備注1空壓機(jī)1進(jìn)氣壓力：大氣壓。與篩板塔相比可大大地縮小塔徑、減少占地面積。（ⅱ）膨脹機(jī)技術(shù)特點(diǎn)增壓透平膨脹機(jī)組由主機(jī)和供油系統(tǒng)兩個(gè)撬裝塊組成。采用氧氣內(nèi)壓縮，另有部分液氧產(chǎn)品從主冷抽出，可使主冷中的液氧抽出量增加，充分防止碳?xì)浠衔镌谥骼渲芯奂?，更好的保證空氣分裝置的安全運(yùn)行。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(yùn)行原理、控制參數(shù)都與SHELL工藝相同，兩套系統(tǒng)一開(kāi)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。渣經(jīng)破渣機(jī)，高壓變低壓鎖斗，排到撈渣機(jī)，進(jìn)行渣水分離，水回收處理利用；灰水經(jīng)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(jīng)真空抽濾后制成濾餅。氣化爐殼體材料為11/4Cr 1/2Mo，激冷室堆焊不銹鋼，激冷環(huán)和下降管材料為lncolloy825，氣化爐在國(guó)內(nèi)已民用工業(yè)成熟的制造經(jīng)驗(yàn)，可以由國(guó)內(nèi)化工機(jī)械廠制造。該工藝氣體凈化度高，可將變換氣中 CO2脫至小于 20ppm， H2S 小于 ，氣體的脫硫和脫碳可在同一個(gè)塔內(nèi)分段、選擇性地進(jìn)行。其特點(diǎn)是精制氣純度很高、能耗低、操作費(fèi)用少、無(wú)污染，缺點(diǎn)是投資較大，但對(duì)氨合成系統(tǒng)十分有利，可降低氨合成能耗。采用 ShellPaques 生物脫硫工藝，具有如下特點(diǎn)：（1）工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)需過(guò)多的監(jiān)控，操作和維護(hù)費(fèi)用低，占地面積少。氣體在塔內(nèi)與吸收液逆向接觸。吸收溶劑負(fù)荷是一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定了吸收塔內(nèi)溶劑的流量。硫磺通過(guò)沉淀槽從液體中分離出來(lái)。這種情況下，會(huì)在吸收塔的填料表面形成一層很薄的含有細(xì)菌的硫磺層。硫磺的純度可達(dá)到 9598%（基于 65%干基）。內(nèi)部裝有內(nèi)件，包括空氣分配系統(tǒng)，脫氣部分，防止發(fā)泡的噴林系統(tǒng)。原布朗氨合成工藝的特點(diǎn)主要是氨合成回路采用多塔反應(yīng)（二塔或三塔串聯(lián)），氨合成塔采用軸向流絕熱床內(nèi)件，氣體塔外換熱。合成反應(yīng)熱回收方式有預(yù)熱鍋爐給水或副產(chǎn)中壓蒸汽兩種選擇。氨制冷技術(shù)適用于提供 5～35 ℃冷量，國(guó)內(nèi)合成氨廠普遍采用氨作制冷劑；丙烯制冷技術(shù)，適用于提供25～45℃冷量。另外，實(shí)行中間節(jié)流后，單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量增大，節(jié)省了氨蒸汽進(jìn)入一級(jí)壓縮的壓縮功，達(dá)到了省功的目的。第二變換爐操作溫度為370℃，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。 (3) 氣體精制　　 氣體精制的主要設(shè)備為冷箱。壓縮機(jī)分為高低壓缸，均為筒型結(jié)構(gòu)，高低壓缸和汽輪機(jī)直聯(lián)，無(wú)增速器，軸封一般采用干氣密封，對(duì)于高壓的干氣密封國(guó)內(nèi)無(wú)法滿足要求需進(jìn)口。輻射段設(shè)有盤管（光管），換熱面積 275m2。 第二補(bǔ)氣參數(shù)為：進(jìn)口壓力為 MPa (a),進(jìn)口溫度為 8℃，流量為 17662kg/h。 ① 荷蘭 Stamicarbon 公司CO2氣提法工藝于 1965 年在傳統(tǒng)的水溶液全循環(huán)法的基礎(chǔ)上新開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，七十年代末發(fā)展為改進(jìn)型 CO2 氣提工藝。另外，氣提塔選用鈦材或襯鋯雙金屬氣提管，氣提出液溫度可達(dá) 205～230℃。 ④　日本三井東壓/東洋工程公司ACES 工藝。除以上幾種工藝方法外，還有一些其他生產(chǎn)工藝，如美國(guó)化學(xué)技術(shù)公司好推出熱循環(huán)法工藝（簡(jiǎn)稱UTI 法）。二十世紀(jì)七十年代以來(lái)引進(jìn)荷蘭Stamicarbon 公司CO2 氣提法尿素專利技術(shù)，成套引進(jìn)和自行建設(shè)共計(jì) 30 套（引進(jìn) 18 套，消化吸收自行建設(shè)的 12 套），規(guī)模從4～52 萬(wàn)噸/年。還有美國(guó)UTI 熱循環(huán)法尿素技術(shù)及瑞士Urea Casale 公司HEC 工藝也僅在個(gè)別廠中局部應(yīng)用，尚未推廣。二十世紀(jì)九十年代引進(jìn)2 套ACES 法尿素生產(chǎn)工藝，規(guī)模為 5 萬(wàn)噸/年和 52 萬(wàn)噸/年。國(guó)內(nèi)尿素工業(yè)的發(fā)展始于二十世紀(jì)六十年代。以上幾種主要的尿素生產(chǎn)方法的特點(diǎn)、流程、生產(chǎn)操作條件及安全性等比較見(jiàn)下表。此工藝采用雙氧水鈍化，防止設(shè)備腐蝕。② 意大利Snamprogetti 公司氨氣提法工藝于1966年研究開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，七十年代中期發(fā)展成為氨自氣提工藝，八十年代中期以來(lái)建廠數(shù)增加，建廠數(shù)總計(jì) 100 余套，總生產(chǎn)能力僅次于CO2 氣提法工藝。壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置以及所有其它輔助設(shè)備（包括控制油系統(tǒng)，潤(rùn)滑油系統(tǒng)，防喘振系統(tǒng)，機(jī)組控制儀表，冷卻器、分離器和緩沖器等）應(yīng)由壓縮機(jī)制造廠商成套供應(yīng)。(a), 進(jìn)口溫度為 40℃，流量為20997kg/h。考慮選用層板結(jié)構(gòu)筒體、球形封頭，主要材料為 ＋15MnNbR。壓縮機(jī)將采用耐高壓的筒形 BCL 型缸體，壓縮機(jī)將采用二缸，該機(jī)組將合成氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)合二為一，新鮮氣經(jīng)過(guò)三段壓縮，出口壓力大約為 ，合成塔的循環(huán)氣體混合后進(jìn)入壓縮機(jī)的最后一段（共一級(jí)葉輪），壓縮至 。　　 甲醇離心泵的特點(diǎn)為介質(zhì)溫度低（約~60℃），泵輸送的甲醇有毒，泵的機(jī)械密封和材料均有較高的要求，泵的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用API610 標(biāo)準(zhǔn)的中心支撐以防止溫差變形，低溫泵的材料應(yīng)采用 316SS 不銹鋼，泵密封應(yīng)采用雙端面串聯(lián)機(jī)械密封和合適的密封沖洗方式，同時(shí)對(duì)于關(guān)鍵泵的機(jī)械密封和軸承應(yīng)選用進(jìn)口軸承和質(zhì)量可靠的進(jìn)口(或合資)機(jī)械密封，泵的轉(zhuǎn)子應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。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。為提高制冷循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約能源和制取低蒸發(fā)溫度下的冷量，本方案采用節(jié)能型雙級(jí)離心式壓縮制冷循環(huán)，工藝流程中帶有“中間省功器”。冷凍工序是將制冷劑通過(guò)制冷壓縮機(jī)及輔機(jī)由壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)提供冷量 四個(gè)過(guò)程組成制冷循環(huán)，為用戶提供冷量。Topsφe工藝的氨合成塔最先引進(jìn)徑向流概念，使得合成塔阻力大幅下降、可使用小顆粒高活性催化劑。Kellogg工藝多用在以天然氣為原料大型合成氨裝置，最初采用的是瓶型四床層全冷激軸向合成塔，配三級(jí)氨冷流程?！　?生物反應(yīng)器是硫回收裝置的關(guān)鍵設(shè)備，共兩臺(tái)，設(shè)備直徑ф4000mm，每臺(tái)容積 100mm3，操作壓力常壓，操作溫度 30～40℃，吸收液從吸收塔引至生物反應(yīng)器，用空氣壓縮機(jī)鼓入空氣，頂部排出的氣體可直接排放，硫磺通過(guò)沉淀槽從液體中分離出來(lái)。 　　 （3） 沉淀槽元素硫通過(guò)沉淀槽從液體中分離出來(lái)。流出的液體（含有鈉鹽和一些硫磺微粒）是無(wú)害的，通?？梢灾苯优欧拧；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：　　　　　　NaHS + O2 → S + NaOH　　這些硫桿菌家族類的細(xì)菌生長(zhǎng)速度非常快，并且對(duì)于工藝條件的變化有很強(qiáng)的抵抗能力。氣體溫度應(yīng)該在 3040℃之間?！　?因此本項(xiàng)目硫回收裝置采用殼牌公司開(kāi)發(fā)的 ShellPaques 生物脫硫工藝，該工藝包括三個(gè)部分：（1） 吸收塔　　 吸收塔是一個(gè)填料塔。硫回收工藝方案選擇的原則，是采用先進(jìn)，可靠的技術(shù)，在追求較高硫回收率，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，優(yōu)化工藝方案，降低成本。目前國(guó)內(nèi)外大型合成氨原料氣的精制方法有液氮洗、甲烷化二種。由于甲醇的蒸汽壓較高，所以低溫甲醇洗工藝在低溫(35℃～－55℃)下操作，在低溫 下 CO2與 H2S 的溶解度隨溫度下降而顯著地上升，因而所需的溶劑量較少，裝置的設(shè)備也較小。3）主要設(shè)備①磨機(jī)根據(jù)國(guó)內(nèi)粉煤制備的成熟經(jīng)驗(yàn)，不設(shè)備機(jī)，磨機(jī)內(nèi)襯耐磨橡膠板以降低噪音。熱的粗煤氣和熔渣一起在氣化爐下部被激冷，也由此分離，激冷過(guò)程中，激冷水蒸發(fā)，煤氣被水蒸汽飽和，出氣化爐為199℃