【正文】 領(lǐng)導(dǎo)班子及技術(shù)隊(duì)伍為該項(xiàng)目的建設(shè)奠定了基石。項(xiàng)目占地 面積約 20 公頃(202000m2)。 國家計(jì)委計(jì)基礎(chǔ)（ 1473）號文件批復(fù)巨野礦區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃，該煤田可采煤層 6 層，平均總厚度 米，負(fù) 1000 米以淺總儲量為 億噸，且煤種齊全，煤質(zhì)優(yōu)良，主要為低灰、特低硫、高揮發(fā)份、富油煤，是發(fā)展煤化工的上等原料。 受國際原油、天然氣價(jià)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 。年加工木材 500 萬立方米，出口創(chuàng)匯 5000 萬美元。 項(xiàng)目提出 的背景、投資必要性和經(jīng)濟(jì)意義 菏澤是全國著名的農(nóng)產(chǎn)品商品生產(chǎn)基地。 湖北洋豐股份有限公司為更好地服務(wù)三農(nóng)，積極實(shí)施銷售市場終端戰(zhàn)略 ,于 2020 年 12 月在我國著名的“牡丹之鄉(xiāng)” —— 山東省菏澤市成立菏澤分公司，實(shí)行就地生產(chǎn)就地銷售。 選取技術(shù)方案力求做到技術(shù)先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)合理、切合實(shí)際，并在節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約投資上下功夫。 編制原則 （ 1）項(xiàng)目技術(shù)和設(shè)備立足國內(nèi)，技術(shù)先進(jìn)、可行。公司質(zhì)量管理體系健全、檢測手段完備，首批通過 ISO9001 質(zhì)量管理體系認(rèn)證。 菏澤分公司將始終遵循中央“服務(wù)農(nóng)業(yè)、繁榮農(nóng)村、富裕農(nóng)民”的政策，堅(jiān)持“凝聚人心、務(wù)實(shí)創(chuàng)新、恪守誠信、強(qiáng)企富民”的企業(yè)理念，積極進(jìn)取，開拓創(chuàng)新，把企業(yè)做大做強(qiáng)，為洋豐股份有限公司爭當(dāng)中國磷復(fù)肥行業(yè)霸主而努力奮斗。占山東省六分之 一。擴(kuò)大尿素生產(chǎn)規(guī)模，緩解尿素供應(yīng)緊張局面，對企業(yè)及 當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展有著積極作用。 項(xiàng)目建設(shè)的有利條件 5 （ 1）資源優(yōu)勢：山東省煤田地質(zhì)局勘探二隊(duì)和物探測量隊(duì)經(jīng)過多年的普查和詳查，確定菏澤所屬巨野煤田貯量較大，南北長 80 公里，東西平均寬 12 公里，面積約 960 平方公里。 （ 4） 擬建 項(xiàng)目工程擬選廠址于 菏澤市開發(fā)區(qū)煤化工業(yè)園，具體位置是：上海路以東，渤海路以北。滾動發(fā)展的過程中培養(yǎng)了一支素質(zhì)高能力強(qiáng)的員工隊(duì)伍和一批事業(yè)心強(qiáng)、專業(yè)水平高的技術(shù)隊(duì)伍。 （ 5）該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益是好的，社會效益也較好，不會造成對環(huán)境的污染，項(xiàng)目可行。國內(nèi)在促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整后，化肥用量會逐年增加，相應(yīng)尿素消費(fèi)也將增加，能源價(jià)格上漲趨勢增加，預(yù)計(jì)今后國內(nèi)普通顆粒尿素出廠價(jià)將維持在 1500~1800 元 /噸之間。 12 我國甲醇市場受國際市場影響較大。 2020 年 3月甲醇價(jià)格受國際局勢的影響，上升到 2200~2400 元 /噸。從技術(shù)水 平上看，以油、煤或天然氣為原料制合成氣的生產(chǎn)工藝都比較成熟，國內(nèi)外都有工業(yè)化裝置在運(yùn)行。主要為賀蘭山煤田和寧東煤田，賀蘭山煤田含煤面積 2500平方公里，已探明地質(zhì)儲量 32 億噸，煤種主要有無煙煤、焦煤、氣煤、肥煤，其中無煙煤具有低灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量高 化學(xué)活性、高強(qiáng)度、高含碳率、高塊煤率等特性，是冶金、化工等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)燃 17 料和原料。流化床氣化技術(shù) 流化床氣化技術(shù)主要有德國溫克勒（ winkler）流化床粉煤氣化技術(shù)。但它有以下優(yōu)點(diǎn)： 單臺爐處理煤量大，生產(chǎn)能力高； 氣化壓力高，合成氣壓縮功耗??； 有效氣（ CO+H2）含量高，適于作合成氣； 煤的適應(yīng)性寬。最關(guān)鍵的問題仍然是煤種，其要求煤種為褐煤、長焰煤、弱粘結(jié)煤，具體數(shù)據(jù)為灰熔點(diǎn) 1250℃以上；煤活性950℃時(shí)大于 65％，原則上控制在 87％以上；粘結(jié)性、 ≤ 21/2。經(jīng)過小氮肥企業(yè)幾十年的革新改造，現(xiàn)在的UGI 煤氣化技術(shù)已 不是傳統(tǒng)意義上的固定床氣化技術(shù)，如氣化爐的改進(jìn)，原料煤的消耗降低及吹風(fēng)氣回收利用等技術(shù)革新，因此這么多年來一直受小氮肥企業(yè)青睞。 （ 3）采用過熱蒸汽制氣，提高蒸汽分解率，降低蒸汽消耗。 本方案選擇改良 ADA 法脫除變換氣中的硫化氫，溶液再生采用噴射再生方法。 國內(nèi)在二十世紀(jì)九十年代已開發(fā)成功各種操作壓力下的耐硫變換催化劑，其性能接近國外水平，價(jià)格也比國外便宜，推動了耐硫變換工藝的發(fā)展。它采用低溫活性優(yōu)良的鈷鉬系耐硫變換催化劑，反應(yīng)一段熱點(diǎn)溫度較中變下降 100~200℃。因此，脫硫的好壞與否，是生產(chǎn)的關(guān)鍵問題之一。但這些方法溶劑的再生均需要加熱，因而熱量消耗多，操作運(yùn)行費(fèi)用高。而變壓吸附為干法，其吸收劑為分子篩、活性炭及硅膠等。因此，采用多個吸附床，循環(huán)地變動所組合的各吸附床壓力，就可以 達(dá)到連續(xù)分離氣體混合物的目的。該方法流程簡單，脫硫精度高。經(jīng)過比較本可研采用以凈化為目的的醇烷化精制工藝。噸氨氣體中氣體中 ＣＨ ４ 僅增加 ，氨合成系統(tǒng)噸氨放空量增加 。 由化學(xué)反應(yīng)式知，氨合成反應(yīng)是一個體積縮小的反應(yīng)，提高壓力有利于反應(yīng)向生成氨的方向進(jìn)行，而且反應(yīng)速度隨著壓力的提高而增大。 30 氨合成塔催化 劑總量的 %為徑向段催化劑，徑向段催化劑全部裝填 ～ 的小顆粒催化劑；同時(shí)用來調(diào)節(jié)四段催化劑床層進(jìn)口溫度的冷激氣體全部采用 65～ 85℃的冷氣，冷激氣量小，確保上部生成的氨的濃度不被沖淡。使進(jìn)系統(tǒng)的補(bǔ)充氣中水、油含量大大的降低，減少了氨貯槽內(nèi)的油污、油水，延長了氨貯槽的清理周期，提高了液氨純 度。這種分布器的設(shè)計(jì)的訣竅在于： a、采用上下孔徑 d 為不等小孔或不等開孔數(shù)量對徑向流的不均勻分布進(jìn)行補(bǔ)償以達(dá)到均勻分布的目的； b、采用魚鱗筒再分布器使小孔分（集） 32 氣再次切向分布，不僅提高氣流的均勻度，而且最大限度的減少了催化劑的死角，提高了催化劑的利用率； c、采用分氣筒和集氣 筒兩側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)姆椒?，以提高氣流分布的均勻度?由于該工程中甲醇精餾的規(guī)模為 3 萬噸 /年，從能耗和投資等綜合技術(shù)指標(biāo)考慮，采用雙塔流程更有優(yōu)勢。 本項(xiàng)目選擇一套處理氣量 4000Nm3/h 的氫回收裝置。加熱沉降槽前期底部沉淀的水分及雜質(zhì)，放到污水池進(jìn)行處理；后期得到的廢油首先進(jìn)入離心機(jī)，進(jìn)一步分離去除機(jī)械雜質(zhì)，然后 再經(jīng)過濾油機(jī)徹底除去廢油中的雜質(zhì)和水分，得到的凈 35 油進(jìn)入凈油貯槽貯存。目前國內(nèi)大中型尿素裝置大多采用二氧化 碳?xì)馓岱üに嚒? （ 2） 上吹制氣階段：蒸汽及 加氮空氣自爐底送入，經(jīng)與灼熱的燃燒層反應(yīng)后，氣化層上移，爐溫下降，生成的半水煤氣由造氣爐頂部引出，經(jīng)除塵器除去灰塵，進(jìn)入聯(lián)合廢鍋，回收氣體中的顯熱后進(jìn)入洗滌塔除塵、冷卻，由洗滌塔頂部引出送入氣柜。變換氣脫硫再生時(shí)產(chǎn)生的硫泡沫與半水煤氣脫硫共用一套熔硫系統(tǒng)。 變換氣脫硫 變換來的變換氣先進(jìn)入變脫塔底部，與自塔頂噴淋而下的 ADA 脫硫液逆流接觸，脫除氣體中的 H2S，凈化氣自塔頂引出 ，送至氮?dú)錃鈮嚎s工段。當(dāng)被吸附雜質(zhì)的濃度前沿接近床層出口時(shí)，關(guān)閉吸附塔的原料氣閥和產(chǎn)品氣閥，使其停止吸附，通過四次均壓步驟回收床層死空間的產(chǎn)品氣。 氨合成 來自循環(huán)機(jī)油分離器的氣體分兩路：一路進(jìn)氨合成塔筒體與內(nèi)件之間環(huán)隙冷卻塔壁出來（一出）與另一路氣體混合進(jìn)入塔前換熱器換熱（～ 180℃）后，進(jìn)入氨合成塔內(nèi)反應(yīng)，～ 340℃的反應(yīng)氣體由塔內(nèi)（二出）出來入廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽 ，溫度降到～ 210℃。合成放空氣由脫鹽水洗氨得到稀氨水，貯槽馳放氣主要是含氨及較少量的氫，設(shè)等壓回收塔回收氨，即由提氫洗氨得到稀氨水由泵加壓后送往等壓回收塔，繼續(xù)吸收馳放氣中所含的氨，使氨水濃度達(dá)到 14~16%左右，送尿素解吸系統(tǒng)。 由預(yù)塔底出來經(jīng)脫除輕餾分的預(yù)后甲醇經(jīng)預(yù)后甲醇泵打入預(yù)后預(yù)熱器內(nèi)將溫度提高到 90℃以上進(jìn)入主塔。空氣來自鼓風(fēng)機(jī) ，經(jīng)第一空氣預(yù)熱器加熱后分兩路：一路進(jìn)入馳放氣助燃器，一路經(jīng)第二空氣預(yù)熱器加熱后進(jìn)入吹風(fēng)氣噴燃器，燃燒后約 960 ℃ 的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生 Mpa 飽和蒸汽。 為了避免高壓液氨泵的汽塞，液氨溫度至少比操作壓力下的沸點(diǎn)低 10℃，用高壓液氨泵把液氨增壓到約(絕 )。由于脫硫劑不耐氧，故而本工程將加氧點(diǎn)放在二氧化碳壓縮機(jī)四段入口，亦即先脫硫再加氧。 二氧化碳先通過一個帶有水封的二氧化碳液滴分離器，將二氧化碳?xì)怏w中的水滴除去，然后進(jìn)入二氧化碳 壓縮機(jī)。 (2) 空氣預(yù)熱器的設(shè)置提高了空氣配風(fēng)的溫度，使熱回收更完全，并且由于吹風(fēng)氣溫度低、可燃成份含量低、氣量大，著火前吸收熱量對爐溫影響較大，所以還能保證吹風(fēng)氣的安全燃燒?；亓饕旱募兌认喈?dāng)高，但有時(shí)可能混有極少量的低沸點(diǎn)雜質(zhì)，所以在距塔頂 3 至 7 塊塔板上進(jìn)行精甲醇采出。預(yù)塔底有再沸器，用壓力為 106Pa 的蒸汽加熱，使塔內(nèi)液體蒸發(fā)。其中，氨分離器出口氣體為主放空點(diǎn)，此處甲烷含量最高，氨含量低。 由于脫碳工段采用 PSA 脫碳，是專利技術(shù)，在廠方與技術(shù)持有方有合作意向后，技術(shù)持有方提供本工段的工藝流程及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。當(dāng)被吸附雜質(zhì)的濃度前沿接近床層出口時(shí)，關(guān)閉吸附塔的原料氣閥和產(chǎn)品氣閥，使其停止吸附 ，通過十次均壓步驟回收床層死空間的產(chǎn)品氣，此時(shí)塔內(nèi)的二氧化碳同時(shí)得到提純，接著逆著吸附方向降壓，將高純度的二氧化碳排放出來，送往 CO2 壓縮工段。在此熱氣體與大量的蒸汽冷凝液接觸，在填料的表面上進(jìn)行質(zhì)量與熱量的傳遞。 以上五個階段的操作程序?yàn)橐粋€循環(huán)過程，時(shí)間為 ~3 分鐘，由 DCS 程 序控制。 由于本工程尿素生產(chǎn)規(guī)模為 30 萬噸 /年，綜合投資及能耗等諸方面，本可研采用生產(chǎn)工藝成熟節(jié)能降耗的二氧化碳?xì)馓岱üに嚒? 考慮到合成氨裝置規(guī)模較大，變換工段設(shè)備規(guī)格太大，加工制造及運(yùn)輸都不便，因此合成氨變換工段采用雙系列。 工藝流程簡述：半水煤氣壓縮工段集油器中的含油廢水， 定期靠系統(tǒng)壓力送到高位緩沖槽，以分離出廢水中夾帶的水煤氣，另外通過蒸汽盤管加熱，維持罐中溫度 40～ 50℃。變壓吸附法的特點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，回收率亦較高，操作費(fèi)用低，缺點(diǎn)是閥門切換頻繁，因而對閥門的性能、自控水平及可靠性要求較高。以加壓精餾塔塔頂甲醇蒸汽的冷凝熱，作為常壓精餾塔塔底再沸器的熱源，從而減少了蒸汽和冷卻水的消耗。氨合成催化劑可以實(shí)現(xiàn)完全自卸，工程上只需要設(shè)置操作平臺，不需要設(shè)置起吊內(nèi)件的檢修框架，有效降低 了工程投資。 （ 3）能耗低：由于合成塔內(nèi)件采用多段冷激和徑向催化劑筐結(jié)構(gòu)，內(nèi)件阻力低，氨凈值高、循環(huán)量小，既而降低了循環(huán)機(jī)電耗及冷量、冷卻水的消耗，從而降低了噸氨的綜合能耗。本工程選用GCR301Y 型φ 1600 三軸一徑催化劑自卸結(jié)構(gòu)，凈空高 18m，催化劑裝填量 ~27m3。 （ 6）操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定： 醇烷化凈化工藝的高壓部分在正常運(yùn)行時(shí)，僅調(diào)節(jié)兩只閥。完全實(shí)現(xiàn)凈化系統(tǒng)的電耗為零。目前國內(nèi)有代表性的合成氨原料氣的精制工藝有醇烷化工藝及醇烴化精制工藝。 精脫硫工段 甲醇催化劑系 CU 系催化劑，這種催化劑具有活性溫度低，選擇性好， CO 轉(zhuǎn)化率高、副反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)。 通過以上比較，從能耗、凈化度、投資 等方面綜合考慮。物理吸收法的吸收溶劑或干法的吸附劑不與二氧化碳反應(yīng)，再生時(shí)不需要加熱，只要降壓解吸即可，總能耗比化學(xué)吸收法為低，但其凈化度也比化學(xué)吸收法為低。熔硫與半脫共用一套系統(tǒng)。另外，操作溫度的下降也降低了對變換爐的材質(zhì)要求，改善了設(shè)備維修條件。 目前國內(nèi)運(yùn)行的變換工藝流程有傳統(tǒng)的中變串低變流程，全低變流程及中低低流程，全低變流程從能耗，投資及運(yùn)行費(fèi)用方面均好于傳統(tǒng)的中變串低變流程。離心式壓縮機(jī)適用于打氣量大的工況，單機(jī)打氣量大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無脈沖，維修量少，可用蒸汽透平驅(qū)動以提高能量的轉(zhuǎn)換效率，世界上大型化裝置大氣量的壓縮機(jī)都采用離心式壓縮機(jī)，但投資高。 半水煤氣脫硫 工段 因?yàn)樵厦夯曳趾扛?,氣柜來的半水煤氣含塵量和焦油量比較高 ,影響壓縮機(jī)的使用，為此設(shè)兩段除塵，設(shè)置除塵塔和靜電除焦油塔，以隨時(shí)切換清理。 UGI 爐常用規(guī)格主要有：Φ 3600、Φ 3000、Φ 2800、Φ 2600 等等，相比較來說，從投資方面Φ 3000 以上的造氣爐是Φ 2600 系列的煤氣發(fā)生爐的 2 倍以上，但制氣能力 只有Φ 2600 系列的 倍以下，經(jīng)濟(jì)上是不合理的。 魯奇（ Lurgi）氣化技術(shù)在我國建有 3 套裝置。采用干粉氣化，氧耗量較低。 德士古氣化技術(shù)屬于氣流床氣化技術(shù)，是美國德士古（ Texaco）公司根據(jù)油氣化技術(shù)的思路開發(fā) 出來的。通過經(jīng)濟(jì)效益分析對比，該項(xiàng)目采用以無煙煤為原料制取合成氨更具有優(yōu)勢和效益，并且公司已取得了紅寺堡 18 平方公里的探礦權(quán)。長慶氣田至銀川天然氣管道復(fù)線項(xiàng)目可研報(bào)告已由國家發(fā)改委批復(fù)，設(shè)計(jì)年輸 氣量 億立方米，主要是為了我區(qū)第三套大化肥項(xiàng)目、寧夏化工廠第二套化肥項(xiàng)目擴(kuò)能改造和城市民用供氣需要。 2020 年下半年到現(xiàn)在，甲醇價(jià)格不斷上漲，國際原因主要與伊拉克戰(zhàn)爭原油價(jià)格的上漲和國際幾家大型甲醇工廠的 停產(chǎn)檢修有關(guān)，國內(nèi)原因自 2020 年下半年我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，與甲醇有關(guān)的各類化學(xué)品需求旺盛，特別是汽油價(jià)格上漲后，汽油中添加甲醇的數(shù)量增加，甲醇供不應(yīng)求，價(jià)格暴漲。1999 年二季度以后，國內(nèi)一些中小甲醇裝置停產(chǎn)或減產(chǎn)，使得甲醇產(chǎn)量相對減少，而且國家出臺了擴(kuò)大內(nèi)需，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一系列措施，刺激了國內(nèi)生產(chǎn)的發(fā)展，使甲醇下游產(chǎn)品對甲醇的需求逐步增加，同時(shí)受國際市場的影響，需求旺盛勢頭一直不減，價(jià)格迅速上揚(yáng)。 1996 年國際甲醇市場價(jià)在 138~165 美元 /噸， 1997 年 1 月，美國市場甲醇價(jià)格暴漲，達(dá)到 200 美元 /噸，同時(shí)歐洲市場甲醇成交合同價(jià)也比 1996 年 10~12 月交貨價(jià)上漲約 17%。 國內(nèi)尿素的價(jià)格自 1997 年以來基本趨勢是下降，主要有兩方