【正文】 A． 工藝流程 進(jìn)氨合成塔約占總氣量～ 30％的一次氣沿塔壁自上而下，冷卻塔壁后從塔一次出口出來（～ 100℃ ），出塔后的氣體抽出一股作冷激氣f3 送至塔頂控制第四 床層溫度，其余氣體和約占總氣量～ 70％的氣體混合后溫度約為（ 40～ 60℃ ）進(jìn)入塔前加熱器冷氣入口，通過管間并與管內(nèi)氣體換熱至～ 180℃ 后進(jìn)入合成塔二次入口，其中抽出三股 f0 f1 f2 作為冷激氣從塔頂進(jìn)入催化劑層調(diào)節(jié)催化劑層溫度。其設(shè)計目的在于兩方面 ：其一、系統(tǒng)有較大的設(shè)計余 量，當(dāng)系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)狀況下運(yùn)行時，壓力可控制在 ～ ；其二、當(dāng)需增加產(chǎn)量強(qiáng)化生產(chǎn)時，運(yùn)行壓力可控制在～ Mpa, 醇氨產(chǎn)量調(diào)節(jié)方便。 NHD 脫硫脫碳是八十年代后期開發(fā)的新凈化工藝，該工藝在常溫下操作（ 5～ 24℃），尤其是在 壓力下，對 H2S、 CO2選擇吸收能力較強(qiáng)，適用于對 H2S、 CO2含量高的變換氣凈化，溶液揮發(fā)性小，無毒、無腐蝕，該工藝具有能耗低、消耗低，成本低的優(yōu)點，近年來在許多中小型化肥廠中得到成功的應(yīng)用。又避免了工藝過程中的“冷熱病”。 高閃分離罐的低壓蒸汽也可以通過蒸汽噴射器抽真空用以取代真空閃蒸系統(tǒng) 的真空泵。沉降槽底部的 黑水由沉降槽底流泵送至真空過濾機(jī)，經(jīng)脫水后的濾餅裝車外運(yùn)，濾液自流到灰水槽。經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間或者在鎖斗沖洗水罐達(dá)到低液位后，鎖斗出口閥、鎖斗清洗閥、鎖斗沖洗閥通化化工股份有限公司原料路線與動力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 29 關(guān)閉。鎖斗循環(huán)水是從鎖斗頂部溢流的含固量相對較少的灰水，循環(huán)水流回到氣化爐激冷室底部，并攜帶粗渣進(jìn)入鎖斗。在合成氣洗滌塔的出口安裝有在線氣體分析儀，對 CH CO、 H2及 CO2進(jìn)行檢測。 氣化爐水冷壁系統(tǒng)的進(jìn)出口均設(shè)有壓差測量儀和溫度測量儀，在氣化爐正常運(yùn)行過程中，操作工可以根據(jù)水冷壁進(jìn)出口的壓差和溫度，以及汽包的產(chǎn)蒸汽量來判斷水冷壁運(yùn)行情況，在氣化爐加減負(fù)荷的情況下，盡量不要調(diào)節(jié)鍋爐水循環(huán)泵的流量。 通化化工股份有限公司原料路線與動力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 26 在氣化爐工藝燒嘴的正下方存在一個下行火焰并形成高溫區(qū)。氣化爐激冷水主要是合成氣洗滌塔出來的灰水，由激冷水泵加壓后送回激冷室，激冷水通過上面提到的激冷環(huán)沿下降管進(jìn)入激冷室，激冷水在進(jìn)入激冷室之前要經(jīng)過激冷水過濾器濾去可能堵塞激冷環(huán)的大顆粒。氣化爐耐壓鋼殼內(nèi)設(shè)置水冷壁，使氣化爐耐壓鋼殼的外壁溫度保持在 200℃以下。 來自界區(qū)外空分廠的氧氣由一根氧氣總管經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥和切斷閥進(jìn)入氣化爐，氧氣的流量測量需要進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償。為防止煤漿沉淀，在磨煤機(jī)出料槽和煤漿槽中分別設(shè)置有磨煤機(jī)出料槽攪拌器和煤 漿槽攪拌器，在攪拌器的作用下水煤漿保持懸浮狀態(tài)。添加劑槽的容積要求能夠儲存裝置正常運(yùn)行 8 小時所需的添加劑。 5．技術(shù)方案工藝流程簡述 A．水煤漿制備： 從磨煤機(jī)的機(jī)械方面考慮，磨煤機(jī)的負(fù)荷不允許大幅度波動或者在低負(fù)荷下長期運(yùn)行。 改造技術(shù)方案 通化化工股份有限公司原料路線與動力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 19 空分裝置方案 技術(shù)指標(biāo) 本空氣裝置公稱制氧能力為 16000Nm3/h，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為 75－105％。碳酸丙烯酯消耗約 1kg/tNH3,電耗約140kwh/tNH3。本項目的建設(shè)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境不會造成不利影響，項目具備條件。通化市 20xx 年全年實現(xiàn)銷售收入 億元。市內(nèi)地下水為第四系孔隙潛水，地下水位為 1～ 3 米。 49′。 5．本項目不新增定員，不增建生活設(shè)施。 產(chǎn)品生產(chǎn)能力 尿素 150000 噸 /年 甲醇 20xx0 噸 /年 液氮 3000 m3/年 液氬 4100 m3/年 液氧 4500 m3/年 4 廠址選擇 廠址所在位置 現(xiàn)狀 廠址地理位置 本項目擬在通化化工股份有限公司現(xiàn)生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。 4．原低壓變換改造新建一套高壓耐硫變換。 吉林省是農(nóng)業(yè)大省，年需求氮肥 400 多萬噸，其中尿素需求量約通化化工股份有限公司原料路線與動力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 10 為 150 萬噸、復(fù)合肥約為 250 萬噸；現(xiàn)實際產(chǎn)能尿素 35 萬噸、復(fù)合肥約為 150 萬噸，氮肥缺口加大，主要靠河北、山東尿素進(jìn)入吉林市場解決農(nóng)用尿素缺口問題，但其較高的運(yùn)輸費用增加了農(nóng)民負(fù)擔(dān)。吉林省工業(yè)尿素市場通化化工股份有限公司占有率 80%以上，尿素市場供不應(yīng)求。 2．基礎(chǔ)設(shè)施條件 本項目改造建設(shè)的生產(chǎn)廠區(qū)在吉林省通化市通化縣二密鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，交通便利，通訊方便，目前該廠區(qū)內(nèi)的水、電、汽等公用工程設(shè)施完善，便于改造建設(shè)。 4．原低壓變換改造新建一套高壓耐硫變換。所以企業(yè)要生存、求發(fā)展，節(jié)能降耗勢在必行。 合成氣凈化采用銅氨液洗滌工藝精制原料氣去除一氧化碳和二通化化工股份有限公司原料路線與動力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 4 氧化碳， ￠ 1000銅洗塔凈化系統(tǒng)現(xiàn)在不能滿足合成氨 10萬噸 /年生產(chǎn)，需開甲醇近路調(diào)整生產(chǎn)，銅洗系統(tǒng)能力小、氨冷面積小造成循環(huán)量大，電耗高，同時有約 ，消耗成本約 60 元 /tNH3。 造氣工藝采用常壓固定床間歇制氣，原料為無煙塊煤和低壓蒸汽，現(xiàn)有 6 臺 ￠ 2800 造氣爐兩套系統(tǒng)，正常生產(chǎn)運(yùn)行 5 臺爐，生產(chǎn)半水 煤氣約 37250Nm3/h,煤耗 ，蒸汽消耗 t/tNH3左右，電耗 10kwh/tNH3左右，造氣風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)拖動，蒸汽分解率 4550%，造氣污水 15t/h 左右，吹風(fēng)氣約 2400Nm3/h。該 公司座落在吉林省東南部， 目前已經(jīng)發(fā)展成為 一個以生產(chǎn) 和銷售 尿素、甲醇、液氨 、氨基甲酸甲酯 為主的綜合性 民營 化工企業(yè)， 1998 年經(jīng)過改制成為股份制企業(yè)，現(xiàn)有員工 900 余人，工程技術(shù)人員 20 余人。 通化化工股份有限公司于 1970 年始建 ， 1975 年建成投產(chǎn)成立通化縣化肥廠 ， 1994 年 該 公司 進(jìn)行 改 制，成立通化化工總公司 ， 1998年由通化化工總公司投 20xx 萬股，職工內(nèi)部 1998 萬股成立通化化工股份有限公司 ， 20xx 年通化化工總公司破產(chǎn)，通化化工股份有限公司獨立 經(jīng)營 。設(shè)備陳舊、腐蝕嚴(yán)重，工藝落后，無煙塊煤價格高達(dá) 1500 元 /噸造成成本過高。 氨合成采用高壓氮氫氣循環(huán)工藝，將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。 如何達(dá)到既降低能耗又使裝置盡量處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，努力降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)多創(chuàng)效益，是生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的最終目的。 5．壓縮工段 8 臺壓縮機(jī)更換，安裝 2 臺離心式壓縮機(jī)及其附屬系統(tǒng)。 3．環(huán)境條件 本項目是節(jié)能改造項目，改造后每年可以節(jié)約大量原料煤和電能，折標(biāo)煤量為 ，減少 CO SO2及煙氣等廢棄物的排放量。 甲醇是一種重要的化工原料，也是廣泛使用的化工溶劑，并且是合成各類產(chǎn)品不可缺少的重要中間體，甲醇其下游產(chǎn)品可氧化生成甲醛、醚類產(chǎn)品、酯類產(chǎn)品。由于國家逐步取消尿素鐵路運(yùn)輸優(yōu)惠政策，外地尿素銷售成本將增加約140 元 /噸，與通化化工股份有限公司尿素成本相同條件下將不具有競爭力，產(chǎn)品銷售前景廣闊。 5．壓縮工段 8 臺壓縮 機(jī)更換，安裝 2 臺離心式壓縮機(jī)及其附屬系統(tǒng)。目前，通化化工股份有限公司位于吉林省通化市通化縣二密鎮(zhèn)化工路 8 號。 6．原料及水、電供應(yīng)充足，交通運(yùn)輸方便，有利于生產(chǎn)裝置的滿負(fù)荷，長周期運(yùn)行。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)位于渾江兩岸五級階地之上，整個城 市呈狹長狀，其海拔高度：最高為 （大頂山），最低為 米（江南西甸子）。 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力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 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。比上年度增長 %，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 億元，比上年度增長 %。 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 萬噸 /年；尿素裝置生產(chǎn)能力為 13 萬噸 /年；甲醇裝置生產(chǎn)能力為 2萬噸 /年；氨基甲酸甲酯裝置生產(chǎn)能力 200 噸 /年。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。其中： 1．氧氣： 16000 Nm3/h 2．低壓氮氣： 2500 Nm3/h 3．中壓氮氣： 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，中壓氮氣供氨合成用氣，低壓氮氣作為公用氮氣，液氧、液氬作為產(chǎn)品出售。本工程磨煤機(jī)設(shè)置為一開一備，除了指定的共用設(shè)備外，這里只對單條生產(chǎn)線進(jìn)行描述。添加劑槽底部安裝有蒸汽盤管，添加劑泵也 設(shè)有蒸汽伴熱管線。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。一部分氧氣通過工藝燒嘴的外環(huán)通道進(jìn)入氣化爐 ,一部分氧氣通過中心通道進(jìn)入氣化爐。 離開氣化爐燃燒室的粗合成氣與灰渣一起向下流過激冷環(huán)和激冷室的下降管，在下降過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。激冷水通過激冷環(huán)噴出，沿下降管壁面向下流進(jìn)激冷室并保護(hù)下降管。工藝燒嘴受到高溫區(qū)的輻射，高溫下金屬強(qiáng)度的下降和高速流動的水煤漿沖刷經(jīng)常造成工藝燒嘴的磨損和熱應(yīng)力損壞。當(dāng)某一組水冷壁出水的壓差和溫度出現(xiàn)大幅度波動時，可能是此組水冷壁管出現(xiàn)泄漏或過熱。 在啟動和停車階段，合成氣經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)后送至火炬。大部分從氣化爐來的固體都在鎖斗的底部沉積。鎖斗充壓閥打開，用來自灰水處理單元高壓灰水泵的高壓灰水對鎖斗再次增壓，當(dāng)鎖斗與氣化爐之間的壓差小于預(yù)先設(shè)定值時，充壓閥關(guān)閉，鎖斗進(jìn)口閥再次打開，同時從鎖斗到循環(huán)泵的入口閥打開，循環(huán)閥關(guān) 閉，激冷室的粗渣再次進(jìn)入鎖斗。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，除氧用的蒸汽來自高壓壓蒸分離罐的閃蒸氣。出噴射器后經(jīng)過冷凝器冷凝后，冷凝液自流到灰水槽，少量的不凝氣通過高點放空。不用外加蒸汽，節(jié)省能量。 NHD 溶劑是一種有機(jī)溶劑（聚乙二醇二甲醚），它對氣體中硫化物和二氧化碳具有較大的溶解能力，尤其是對硫化氫有良好的選擇吸收性，蒸汽壓低，運(yùn)轉(zhuǎn)時溶劑耗損少，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力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 32 脫硫時需消耗少量熱量，脫碳時需消耗少量冷量，屬低能耗的凈化方法。 工藝流程和設(shè)備 1． 高壓醇化工藝流程簡述 來自壓縮機(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力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項目 可行性研究報告 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)。 提溫?fù)Q熱器的熱源來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。 合成系統(tǒng)改造方案 工藝設(shè)計條件要求 根據(jù)提供技術(shù)條件要求，工藝設(shè)計條件如下： 1．高壓醇： ～ 1 萬噸 /年 運(yùn)行壓力 ～ 26MPa 塔阻力：≤ 高壓烷化： 運(yùn)行壓力