【正文】 省是農(nóng)業(yè)大省，年需求氮肥 400 多萬(wàn)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(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 10 為 150 萬(wàn)噸、復(fù)合肥約為 250 萬(wàn)噸；現(xiàn)實(shí)際產(chǎn)能尿素 35 萬(wàn)噸、復(fù)合肥約為 150 萬(wàn)噸，氮肥缺口加大，主要靠河北、山東尿素進(jìn)入吉林市場(chǎng)解決農(nóng)用尿素缺口問(wèn)題，但其較高的運(yùn)輸費(fèi)用增加了農(nóng)民負(fù)擔(dān)。 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(xiàng)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。 49′。通化市 20xx 年全年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入 億元。碳酸丙烯酯消耗約 1kg/tNH3,電耗約140kwh/tNH3。 5．技術(shù)方案工藝流程簡(jiǎn)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(dòng)或者在低負(fù)荷下長(zhǎng)期運(yùn)行。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)。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。 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 26 在氣化爐工藝燒嘴的正下方存在一個(gè)下行火焰并形成高溫區(qū)。在合成氣洗滌塔的出口安裝有在線氣體分析儀，對(duì) CH CO、 H2及 CO2進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的時(shí)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(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 29 關(guān)閉。 高閃分離罐的低壓蒸汽也可以通過(guò)蒸汽噴射器抽真空用以取代真空閃蒸系統(tǒng) 的真空泵。 NHD 脫硫脫碳是八十年代后期開(kāi)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(duì) H2S、 CO2選擇吸收能力較強(qiáng)，適用于對(duì) H2S、 CO2含量高的變換氣凈化，溶液揮發(fā)性小，無(wú)毒、無(wú)腐蝕，該工藝具有能耗低、消耗低，成本低的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在許多中小型化肥廠中得到成功的應(yīng)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 37 高壓醇烷化工藝流程示意圖 2． 氨合成工藝流程和設(shè)備 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(lái)（～ 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(guò)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。 2．采用兩中溫變換爐就可以使第二個(gè)變換爐出口的變換氣 CO（干）含量小于 %。 高壓閃蒸罐的閃蒸汽通過(guò)高閃分離罐后，水蒸汽作為常壓固定床造氣作為蒸汽利用，分離后的冷凝液返回除 氧器。當(dāng)排渣時(shí)間到時(shí)，鎖斗循環(huán)程序啟動(dòng)，從鎖斗通向鎖斗循環(huán)泵的入口閥關(guān)閉，再循環(huán)閥打開(kāi)，鎖斗循環(huán) 泵自身循環(huán)。 C．合成氣洗滌： 這部分由兩套容量和氣化爐能力相配套的合成氣洗滌系統(tǒng)組成。 氣化爐燃燒室在高溫高壓下工作，氣化爐內(nèi)溫度的測(cè)量對(duì)于保證設(shè)備安全和運(yùn)行參數(shù)調(diào)整至關(guān)重要。氣化爐燃燒室內(nèi)發(fā)生的水煤漿氣化過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的耦合了一系列物理和化學(xué)變化的過(guò)程，包括脫水分和揮發(fā)份→燃燒→氣化幾個(gè)階段。煤、水、各種添加劑在磨煤機(jī)中研磨到所需要的粒度分布，制得重量百分比約為 62%的水煤漿。 生產(chǎn)方法、流程特點(diǎn) 本裝置采用全低壓分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)制冷、氧氣及中壓氮?dú)怆p內(nèi)壓縮的工藝流程。 脫硫采用栲膠加 888 濕法脫硫工藝，先半脫后變脫，硫磺回收熔硫工藝，年回收約 300 噸，脫硫劑消耗約 元 /tNH3，羅茨風(fēng)機(jī)和脫硫泵造成電耗高。公路旅佳線、阿集線均經(jīng)由該市。 地理位置及自然條件 通化市位于吉林省東南部長(zhǎng)白山區(qū)，東經(jīng) 125176。 8．尿素裝置節(jié)能降耗、增產(chǎn)改造。 并且該建設(shè)項(xiàng)目有一個(gè)顯著特點(diǎn)，就是甲醇和氨的產(chǎn)量，可以根據(jù)市場(chǎng)的需求量，很靈活的調(diào)整醇氨比例。 8．尿素裝置節(jié)能降耗、增產(chǎn)改造。 壓縮工段共有 9 臺(tái)六段壓縮機(jī)，其中 1臺(tái)備機(jī)，凈化不好，維修費(fèi)用高，電耗高，緩沖器、冷排等設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、工藝落后。 編制依據(jù)和原則 編制依據(jù) 1．《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》的編制任務(wù)書(shū)； 2．通化化工股份有限公司提供相關(guān)的技術(shù)資料； 3．通化化工股份有限公司生產(chǎn)廠區(qū)現(xiàn)狀條件； 4．中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《投資項(xiàng)目可行性研究指南》； 5．國(guó)家有關(guān)的法令、法規(guī)、規(guī)范及規(guī)定。 編制原則 根據(jù)國(guó)家及地方的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策及通化化工股份有限公司的有關(guān)要求，確 定以下編制原則： 1．以節(jié)能為原則，不擴(kuò)大產(chǎn)能，淘汰落后設(shè)備、采用節(jié)能新工藝達(dá)到節(jié)能減排、降低成本。 尿素采用水溶液全循環(huán)法工藝，尿塔 23m3，產(chǎn)能為 13 萬(wàn)噸 /年，解吸廢液采用深度水解工藝，氨耗約 580kg/tUr，蒸汽消耗約 ，電耗約 165kwh/tUr，蒸汽和電耗低于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，氨冷能力小造成吸收效果不好，中壓系統(tǒng)和蒸發(fā)系統(tǒng)工藝設(shè)備存在問(wèn)題，尿素系統(tǒng)需采用先進(jìn)設(shè)備和工藝節(jié)能降耗。 9．改造水、汽、電配套裝置。 通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，可以更充分利用本地資源達(dá)到原料產(chǎn)地化，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展地方產(chǎn)業(yè)。 9．改造水、汽、電配套裝置。 17′～ 126176。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)。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。流程先進(jìn)、技術(shù)成熟、運(yùn)行安全可靠、操作方便、能耗低。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。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。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。 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。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。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。 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)。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）。 對(duì)于本項(xiàng)目生產(chǎn)，從工程規(guī)模、工藝先進(jìn)性、降低能耗等方面考慮，酸性氣脫除采用 NHD 工藝較好。真空泵分離罐分離后的冷凝液進(jìn)入灰水槽。然后打開(kāi)鎖斗出口閥和從鎖斗沖洗水罐到鎖斗的鎖斗沖洗閥，鎖斗中的粗渣隨著水一起排出鎖斗流到渣池中。在洗滌塔頂部安裝有旋流板除沫器，合成氣在離開(kāi)洗滌塔時(shí)除去其中夾帶的水霧，干凈的合成氣出洗滌塔后經(jīng)過(guò)可從控制室調(diào)節(jié)的閥門(mén)送出界區(qū)。有經(jīng)驗(yàn)的操作人員可以通 過(guò)在線測(cè)量得到的合成氣中 CH4含量、 CO2含量、水冷壁的產(chǎn)蒸汽量、水冷壁的進(jìn)出口壓差、水冷壁的出口溫度、氣化爐燃燒室與激冷室之間的壓差以及排渣的形態(tài)等來(lái)推斷氣化爐燃燒室內(nèi)的溫度，并指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)整。因此氣化爐燃燒室出口粗合成氣的主要成分包括 CO、 H CO CH H2S 以及水蒸汽等。磨煤機(jī)出料槽泵將水煤漿從磨煤機(jī)出料槽輸送到煤漿槽中，二條磨煤生產(chǎn)線共用一個(gè)煤漿槽。 3．煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)： 煤質(zhì)分析 成分 符號(hào) 單位 DC 元素分析 碳 Car % 氫 Har % 氧 Oar % 氮 Nar % 硫 Sar % 工業(yè)分析 固定碳 FCar % 揮發(fā)分 Var % 水分 Mar % 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 21 灰分 Aar % 低位發(fā)熱量 Qar,p kJ/kg 21480 灰熔點(diǎn) T3 ℃ 1438 3．氣化碳洗塔出口合成氣成份： 說(shuō)明 出界區(qū)的合成氣 干合成氣組成 100% 摩爾流量， kmol/h CO H2 CO2 CH4 H2S N2 摩爾總流量， kmol/h 此為測(cè)算數(shù)據(jù)，實(shí)際運(yùn)行有效氣成分在 82%左右。 脫碳采用碳酸丙烯酯物理吸收解吸法，現(xiàn)有兩套脫碳系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，動(dòng)力結(jié)構(gòu)配置不合理。全市有大小企業(yè) 300 多家，主要分布在江東區(qū)、二道江區(qū)。 52′～ 42176。 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 12 改造后節(jié)能效果 本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)生產(chǎn)裝置進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，每年可降低通化化工股份有限公司現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)裝置的電、原料煤等動(dòng)力和原料的消耗，節(jié)能效果如下： 1．改造前每噸合成氨原煤消耗折標(biāo)煤量為 ，改造后每噸合成氨原煤消耗 折標(biāo)煤量為 ，每年合成氨可減少能耗折標(biāo)準(zhǔn)煤量為 ； 2．每年可節(jié)約電能 萬(wàn) kwh，折標(biāo)煤 。項(xiàng)目實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)上億元的 效益 ，對(duì)壯大地方經(jīng)濟(jì) 實(shí)力、推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將起到十分重要的作用。 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 6 主要建設(shè)條件 1．技術(shù)條件 本項(xiàng)目建設(shè)單位通化化工股份有限公司采用國(guó)內(nèi)已經(jīng)成熟的技術(shù)進(jìn) 行改造，由于該項(xiàng)改造技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多家合成氨裝置，合成氨技術(shù)的迅速發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情，充分發(fā)揮了原氮肥的優(yōu)勢(shì)，使我國(guó)的合成氨工藝在技術(shù)上、能耗上有了較大的進(jìn)步，改進(jìn)后低能耗的工藝裝置，還在不斷的應(yīng)用，因此技術(shù)成熟可靠。國(guó)家對(duì)該行業(yè)十分重視，并制定了相關(guān)政策來(lái)扭轉(zhuǎn)該類(lèi)行業(yè)高能耗及環(huán)境污染的被動(dòng)局面。 項(xiàng)目背景及意義 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 3 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。 20xx 年通化化工股份有限公司進(jìn)行了股份制改制后，經(jīng)過(guò)幾次改造，現(xiàn)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