【導(dǎo)讀】-. -. 目錄。-. -

　　

【正文】 ，一部分逆放氣送至提純段作為吹掃氣；當(dāng)吸附床為常壓時，用順放氣將吸附劑吸附的二氧化碳吹掃出來，吹掃氣返回提純段回收。 （ 4）本方案特點 由于本脫碳工藝技術(shù)方案采用目前最先進的變壓 吸附脫碳技術(shù)，提純段吸附塔采用了恰當(dāng)?shù)墓に嚥襟E，使得提純段吸附劑靠自然解吸和利用二段氣吹掃，從而使整個裝置不需要動力設(shè)備。此外本脫碳工藝技術(shù)方案凈化段吸附塔經(jīng)過多次均壓降后，吸附塔中的氣體還有一定壓力，并沒有像以前那樣放一部分回氣柜或壓縮機，而是返回到本裝置的提純段加以回收，即整個凈化段沒有任何氣體放空。回收的氣體分兩部分，第一部分為順放氣體；第二部分為逆放氣體。在保證凈化氣中二氧化碳小于 %的前提下，本脫碳工藝技術(shù)方案是能耗最低的方案。 主要設(shè)備一覽表 表 47 32 主要 數(shù)量 單重 總重材料 臺 噸 噸吸附塔 DN2 200 20 16M nR 25 8. 45 211 . 3吸附塔 DN2 000 18 16M nR 15 6. 94 104 . 1水分 DN2 600 22 16M nR 1 7. 5 7. 50緩沖罐 DN2 600 8 16M nR 1 6. 4 6. 40緩沖罐 DN2 400 8 16M nR 2 17. 52緩沖罐 DN2 600 8 16M nR 1 10. 3 10. 3緩沖罐 DN3 800 12 16M nR 1 22. 5 22. 5名 稱 規(guī) 格 凈化 本公司原有凈化裝置分別為雙甲工藝和銅洗工藝各一套，能力不能滿足擴建后的需要，本次改造基本思路是雙甲工藝裝置不變，成為 1＃系統(tǒng)，新上醇烴化精制工藝的凈化系統(tǒng)一套，成為 2＃系統(tǒng)。 目前國內(nèi)合成氨廠生產(chǎn)過程中，對原料氣精制的方法主要有銅洗法、深度變換 — 甲烷化法、雙甲工藝精制法，醇烴化精制法是雙甲精制的升級技術(shù)，將甲烷化鎳系催化劑改為醇烴化鐵系催化劑，形成聯(lián)產(chǎn)甲醇醇烴化精制流程。醇氨比可以在 1： 3 至 1： 20 之間調(diào)節(jié)，裝置操作靈活性大大提高，烴后氣體 CO+CO2≤ 10ppm。 CO、CO2 大部分生成了醇類物和碳氫化合物，在常溫冷凝成為液體，生成甲烷很少，從而進入氨合成系統(tǒng)的 CH4 大大減少，即減少了合成馳放氣放空量，降低了噸氨原料氣消耗。 醇烴化精制流程與傳統(tǒng)的銅洗流程和深度變換 — 甲烷化流程比較有明顯的優(yōu)勢：原料氣精度高、操作簡單、運行穩(wěn)定、消耗低、工作環(huán)境清潔。 33 醇烴化工藝與傳統(tǒng)銅洗方案的比較 醇烴化工藝與銅洗工藝的消耗指標(biāo)比較見下表。 醇烴化與銅洗消耗比較表 表 48 項目名稱 單價 銅 洗 醇 烴 化 備注 噸氨消耗 運行費 /元 噸氨消耗 運行費 /元 自用氨 8kg 12 0 電解銅 22 0 冰醋酸 5 0 蒸 汽 350 28 0 電 循環(huán)水 25t 烴化觸媒 20 0 醇化觸媒 35 0 合計 從上表可以看出： 醇烴化工藝比銅洗法噸氨消耗成本下降 元 /噸氨。因此，醇烴化工藝與傳統(tǒng)流程有明顯的優(yōu)勢。 醇烴化工藝流程簡述 的脫碳氣經(jīng)油分離器后，通過醇化預(yù)熱器，提溫至160~180℃，進入醇化塔，經(jīng)塔內(nèi)換熱器加熱至 210~230℃，醇化反應(yīng)后氣體升至 250℃左右，再進醇化預(yù)熱器與原料氣換熱降溫后進醇化水冷器，進一步降溫至 40℃，進入醇分離器，醇分后，（ CO+CO2）降至 ~%；醇后氣經(jīng)烴化預(yù)熱器，從烴化塔下部進入下部換 熱器提溫至 220~240℃，經(jīng)下部換熱器與醇后氣體換熱降溫出烴化塔，此時（ CO+CO2）降至 10ppm 以下，烴后氣經(jīng)烴化預(yù)熱器、烴化水冷器、烴化氨冷器，降溫到 5~8℃左右，進入分離器，分離水、液態(tài) 34 烴等物后送入氨合成系統(tǒng)。 主要設(shè)備選型 本工程主要工藝設(shè)備選型見下表。 表 49 醇烴化裝置主要工藝設(shè)備一覽表 序號 名 稱 規(guī)格型號 數(shù)量 材料 備 注 1 甲醇化塔 DN1000 H=16000 2 臺 碳鋼 2 甲醇化預(yù)熱器 DN600 H=8000 2 臺 碳鋼 利舊設(shè)備改 3 甲醇化水冷器 DN1200 L=6000 F=180 m2 2 臺 碳鋼 4 甲醇化循環(huán)機 4 m3/min 2 臺 5 醇化油分離器 DN800 H=6000 1 臺 碳鋼 利舊設(shè)備改 6 烴化塔 DN1000 H=16000 1 臺 碳鋼 7 烴化預(yù)熱器 DN600 H=8000 1 臺 碳鋼 利舊設(shè)備改 8 烴化水冷器 DN1000 L=6000 1 臺 碳鋼 9 烴化氨冷器 DN1000 L=6000 1 臺 碳鋼 10 甲醇分離器 DN800 H=5000 2 臺 碳鋼 35 11 烴化分離器 DN700 H=6000 1 臺 碳鋼 利舊設(shè)備改 合成工段 公司現(xiàn)有兩套合成設(shè)備，一套為 DN1000 氨合成塔配套 DN700分離系統(tǒng)，本次工程可以利用，成為 1＃合成系統(tǒng)，原碳系合成系統(tǒng)（ DN800），可以利用其部分設(shè)備改造成醇烴化工藝的設(shè)備，新上一套 DN1200 合成系統(tǒng)成為 2＃氨合成系統(tǒng)。 2氨合成工序主要設(shè)備見表 表 410 序號 名 稱 規(guī)格型號 數(shù)量 材料 備 注 1 氨合成塔 DN1200 H=18900 1 臺 碳 鋼 2 塔外換熱器 DN800 F=16827 F=805 m2 1 臺 碳鋼 3 水冷器 F=280 m2 1 臺 碳鋼 4 循環(huán)機 TC45032/12 1 臺 36 5 廢熱鍋爐 DN1200 F=213 m2 1 臺 碳鋼 6 冷交換器 DN1000 F=630 m2 1 臺 碳鋼 7 氨冷器 DN1000 F=450 m2 1 臺 碳鋼 8 氨分離器 DN1000 1 臺 8 油分離器 DN1000 1 臺 碳鋼 氣氨經(jīng)液氣分離器送 入螺桿制冷壓縮機組。經(jīng)過壓縮后呈過熱狀態(tài)的氣氨通過氨冷凝器被冷凝而液化。液氨被送入液氨貯槽貯存。 合成工段生產(chǎn)的液氨送入液氨貯罐貯存。上部的馳放氣送到兩氣回收工段回收氫氣和氨，液氨送尿素裝置使用。 新增主要設(shè)備一覽表 表 411 序號 設(shè)備名稱 規(guī)格及型號 數(shù)量 單位 重量 備注 1 冰機 LG25Ⅲ HA 臺 2 500kw 2 液氨球罐 VN400m3 臺 1 37 尿素裝置 我國現(xiàn)有 190 多套水溶液全循環(huán)尿素工藝的尿素生產(chǎn)裝置，這種工藝具有技術(shù)成熟、高壓設(shè)備少、設(shè)備能國內(nèi)制造、投資相 對較低等特點。雖然經(jīng)過了幾十年的運行和改造，產(chǎn)品消耗有了一定的降低，但由于工藝的局限，水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)工藝一直很難解決能耗高的難題。在重視能源消耗和環(huán)境保護的今天，選擇一種工藝成熟、能耗相對較低、原有設(shè)備利用較多、投資省、主要設(shè)備國產(chǎn)化的工藝，是我國尿素生產(chǎn)企業(yè)的共同愿望，也是社會的要求。 縱觀國內(nèi)外尿素生產(chǎn)先進工藝技術(shù)，無外乎有三種類型：一是提高轉(zhuǎn)化率，二是采用汽提法等高壓圈循環(huán)方式，三是利用中壓甲銨熱，減少蒸汽消耗，形成熱循環(huán)工藝。 因此，本工程對水溶液全循環(huán)工藝裝置的節(jié)能降耗改造也應(yīng)從提高轉(zhuǎn)化率、 減少系統(tǒng)循環(huán)量、降低蒸汽消耗、減少尾氣和廢液中氨和尿素的排放等方面來考慮。其具體改造方案如下： 改造合成塔結(jié)構(gòu)，提高二氧化碳合成轉(zhuǎn)化率 要利用原有尿素框架改造增產(chǎn)，必須提高合成的轉(zhuǎn)率以達到增產(chǎn)的目的。國內(nèi)目前在高壓合成改造的方案有： 1）增加高壓圈設(shè)備，將氣提法的高壓合成技術(shù)引入水溶液全循環(huán)流程，該方案由五環(huán)工程公司開發(fā)，在山東幾家氮肥廠使用，運行情況不是很理想，而且該方案增加四臺高壓設(shè)備，投資較大，約 3500 萬元。 2）采用等溫合成塔技術(shù)， CO2的轉(zhuǎn)化率可提高到 75%以上，這種工藝，中壓分 解系統(tǒng)將減少 20~30%的負荷，從而達到增產(chǎn)降耗的目的，等溫合成塔技術(shù)原本美國 UTI 技術(shù)，進口合成塔十分昂貴。本工程不考慮。但可采用湖南化工醫(yī)藥設(shè)計院設(shè)計的等溫合成塔內(nèi)件，利用原合成塔改造，可使合成轉(zhuǎn)化率提高到提高到 75%以上， 38 塔的改造費用約 200 萬元，該塔型已經(jīng)申請專利技術(shù)，具有較好的開發(fā)前景。 3）利用原有合成塔進行改造，保留合成塔下部原有的旋流板，另外在合成塔的上部采用 GCⅠ B 型新型專利塔盤，提高尿塔的生產(chǎn)強度的同時， CO2轉(zhuǎn)化率可達 65％～ 67％。由于轉(zhuǎn)化率較高，中壓分解和中壓吸收的負荷降低，使蒸 汽消耗下降，該工藝對老廠改造方案投資最省，相對尿素的能耗也能降低。 本工程根據(jù)橋口氮肥廠目前合成塔的現(xiàn)狀，建議合成塔的改造采用塔內(nèi)就地改裝高效塔板以達到節(jié)能降耗的目的。 強化中壓分解系統(tǒng)能力，降低蒸汽消耗 要達到此目的可采用高效塔型，考慮采用自汽提分解塔。該塔的原理是通過液體分布器對尿液的分布使尿液呈降膜狀態(tài)，在加熱分解過程中由于過剩氨的蒸發(fā)對甲銨的分解產(chǎn)生汽提作用。自尿塔出來的汽液混合物進入預(yù)分離器分離成氣液兩相，其中尿液進入自汽提一分塔上部，經(jīng)過蒸餾段的精餾作用以減少氣相帶水量，再經(jīng)液 體分布器均勻地分配到每根汽提管中，自上而下呈降膜式流動，由于過剩氨的原因邊加熱邊分解出的富氨氣體對二氧化碳產(chǎn)生一定的汽提作用，類似于氨汽提工藝，屬于自汽提范疇，這種汽提作用可使甲銨分解率由 88%提高到 95%。 自汽提一分塔的主要優(yōu)勢是： （ 1）提高了蒸汽利用率，降低了蒸汽消耗。噸尿素可提高 20%左右的蒸汽利用率，節(jié)約蒸汽約 200kg。 （ 2）操作彈性加大。自汽提一分塔正常蒸汽操作壓力，出自汽提一分塔尿液溫度≯ 160℃。這是膜傳熱的原因降低了傳熱溫差，因為一分尿液的大量分解是在 135℃完成 的。操作 39 中可適當(dāng)降低一分尿液溫度（如在 155～ 158℃左右），以降低蒸汽消耗。 （ 3）提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了縮二脲的生成量。尿液在自汽提一分塔中成膜狀快速流動，而不象一分加熱器成浸沒態(tài)緩慢流動，故停留時間大大減少。 本工程技術(shù)改造中采用預(yù)分離 — 預(yù)蒸餾流程，新上Φ 1400 mm自汽提一分塔，并在新上Φ 1400 mm 自汽提一分塔前增加 V m3預(yù)分離器 1 臺，尿素反應(yīng)融熔物自合成塔出口減壓后，首先進入預(yù)分離器進行閃蒸，預(yù)分離氣不經(jīng)預(yù)蒸餾塔直接進入到后系統(tǒng)，降低了一、二段分解負荷及蒸汽消耗。 ..3 加大蒸發(fā)加熱器的面積，提高蒸發(fā)系統(tǒng)生產(chǎn)能力 隨著尿素產(chǎn)量的提高，蒸發(fā)系統(tǒng)已不能適應(yīng)擴產(chǎn)的要求。在日產(chǎn) 400 t 尿素生產(chǎn)時，原有蒸發(fā)系統(tǒng)能力偏小。本工程改造加大一蒸加熱器和二蒸加熱器的換熱面積，在原蒸發(fā)加熱器位置就地安裝。原閃蒸槽改為降膜式閃蒸槽。 減少排放的有效組分 ,降低消耗 在低壓回收系統(tǒng)后增加尿素水解塔即可降低尿素排放氣體和液體的氨和尿素量，減少對環(huán)境的污染，同時也能降低尿素的生產(chǎn)成本，回收氨和尿素。 （ 1）增加惰氣洗滌器、蒸發(fā)洗滌器減少尾氣排放損失。 （ 2）增加尿素水解 裝置，減少廢液中的排放損失。 4. 其他改進措施 （ 1）更換一吸塔為Φ 1600 mm，一吸外冷器可利舊。 （ 2）更換新型造粒噴頭，增一臺二氧化碳壓縮機、一臺液氨泵、一臺一甲泵、一臺尿熔融泵等動力設(shè)備，與日產(chǎn) 600 噸尿素相配匹。 40 主要設(shè)備選型 本工程主要工藝設(shè)備選型見下表 表 412 尿素裝置主要工藝設(shè)備一覽表 序號 名 稱 規(guī)格型號 數(shù)量 材料 備 注 1 尿素合成 塔 DN1200 19120 內(nèi)設(shè)高效塔板 2 臺 316L 利用改 造 2 一 段分解 塔 DN1600/DN1400x18000 自汽提塔 1 臺 316L 新上 3 一段吸收 塔 DN1400 /DN1600x12021 高效塔板 1 臺 不銹 鋼 新上 4 二段分解 塔 DN1200 /DN800x12021 自汽提塔 1 臺 不銹 鋼 新上 5 解吸塔 DN1000x23500 1 臺 不銹 鋼 新上 6 水解器 DN1600x9100 1 臺 316L 新上 41 7 CO2壓縮機 4M56/ Q=56m3min 3 臺 新上一 臺 8 一甲泵 3J1A412／ 22 Q=12m3/h 3 臺 新上一 臺 9 液氨泵 3YA20／ 22 Q=20m3/h 3 臺 新上一 臺 10 水解泵 Q=54m3/h H=70m 2 臺 11 解吸泵