【正文】 注一、脫硫造氣工序　　1　一段轉(zhuǎn)化爐1　　對流段改造2　廢熱鍋爐1　3　鍋爐給水預(yù)熱器1　4　排污冷卻器1　5　氧化錳脫硫槽2　6　氧化鋅脫硫槽1　7　二段轉(zhuǎn)化爐1　改造8　汽包1　9　連續(xù)排放罐1　10　間斷排放罐1　11　磷酸鹽溶解槽1　12　燃料氣緩沖罐1　13　工藝蒸汽分離器1　14　引風(fēng)機(jī)1　15　鍋爐循環(huán)泵1+1　16　藥品泵1+1　17　煙囪1　18　轉(zhuǎn)化氣三通1　二、中低變甲烷化工序　　1　甲一換熱器1　更換2　甲二換熱器1 更換　3　軟水預(yù)熱器1　4　甲烷化水冷器1 更換　5　中變廢熱鍋爐1　6　中溫變換爐1　7　低溫變換爐1　8　甲烷化爐1 更換　9　汽提塔1　10　甲烷化氣分離器1　11　脫氧槽1　12　聯(lián)胺溶液槽1　13　氨水槽1　14　鍋爐給水泵1+1　15　聯(lián)胺溶液泵1+1　16　低變保護(hù)器1　三、脫碳工序　　1　CO2冷卻器1　2　低變氣廢熱鍋爐1　3　低變氣再沸器1　4　貧液水冷器1更換5　鍋爐給水預(yù)熱器1　6　CO2再生塔1更換　7　CO2吸收塔1　8　溶液貯槽1　9　溶液地下槽1　10　活性炭過濾器1　11　CO2分離器1　12　一級蒸汽噴射器1　13　二級蒸汽噴射器1　14　三級蒸汽噴射器1　15　閃蒸槽1　16　蒸汽分離器1　17　機(jī)械過濾器1　18　凈化氣分離器1　19　低變氣分離器1　20　地下溶液泵1　21　酸性水泵1+1　22　半貧液泵1+1　23　貧液泵1+1　24　工藝?yán)淠罕?+1　四、壓縮工序　　1　空氣、氫氮?dú)饴?lián)合壓縮機(jī)3+1 新增一臺　2　天然氣壓縮機(jī)3+1 新增一臺　3　防爆橋式起重機(jī)1　4　防爆電動橋式起重機(jī)1　5天然氣分離器1五、合成工序　　1　合成氣廢熱鍋爐1　2　進(jìn)出塔預(yù)熱器1　3　進(jìn)出塔預(yù)熱器1　4　合成水冷器1更換　　5　1冷交換器/2冷交換器1　6　1氨冷器/補(bǔ)充氣氨冷器1　7　2氨冷器1　8　氨合成塔1　9　1氨分離器1　10　2氨分離器1　11　放空罐1　12　油過濾器1　13　氨水計(jì)量槽1　14　循環(huán)壓縮機(jī)2+1　15　液氨換熱器（二臺串）1　六、氨貯存工序　　1　液氨貯槽4　 新建合成氨裝置工藝技術(shù)方案（1）原料路線確定的依據(jù) 用于生產(chǎn)氨的原料主要有天然氣，煤，焦碳，石腦油及渣油等。從工程投資、能量消耗及生產(chǎn)成本看以氣體和液體烴為原料生產(chǎn)氨有明顯的優(yōu)勢。天然氣作為清凈能源，熱值高，易燃燒，污染少，是生產(chǎn)氨合成氣的理想原料。當(dāng)天然氣價格適宜時，以天然氣為原料生產(chǎn)氨具有很強(qiáng)的競爭能力。目前使用天然氣為原料生產(chǎn)合成氨的氨產(chǎn)量約占世界總氨產(chǎn)量的70%。 四川美豐X分公司在裝置搬遷中，擬新建一套日產(chǎn)700噸合成氨裝置與尿素工程配套。該企業(yè)有充足的天然氣資源供應(yīng)，因此新建裝置采用以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨。（2）合成氨主要生產(chǎn)技術(shù)概況 以天然氣為原料的合成氨廠，盡管國際上的各公司所采用的工藝方法有所不同，但是合成氨生產(chǎn)流程基本相同，包括天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣、CO變換、二氧化碳脫除、甲烷化或深冷除去微量CO、CO壓縮、氨合成等工藝過程，幾十年來生產(chǎn)過程沒有發(fā)生大的改變。合成氨技術(shù)的發(fā)展一直都圍繞著降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能耗這一焦點(diǎn)，包括引入單體的節(jié)能單元，優(yōu)化操作參數(shù)，采用低溫、高活性催化劑，采用新型填料等。各個公司均有其獨(dú)特的技術(shù)，歸納起來合成氨裝置的技術(shù)進(jìn)步有以下幾個發(fā)展趨勢： 1）提高轉(zhuǎn)化壓力、降低轉(zhuǎn)化的水碳比，以節(jié)省總的壓縮功和工藝蒸汽消耗。 2）將一段轉(zhuǎn)化爐的負(fù)荷向二段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)移，減少一段轉(zhuǎn)化爐的燃料天然氣消耗。在產(chǎn)品氨的天然氣消耗中，約有三分之一是作為燃料燒掉的。降低一段爐的負(fù)荷的手段包括在二段爐內(nèi)加入過量的空氣，多余的氮?dú)馔ㄟ^設(shè)置在合成氣壓縮機(jī)入口或者合成弛放氣出口的冷箱進(jìn)行分離，代表工藝有KBR公司的深冷凈化工藝、以及原ICI公司的AMV工藝等。另一降低燃料天然氣的方法是采用換熱式轉(zhuǎn)化工藝，用二段爐出口的高溫轉(zhuǎn)化氣作為一段爐的熱源，這樣可大幅度降低燃料氣消耗，如原ICI公司的LCA工藝、KBR公司的KRES工藝、俄羅斯GIAP所開發(fā)的Tendem技術(shù)和中國成達(dá)工程公司的換熱式轉(zhuǎn)化工藝等。 3）采用低能耗的脫碳技術(shù)，如改良熱鉀堿脫碳工藝和MDEA脫碳工藝等。4）采用低壓氨合成技術(shù)，合成塔采用徑向設(shè)計(jì)以降低合成系統(tǒng)阻力降，從而節(jié)省合成氣壓縮和循環(huán)氣壓縮的壓縮功。目前我國引進(jìn)的大型合成氨廠合成壓力普遍在1511MPa，。這些都顯示了低壓合成是合成氨的發(fā)展趨勢。5）采用弛放氣氫回收裝置回收弛放氣中的氫氣，以降低造氣負(fù)荷，節(jié)省天然氣。 在國內(nèi)以天然氣為原料的大型合成氨裝置都是引進(jìn)國外技術(shù)進(jìn)行建設(shè)（或者翻版設(shè)計(jì)），隨著引進(jìn)的年代不同，其技術(shù)水平也不同，（），80年代中期大多數(shù)裝置經(jīng)改造后噸氨能耗降至35GJ（），80年代后期引進(jìn)的合成氨裝置的噸氨能耗降低到30GJ（）。 上述引進(jìn)的大型合成氨裝置中，(G)(G)，而合成壓力則從24MPa（或15MPa）下降到10MPa；單元設(shè)計(jì)中采用了多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，機(jī)械設(shè)備的效率也大為提高。目前最新引進(jìn)的合成氨裝置的能耗低于28GJ（），使得合成氨裝置有更強(qiáng)的竟?fàn)幜Α鴥?nèi)以天然氣為原料的中型氮肥廠，除90年代新建的少數(shù)裝置外，大多數(shù)采用CCR法間隙轉(zhuǎn)化造氣、32MPa高壓合成工藝，技術(shù)落后，噸氨消耗高。近年來國內(nèi)合成氨新技術(shù)得到了極大的推廣，通過采用天然氣連續(xù)加壓蒸汽轉(zhuǎn)化、節(jié)能型脫碳（低能耗熱鉀堿技術(shù)、MDEA脫碳技術(shù)等）、15MPa低壓合成等先進(jìn)工藝技術(shù)，使合成氨裝置的能耗大幅度降低。國內(nèi)部分自主設(shè)計(jì)的中型合成氨裝置的噸氨能耗已達(dá)到或低于大型合成氨裝置80年代中期改造后的水平。（3）工藝技術(shù)方案的選擇1） 脫硫工藝技術(shù)的選擇脫硫工藝方案的確定取決于硫的含量，形態(tài)以及操作的經(jīng)濟(jì)性。如天然氣總硫含量大于150mg/Nm3，一般采用兩段脫除，先用濕法脫除天然氣中的大部分無機(jī)硫，再用干法脫硫，以滿足生產(chǎn)要求。根據(jù)業(yè)主提供的檢測報告，本項(xiàng)目中天然氣中硫含量很低，因此采用干法脫硫，配氣站內(nèi)設(shè)置了兩臺常溫氧化鐵脫硫槽對天然氣進(jìn)行粗脫，脫除大部分無機(jī)硫，以減少煙氣中的SOx排放。工藝裝置內(nèi)選擇價格低廉的鐵錳脫硫劑，對有機(jī)硫進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化及脫除。為保證脫硫精度，鐵錳脫硫槽的出口設(shè)置了一臺氧化鋅脫硫槽，以保證天然氣中的總硫脫除到≤。根據(jù)業(yè)主要求，脫硫槽內(nèi)脫硫劑的裝填量按總硫100mg/Nm3進(jìn)行設(shè)計(jì)。2） 天然氣轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)選擇 對于以天然氣為原料的大、中型合成氨廠，天然氣轉(zhuǎn)化可采用以下幾種技術(shù)： ——傳統(tǒng)的二段加壓蒸汽轉(zhuǎn)化工藝——純氧或富氧換熱式轉(zhuǎn)化工藝——非催化部分氧化或催化部分氧化a. 傳統(tǒng)的加壓蒸汽二段轉(zhuǎn)化采用天然氣加蒸氣一段部分轉(zhuǎn)化、二段加空氣深度轉(zhuǎn)化的工藝，天然氣一段轉(zhuǎn)化的熱量全部來自一段爐輻射段。合成氨裝置可提供大量的蒸氣供尿素等裝置使用。該技術(shù)成熟可靠，有長期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。b. 換熱式轉(zhuǎn)化該工藝實(shí)質(zhì)上是將一段轉(zhuǎn)化爐改為換熱式轉(zhuǎn)化爐，一段轉(zhuǎn)化所需的反應(yīng)熱由二段轉(zhuǎn)化出口高溫氣體來提供，不再需要燃燒天然氣供熱。由于受到氫氮比所限，二段高溫轉(zhuǎn)化氣的可用熱量是有限的，不能完全滿足一段轉(zhuǎn)化的需要，因此在二段爐內(nèi)需加富氧空氣。采用換熱式轉(zhuǎn)化工藝，較傳統(tǒng)的兩段轉(zhuǎn)化每噸氨可節(jié)約100～160Nm3天然氣，但是由于二段爐的高溫轉(zhuǎn)化氣作為換熱式一段爐的熱源，合成氨裝置的蒸汽大量減少，當(dāng)合成氨裝置配套尿素時，還需另外設(shè)置鍋爐。c. 非催化部分氧化或催化部分氧化 非催化部分氧化一般多用于以渣油或重油為原料的造氣工藝。在部分氧化反應(yīng)器中存在嚴(yán)重返混，因而很難用平衡溫距的概念來判定其轉(zhuǎn)化溫度。因無催化劑，轉(zhuǎn)化反應(yīng)很難進(jìn)行得比較徹底，要使反應(yīng)器出口的殘余甲烷含量符合合成氨的要求，唯一的辦法就是提高反應(yīng)溫度，即轉(zhuǎn)化溫度要在1350℃左右。但是對以天然氣為原料的轉(zhuǎn)化工藝來講，要達(dá)到這樣高的溫度，只有靠燒掉H2和多耗O2，因此消耗很高，而且析炭難于避免。所以，以天然氣為原料合成氨，國際上都不推薦采用非催化部分氧化工藝，僅在6～8MPa的重油造氣改造時采用過。因此，不推薦采用此方案。對于催化部分氧化，國內(nèi)已有設(shè)計(jì)并投產(chǎn)的生產(chǎn)廠。該方案轉(zhuǎn)化所需的熱量由轉(zhuǎn)化爐內(nèi)部燃燒天然氣解決，轉(zhuǎn)化爐為絕熱反應(yīng)器，燃燒天然氣的熱量可百分之百利用。該方案的天然氣消耗可以降低，但需要空分裝置，在有廉價的氧氣和不需要合成氨裝置向外提供蒸汽的條件下，可以考慮采用該方案。該工藝操作條件非?？量?，操作難度較大，電耗較高，因此，本項(xiàng)目中也不推薦采用此方案。 綜上所述，但是考慮到工廠將配套建設(shè)尿素裝置，尿素生產(chǎn)裝置中需要大量的中壓蒸汽，換熱式轉(zhuǎn)化工藝并無優(yōu)勢，因此建議造氣工藝采用投資相對較低的傳統(tǒng)天然氣二段蒸汽轉(zhuǎn)化工藝。3）脫碳工藝技術(shù)的選擇目前氨廠中脫除CO2的方法很多，主要分為兩大類：即物理吸收和化學(xué)吸收，物理吸收如：低溫甲醇洗、液氮洗、聚乙二醇二甲醚（NHD）、碳酸丙烯脂法及變壓吸附法等；化學(xué)吸收法如改良熱鉀堿法、乙醇胺法和改良胺法（MDEA法）等。脫碳工藝的選擇與合成氨廠的原料、操作參數(shù)、流程組合等均有關(guān)，在傳統(tǒng)的以天然氣或輕油為原料的合成氨裝置：即經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化、變換、脫碳、甲烷化、合成制得合成氨的傳統(tǒng)流程中，脫碳壓力≤，以乙醇胺法脫碳較為經(jīng)濟(jì)?！?、中型合成氨裝置中，改良熱鉀堿法和MDEA法采用較多。與改良熱鉀堿法相比，采用MDEA技術(shù)脫碳，設(shè)備投資略低，但由于MDEA溶液的價格比熱鉀堿溶液貴得多，因此總投資二者相當(dāng)。在運(yùn)行過程中由于溶液會有損失，將定期補(bǔ)充溶液，因此使用改良熱鉀堿法脫碳的運(yùn)行費(fèi)用更低。另外由于單位體積的改良熱鉀堿溶液對二氧化碳的吸收能力比MDEA溶液更強(qiáng)，因此改良熱鉀堿溶液的循環(huán)量小，運(yùn)行過程中的電耗更低。另外從系統(tǒng)熱平衡的角度出發(fā)，由于本裝置內(nèi)的壓縮機(jī)均采用電機(jī)驅(qū)動，低位能的廢熱較多，若不充分使用，就必須用冷卻水移走，因此雖然MDEA工藝二氧化碳的再生熱耗低，但在本裝置中無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢，熱鉀堿法脫碳更為適合。綜合以上各點(diǎn)，本可研選用改良熱鉀堿法脫碳。4）國內(nèi)合成技術(shù)的選擇目前的中型氨廠絕大多數(shù)仍采用32 MPa合成，雖然作了許多優(yōu)化及節(jié)能措施，但合成氣壓縮功高，高壓系統(tǒng)的漏損亦大。隨著國內(nèi)的氨合成觸媒迅速發(fā)展，新一代的氨觸媒的低壓、低溫活性已接近國際先進(jìn)水平。這些為采用低壓合成提供了先決條件。氨合成系統(tǒng)壓力降低后，可以使合成氨裝置的壓縮功消耗大幅度下降；同時由于壓力降低，使高壓系統(tǒng)漏損大大減少；合成循環(huán)氣中氫分壓的降低，亦為合成高位能的合理利用創(chuàng)造了便利條件，使熱回收更完善。采用低壓合成是合成氨生產(chǎn)技術(shù)更新的必然。成達(dá)公司的15 MPa低壓氨合成技術(shù)，自92年首次應(yīng)用于眉山氮肥廠以來，已連續(xù)應(yīng)用于多套合成氨裝置，其中規(guī)模最大的是德陽美豐年產(chǎn)20萬噸合成氨裝置。該技術(shù)的核心是由成達(dá)公司自主開發(fā)設(shè)計(jì)的三床層內(nèi)換熱式徑向氨合成塔，合成氣在催化劑床層中徑向流動，全塔阻力降比軸流式的氨合成塔低得多。通過采用內(nèi)換熱結(jié)構(gòu)控制催化劑床層入口溫度，該合成塔可以獲得高的氨凈值，%。采用低壓氨合成工藝的裝置，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。（噸氨消耗）對比見下表： 合成壓力MPa聯(lián)壓機(jī)功率kW循環(huán)機(jī)功率kW冰機(jī)功率kW總功率備注 僅從上述壓縮功比較表就可以看出，低壓合成具有大幅度節(jié)省壓縮機(jī)功率的優(yōu)點(diǎn)。與節(jié)能型的32 MPa合成相比，節(jié)能效果顯著。采用低壓合成亦降低了高壓系統(tǒng)的漏損及高壓設(shè)備的維護(hù)。因此本項(xiàng)目中選擇低壓合成技術(shù)，使合成氨裝置的消耗更低。（4）引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的說明本裝置的工藝技術(shù)可全部國產(chǎn)化。脫碳系統(tǒng)的水力透平需要引進(jìn)。國產(chǎn)的水力透平目前尚無在同規(guī)模裝置中的使用業(yè)績。而且與引進(jìn)的水力透平相比，國產(chǎn)水力透平效率較低，回收的能量少。對大中型合成氨裝置，使用引進(jìn)的水力透平更為經(jīng)濟(jì)。（5） 工藝流程和消耗定額1） 工藝流程簡