【正文】 區(qū)內，距離西寧市區(qū)約 35 公里、湟中縣城 6公里。 海拔 2600 米。 業(yè)主：云天化國際化肥有限公司 中國成達工程公司設計范圍： 20萬噸／年合成氨裝置，其范圍為： 合成氨主裝置、合成氨循環(huán)水、氨球罐、綜合樓（包括：合成氨裝置控制室、 10kv 變配電所、車間分析室、辦公室、會議室）、 25 噸 /時天然氣燒開工鍋爐等。 項目代碼： E08006 設計依據(jù) 由中國成達工程公司編制的項目可行性報告。 環(huán)評報告及批復件。 職業(yè)病防治報告及批復件。 業(yè)主提供項目實施所需的原料及地址、氣象等條件。在保證技術先進性、可靠性的基礎上，節(jié)省投資、節(jié)能節(jié)水，以達到本項目技術經(jīng)濟的最佳化。 嚴格執(zhí)行國家對安全生產(chǎn)、工業(yè)衛(wèi)生的各項法令。 在設計中要盡量節(jié)約用地，提高土地利用系數(shù)。 遵照設計原則：工廠布置一體化、生產(chǎn)裝置露天化、建、構筑物輕型化、公用設施一體化。 建設規(guī)模及產(chǎn)品方案 合成氨裝置 生產(chǎn)能力：６７９噸合成氨／日。 脫硫、轉化工序：鈷鉬加氫槽，氧化鋅脫硫槽 ，一段轉化爐，二段轉化爐、轉化氣廢熱鍋爐等。 脫碳 工序（ MDEA 法） ： CO2吸收塔， CO2再生塔等。 合成、冷凍 工序 ：合成塔，氨冷器，氨分離器，合成廢熱鍋爐等。 氨貯存工序 ：液氨球罐 、事故 冰機等。 循環(huán)水系統(tǒng)：冷卻塔、吸水池、循環(huán)水泵等。開工鍋作為合成氨開工用，蒸汽總管還要與全廠蒸汽主管網(wǎng)聯(lián)網(wǎng) 。 生產(chǎn)規(guī)模 679 噸合成氨 /日， 噸 /小時。 主要產(chǎn)品規(guī)格 青海云天化國際化肥有限公司 20 萬噸 /年合成氨項目 初步設計 第 3 頁 共 100 頁 1） 液氨滿足 GB53688要求 氨 ≥ %wt 殘留物含量 ≤ %wt 油 ≤ 5mg/kg（重量法） 壓力 (G) 溫度 33℃ 2） 二氧化碳 CO2 %vol（干基） 氫、氮等氣體 %vol 水 飽和 壓力 (G) 溫度 40℃ 原料、燃料消耗及動力消耗 （以每噸產(chǎn)品液氨計） 序號 名稱 單位 消耗定額 噸氨 小時耗量 日耗量179。 青海云天化國際化肥有限公司 20 萬噸 /年合成氨項目 初步設計 第 4 頁 共 100 頁 廠址概況 廠址位置 本項目擬建廠址位于西寧 市西南、湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)西端，湟水河支流甘河谷內的西寧經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)甘河工業(yè)園區(qū)。規(guī)劃面積 10 平方公里。 地形、地貌概況 園區(qū)位于西寧市西南、湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)西端，湟水河支流甘河谷內，區(qū)域河谷地形呈帶狀，大致南北走向，南高北低勢，甘河由南向北縱貫全境，并與東、西兩山構成區(qū)域地形骨架，呈現(xiàn)出典型的河谷地貌。（ 米左右夾有 米土夾石），未見地下水，涉及不考慮水對基礎影響。 設計基礎 原料氣規(guī)格 天然氣 組分 設計基準 (v%) CH4 C2H6 C3H8及以上 微量 N2 總硫 50ppmv 壓力 地震烈度 抗震設計裂度為七度，設計基本地震加速度為 ，設計地震分組屬第二組。 9) 氮氣 純度： 99% 露點： 23 ℃ 壓力： ~ MPa（ G） 定員 合成氨裝置為連續(xù)性生產(chǎn)的化工裝置，生產(chǎn)崗位實行四班三運轉的作業(yè)制。 人員培訓 由于 本 廠是一個技術含量較 高的知識 密集型企業(yè)，對管理、運行和維修人員的素質要求 高。 主要生產(chǎn)崗位的技術骨干和生產(chǎn)管理人員應派往國 內同類工 廠接受技術培訓 。 全員均應進行安全和消防培訓。詳細設計階段，根據(jù)廠商返回的資料，將有所調整。隨著工程進程，設備、材料及安裝等費用將會有變動。詳細設計展開后 ，隨著廠家資料的返回，合成氨裝置內布置及廠房建筑均會調整。 設計范圍 20 萬噸 /年合成氨主體裝置的初步設計和詳細設計。 3~15 φ 5179。8179。9179。5~7 φ 5179。16179。10179。~ 需要量 m3（包括損耗量 10%在內） 2179。 2179。12H 2O 聯(lián)胺 NAME 用途 脫碳系統(tǒng)用 脫碳系統(tǒng)用 汽包除垢劑 鍋爐給水除氧劑 SERVICE 首次裝 入量 kg 180m3 INITIAL FILLING 年消耗量 kg 1500 100 CONSUMPTION 首次裝入量 +2年消耗量 kg 3000 200 INITIAL+2 YEARS CONSUM. 組份 wt% Na3PO4178。104 備注 1 天然氣 Nm3 887 25102 2 電 kWh 680 19244 3 循環(huán)水 m3 193 5451 4 脫鹽水 m3 127 5 儀表空氣 Nm3 800 6 輸出中壓蒸汽 () kg 2020 7 輸出中壓蒸汽 () t 8 輸出低壓蒸汽 （ ） t 19 注：天然氣以干基計， Nm3指 0℃， (A)狀態(tài)下的體積。天然氣分離器底部排污口設置沖堵管線，在需要的時候加水沖堵、排污。 天 然氣洗滌塔為一板式塔，洗滌水由洗滌水循環(huán)泵（ 04P0101a,b）封閉循環(huán)，洗滌水中的灰塵由管道過濾器過濾除去。 出洗滌塔的天然氣進入洗氣分離器（ 04S0102），分離夾帶的液滴后，進入常溫脫硫槽（ 04R0101a,b），脫除大部分無機硫化物。 (2) 脫硫轉化工序 來自壓縮工序的天然氣經(jīng)一段轉化爐 (01B0101)對流段盤管預熱到約 390℃，進入鈷鉬加氫反應器 (01R0101a,b)脫硫，鈷鉬加氫反應器后串接兩臺臺氧化鋅脫硫槽 (01R0102a,b)以保證脫硫的精度，出氧化鋅脫硫槽的天然氣中硫含量小于 。轉化反應需要的熱量靠一段轉化爐輻射段燃燒燃料天然氣提供。 一段爐出口的轉化氣經(jīng)輸氣管進入二段轉化爐 (01R0103)，在二段轉化爐燃燒室內與來自空氣壓縮機 (01C0402) 的空氣并經(jīng)一段轉化爐對流段盤管預熱至約 620℃的工藝空氣混合，發(fā)生燃燒反應。經(jīng)兩段蒸汽轉化，二段轉化爐出口轉化氣中的殘余甲烷含量降低到約 %(干基 )。 (3) 變換甲烷化工序 轉化氣進入高溫變換爐 (01R0201)，高溫變換爐中裝填了鐵系的高溫變換觸媒，在高溫變換觸媒中發(fā)生變換反應，大部分一氧化碳與蒸汽反應生成二氧化碳和氫氣，離開高溫變換爐的工藝氣中一氧化碳含量降低到約 3%。來自脫碳工序的凈化氣經(jīng)甲二換熱器 (01E0202)和甲一換熱器 (01E0201)預熱后進入甲烷化爐 (01R0203)，甲烷化爐中裝填了鎳觸媒，脫碳氣中含有的少量一氧化碳和二氧化碳與氫氣發(fā)生甲烷化反應被除去。 甲烷化爐出口氣經(jīng)甲二換熱器 (01E0202)回收熱量后，再經(jīng)甲烷化水冷器(01E0205) 冷卻到 40℃，在甲烷化氣分離器 (01S0201)中分離冷凝液后送壓縮工序。分離下來的工藝冷凝液送往工藝冷凝液汽提塔(01T0101)汽提后回收使用。 CO2 吸收塔頂氣體經(jīng)水冷器青海云天化國際化肥有限公司 20 萬噸 /年合成氨項目 初步設計 第 15 頁 共 100 頁 冷卻、分離掉冷凝液后去甲烷化。在 CO2 再生塔上段，經(jīng)閃蒸、蒸汽汽提，富液中溶解的 CO2 被部分再生出來，形成半貧液。進入 CO2 再生塔中部的半貧液經(jīng)過進一步的閃蒸后，成為貧液，而后依次經(jīng)過溶液換熱器、貧液脫鹽水預熱器回收熱量，經(jīng)貧液泵加壓送至 CO2 吸收塔上段循環(huán)使用。 (5) 壓縮工序 來自天然氣配氣站的天然氣壓力約為 (A)，分出一部分作燃料天然氣，其余天然氣作為原料天然氣，配入少量來自甲烷化后的返氫氣進入天然氣壓縮機 (01C0401)壓縮至 (G)后送往轉化工序、工藝空氣進入空氣壓縮機(01C0402)壓縮至 (G)后送往轉化工序。其余氫氮氣進入合成氣壓縮機 (01C0403a,b,c,d)的氫氮氣段壓縮至約 (G)送往合成工序。 合成工序來的循環(huán)氣經(jīng)合成氣壓縮機的循環(huán)段壓縮至 (G) 送往合成工序。分氨后的合成氣回收冷量后去壓縮工序升壓。合成塔出口氣溫度約 401℃，經(jīng)合成廢熱鍋爐 (01E0501)，合成鍋爐給水預青海云天化國際化肥有限公司 20 萬噸 /年合成氨項目 初步設計 第 16 頁 共 100 頁 熱器 (01E0506)，進出塔換熱器 (01E0502)回收熱量后，在合成水冷器 (01E0503)中冷卻到 40℃，然后經(jīng)冷交換器 (01E0504)、 1氨冷器 (01E0505)冷卻到 8℃，大量的氨被冷凝并在 1氨分離器 (01S0501)中分離出來， 1氨分離器出口的合成氣弛放一部分以控制合成回路中的惰性氣體含量，剩余的大部分合成氣進入 2氨冷器 (01E0507)中冷卻到 6℃，在 2氨分離器 (01S0502)中進一步分氨后循環(huán)使用。 1氨分離器與 2氨分離器分離下來的液氨在液氨排放槽 (01V0501)中降壓閃蒸，除去大部分溶解的合成氣后，在液氨加熱器 (01E0509)中與來自冷凍系統(tǒng)的液氨換熱，加熱至約 33℃，送出界區(qū)。來自 2氨冷器的氣氨在約 MPa(G)的壓力下進入氨壓縮機的一段入口進行壓縮。罐內的液氨經(jīng)氨輸送泵02P0101 加壓并經(jīng)液氨加熱器 02E0101 加熱后 , 送尿素裝置 。 主要設備選型 一段轉化爐 一段轉化爐是合成氨廠的關鍵設備之一。 對流段設有混合氣預熱器、工藝空氣預熱器、蒸汽過熱器Ⅱ、天然氣預熱器Ⅱ、蒸汽過熱器Ⅰ、 天然氣 預熱器 Ⅰ、 BFW預熱器、燃料氣予熱器及燃燒空氣預熱器 共 九 組盤管。 二段轉化爐 該設備為內襯耐火材料，外有水夾套的高溫中壓操作 的 立式反應容器。 氨合成塔 合成塔是合成氨生產(chǎn)中的心臟設備， 采用徑向流式、三床觸媒層、上部和中部兩個觸媒筐帶換熱器的結構。 裝置危險性物料主要物性和三廢排放表 裝置危險性物料 （ 1）生產(chǎn)過程中的主要危害因素 易燃易爆物，高溫、高壓氣體，有毒氣體、物質等。含鎳催化劑在38~204℃之間，鎳和 CO 反應已生成羰基鎳，它是一種有劇毒的介質，一旦人員青海云天化國際化肥有限公司 20 萬噸 /年合成氨項目 初步設計 第 18 頁 共 100 頁 中毒，逐期會產(chǎn)生頭疼眼花惡心嘔吐，嚴重時將發(fā)熱和產(chǎn)生呼吸困難，甚至可能導致死亡。另外， CO也可使人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒， CO 中毒一般皆為急性，病況都很典型：脈慢、頭痛、頭暈、嘔吐、呼吸困難、昏迷，嚴重者可導致死亡。甲烷在空氣中的含量高于 80%時，才對人體有毒。 5）氫氣 氫氣對人體沒有直接的毒性，但氫氣在空氣中的濃度過高，也 會使人窒息死亡。 （ 2）車間應具備防毒面具、空氣呼吸器、防護服、膠鞋、橡皮手套等保護面具及設置消防器具。 （ 4）裝置內高溫介質較多，在有人員經(jīng)過的地方、設備、管線應有防燙傷措施。 （ 6）開車前應進行系統(tǒng)安全檢查，嚴防設備、管線跑冒滴漏。 （ 8）傳動設備的傳動部分均設有防護罩，檢修時必須切斷電源，并掛上醒目的“禁止送電”牌。 操作定員表 序號 崗位名稱 操作班數(shù) 每班人數(shù) 小計 備注 1 車間主任 白班 2 2 2 技術人員 白班 2 2 3 值班長 4 1 4 3 主控室 4 3 12 4 巡回檢查 4 3 12 5 壓縮崗位 4 4 16 6 分析化驗 4 5 20 7 冷凍 4 2 8 總計 76 設備一覽表 見附件 節(jié)能減排 節(jié)能減排措施 本合成氨裝置采用國內較先進成熟的生產(chǎn)工藝，即以天然氣為原料 、采用二段轉化造氣、低能耗的 MDEA 法脫除二氧化碳、 壓力合成技術及膜分離回收氫工藝，因此，合成氨裝置的能耗將比國內、省內中小型合成氨裝置有較大幅度的降低，其綜合能耗已達到了國內先進水平。 (2) 充分利用轉化 氣的余熱產(chǎn)生中壓蒸汽，除供合成氨裝置的工藝用蒸汽外，還用作引風機，鼓風機的背壓透平蒸汽，從而減少電能的消耗。 (4) 采用國內低能耗的 MDEA 法脫除二氧化碳，少量的低變廢熱用于 MDEA脫碳溶液的再生熱，大量的低變廢熱用于產(chǎn)低壓蒸汽和余熱脫鹽水，所產(chǎn)的低壓蒸汽輸出界區(qū)供復合肥裝置使用；脫碳工序采用水力透平，充分利用 CO2吸收塔底富液的勢能，從而減少電能的消耗。 （ 6）采用工藝冷凝液中壓汽提，汽提蒸汽作為工藝蒸汽，汽提后的工藝冷凝液回收到脫鹽水系統(tǒng)使用，既降低了能耗又減少了污染。 （ 8）采用高壓洗氨塔，低壓洗氨塔和蒸氨塔回收弛放氣 ,低壓閃蒸氣 ,氨貯罐氣中的氨 ,回收的氨送至合成工序 , 這樣既可以減少污染物的排放 ,又可以增加氨的產(chǎn)品。 能耗指標及分析 （ 1）合成氨裝置綜合能耗（以噸氨計） 序號