在没有成熟经验借鉴的前提下,天脊集团实施的合成氨装置扩产节能改造工程依靠科技,立足自我,在原装置的基础上新增了空分、变压吸附、硫化氢等装置,改造了造气变换装置、液氮洗装置、转化装置及合成压缩机组等关键部位,其技术的改造要求非常高、工艺流程相当复杂,天脊集团凭借技术实力和诸多优势使该工程改造成功。
改造后,天脊集团合成氨装置的生产能力由30万t/a增至45万t/a,吨氨综合能耗由改造前的2.29 t标煤降为1.89 t标煤,下降了17.27%,可节约16.87万t/a标煤。
节能技术贯穿整个合成氨装置是成功扩产的一大亮点,该装置采用了变压吸附(PSA)脱碳和提取氨合成原料氢技术,原装置的低温甲醇洗及液氮洗装置需从外界补充冷量,而PSA不需外界补充冷量;装置采用的纯氧二段炉转化技术分担了一段炉转化负荷,改换热转化为绝热转化,大大提高热利用率,节省了一段炉工艺蒸汽和燃料,从而节约了能源,同时转化变换工段出口气体中甲烷含量大大降低,使甲烷压缩机省功节能,降低甲烷气循环量;装置采用三元流高效叶轮改造原有合成气压缩机V-901及透平Y-901转子,从而提高压缩机的效率和透平机膨胀效率,降低功耗,节约蒸汽消耗;装置采用卡萨利三床一冷激一中间换热合成塔内件替换原有S-100型合成塔,提高氨净值,节省循环功;采用宽温和低温变换,轴径向变换炉,可以降低系统阻力,节省压缩机功耗;采用热管技术,完善转化炉出口烟气余热的回收,降低排烟温度,节约了燃料;装置充分回收合成氨反应余热加热锅炉给水,提高锅炉给水温度,减少燃料消耗;装置选用高效塔盘技术,改造了甲醇洗装置塔内件,在不增加设备数量的前提下,系统能力提高50%。
3 a运行情况有力证明,天脊集团成功扩产的合成氨装置顺利实现了达产达标,带来了可观的经济效益,为企业强势健康发展搭建了新的平台,开创了煤化工领域大型煤头合成氨装置扩能的新路。