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黑化醇氨原料气生产存在的问题及改进

[日期:2008-07-11] 来源:黑化   作者:张彦辉 [字体: ]

黑化集团公司醇氨生产系统18t/a合成氨、30t/a尿素装置净化工序中采用了国外先进的“双甲”工艺后,使装置的产品结构发生了变化,改为15t/a合成氨、3t/a甲醇、26t/a尿素。2003年由于焦炭市场行情的改变,将原来的7台富氧炉连续气化改为2台恩德炉气化生产原料气,改变后使系统出现了不匹配现象,在重新改变原系统某些环节生产方式及优化生产过程中,出现一些新的问题,经逐一改进、优化后取得了良好效果。

制气工艺造成的不匹配现象及改造

1.恩德炉煤气中甲烷含量高

恩德炉煤气中甲烷含量高,约是富氧炉煤气的10倍左右。为了适应恩德炉生产特点,将原来合成系统少量的弛放气的燃烧气改为10000 m3/h的弛放气,经膜一级分离,渗透气返回合成压缩机低压入口,渗透气尾气到热电厂燃烧供发电用。经此改造,降低了合成系统的甲烷含量,保证了合成塔的稳产、高产。

2.原料气压缩机负荷一定,改恩德炉后系统负荷受限。

由于恩德炉和富氧炉气体成分的不同,要完成装置的产能,从有效气角度考虑,原料气压缩机打气量至少应为85642 m3/h。如若将原料气中的二氧化碳、甲烷、配氮因素考虑进去,原料气压缩机打气量还应增加才能完成任务。为此,公司决定改变恩德炉生产方式,改变配氮位置,由此也改变了系统的一些工艺过程。

提高恩德炉生产强度、氢氮比。将原来投入生产的6500 m3/h空分的氧压机改为氮压机,增设1台氧气鼓风机,打气量为10000 m3/h,使6500空分、3200空分的氧气经提压后和12000空分氧气汇合,使入炉气化剂的压力由20 kPa改为40 kPa,提高了恩德炉的生产强度。恩德炉生产上、下喷富氧浓度由原来的35%70%改为70%、80%~95%,提高了气体的氢氮比。

改变原配氮位置,使原料气压缩机打高氢氮比的有效气。原流程是配氮于螺杆压缩机入口,经初步栲胶脱硫后入原料气压缩机,再经净化入合成压缩机。现改为氮气利用6500空分氧压机提压后直接进入合成压缩机低压缸,相对地提高了原料气压缩机的负荷,较充分地提高了系统的产能。

改造后装置出现的问题及改进

1.恩德炉生产中存在的问题及改进。

恩德炉生产强度,上、下喷富氧浓度提高同时制取高氢氮比煤气后,常发生喷嘴处挂疤现象。原因是局部过热,使炉内粉煤燃料熔融,挂壁、结疤,造成燃料沸腾、流化状态差,严重时威胁生产的正常进行。尤其下喷嘴处挂疤,导致炉内下喷嘴下部局部沸腾,流化状态差,局部燃料堆积结疤,致使下灰困难,严重时须停炉打疤。维持生产时须相应放大蒸汽量,使炉温降低,耗能增大,气体中甲烷含量增加,灰中含炭等一些不良后果。针对此现象的发生,决定在原料气压缩机打气量允许的情况下,适当降低富氧浓度,适当地增加炉内氮量。同时要求降低灰中含碳量。经以上措施,基本保证了恩德炉的正常生产,保证了整个系统的良性循环。

2.增设补氮机后,NHD脱碳出现新的问题及改进。

作为工艺气的补氮气,要求氮气中的氧含量不仅低,而且稳定。我厂3套空分只有12000空分装置产生的氮气不仅生产稳定而且氧气含量<1‰,符合要求。原设计12000空分氮气除用于系统生产保护气外,基本用于NHD脱碳溶液再生的气提气,增设二次补氮后,脱碳溶液再生需改为空气气提。改为空气气提后,由于空气中的灰尘、水分等滞留于溶液中,NHD脱碳溶液较脏,影响了氨冷降温效果,同时空气中的水分进入NHD溶液中,使溶液中水分增加,极大的影响了脱碳效果。虽然采取了一些措施,但笔者认为应当进一步处理。解决的办法是上1套空气除尘、降温装置,除去空气中的灰尘和水分,在除去空气中的水分的同时,还能降低再生气提气的温度,降低NHD溶液氨冷器的负荷,维持系统的冷量平衡。

    我公司经一系列的改造、优化生产,使醇氨生产工艺系统达到了良性循环。
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