(1.石家庄正元塔器设备有限公司,河北 石家庄052165;
2. 阳煤集团和顺化工有限公司,山西 和顺032700)
[中图分类号] TQ 113.26+6[文献标志码] B [文章编号] 1004-9932(2013)
阳煤集团和顺化工有限公司“18·30”项目由阳煤集团和吉林隆源农业生产资料集团有限公司、和顺银河化工有限公司共同出资建设,建设规模为年产180 kt合成氨、30 kt甲醇、300 kt尿素。项目主要采用变压吸附制氧、富氧连续气化、湿法催化氧化脱硫、耐硫全低变、变压吸附脱碳、醇烷化、JR大型氨合成、二氧化碳汽提法尿素工艺。项目醇烷化、氨合成工艺设计和内件生产由河北正元化工工程设计有限公司、石家庄正元塔器设备有限公司负责完成,氨合成采用JR型DN2400一轴三径氨合成塔内件,工艺流程采用一进一出提温型流程,采用双废锅、双冷交、双水冷(配溴化锂制冷机组),节能效果明显。氨合成塔2012年8月22日投入生产,现对合成氨系统的开车运行情况总结如下。
1 氨合成工艺流程及技术特点
1.1 工艺流程
来自甲烷化工段的19.8 MPa左右的新鲜气,经过新鲜气水冷器降温后进入水分离器分离水和油,与从冷交换器Ⅰ出来的热气混合后进入氨冷凝器,经氨冷凝器降温到-10~-7 ℃,进入氨分离器分离氨。气体从氨分离器出来后依次进入冷交换器Ⅰ和冷交换器Ⅱ换热,温度升至25~28 ℃,进入循环机提压至20.5 MPa后进入油分离器,然后进入塔前预热器提温到120~140 ℃,进入合成塔反应。自合成塔出来的300~330 ℃合成气进入废热回收器Ⅰ生产2.5 MPa蒸汽,温度降至235 ℃左右后进入废热回收器Ⅱ生产0.4 MPa低压蒸汽(部分用于溴化锂制冷机组),温度降到165 ℃左右后进入塔前预热器与入塔气换热。经换热后温度降至50~70 ℃的合成气进入水冷却器Ⅰ,温度降至40 ℃以下后进入冷交换器Ⅱ进一步降温,然后进入水冷却器Ⅱ(冷水由溴化锂制冷机组提供),温度降到7~8 ℃以下后进入冷交换器Ⅰ,换热后在分离部分分离出液氨后与新鲜气混合,进入下一循环。
放空气位置在冷交换器Ⅰ之后,放空气去氢回收装置回收氨气和氢气。氨冷凝器所需的液氨来自冷冻站。
1.2 工艺技术特点
(1)合成塔与废热回收器采用直连结构,既节省了投资,又增强了运行安全性。
(2)采用双冷交、双水冷工艺:水冷进口温度低于60 ℃,氨合成反应热利用率高达85%以上,同时大大降低了循环水负荷。
(3)采用双废锅流程生产不同品位的蒸汽:废热回收器Ⅰ产生1.3~2.5 MPa中压蒸汽;废热回收器Ⅱ副产0.4 MPa低压蒸汽,部分用于溴化锂制冷机组,其余的入低压蒸汽管网。
(4)利用溴化锂制冷技术:将2台废锅余热回收产生的低品位蒸汽用于溴化锂制冷机组产生低温水,低温水用于循环反应气体中部分氨的冷凝,大幅度减低了冰机负荷,节省了电耗。
(5)水冷却器Ⅰ后设置冷交换器Ⅱ逐级回收冷量,提高了