合成氨装置技术改造总结

合成氨装置技术改造总结

陈世通，魏连坤

（山东恒昌聚材化工科技股份有限公司，山东 临沂  276132）

［摘  要］ 针对焦炉气、甲醇弛放气制合成氨装置运行过程中存在的问题及能量浪费情况，采取了相应的技术改造措施后，解决了生产中存在的问题，有效回收了装置中被浪费的能量，创造了显著的经济效益。

［关键词］ 合成氨装置；水洗塔；冷量回收；热量回收；节电

［中图分类号］ TQ 113.26⁺6.3  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2017）02-0028-02

山东恒昌聚材化工科技股份有限公司利用焦炉气、甲醇弛放气和甲醇空分系统副产的氮气建设了1套100 kt/a合成氨装置。针对合成氨装置低负荷运行过程中存在的问题及能量浪费情况，公司进行了相应的技术改造，创造了良好的经济效益。以下就技术改造情况进行介绍和总结。

1  合成系统工艺流程简介

来自高压机的氢氮混合气与合成氨冷器出口气体混合后进入氨分离器，对循环气中夹带的液氨进行分离，之后循环气进入冷交换器，与蒸发式冷凝器出口的循环气换热，其温度提至25 ℃后进入氨循环气压缩机加压。加压后的循环气进入油水分离器，分离掉油水后进入热交换器，与合成废锅出口气体进行换热，温度提高至150 ℃后进入合成塔下部换热器进一步提温，然后进入催化剂床层完成氨合成反应。反应后的气体出合成塔，经废锅副产蒸汽，同时循环气温度降至200 ℃左右，之后进入蒸发式冷凝器、冷交换器降温至20 ℃，此时部分氨已液化，从设备下方被分离出来；未冷凝的气体进入卧式氨冷器，经液氨冷却降温至-5 ℃，冷凝下来的液氨与冷交换器分离出来的液氨一同进入液氨中间槽计量。氨冷器闪蒸的气氨经闪蒸槽进入高位吸氨装置生产氨水，氨水送氨水槽外售。

2  技改内容

2.1  水洗塔吸氨改造

2016年，受甲醇装置生产负荷的影响，自2月份开始，甲醇弛放气量一直维持在3 000～4 000 m³/h，合成氨系统在甲醇弛放气量低于4 000 m³/h时，生产的液氨量少，氨冷器加氨量明显不足，氨冷器温度不易降至5 ℃以下，远高于工艺指标-15～-5 ℃，氨分离器不能有效地将循环气中的氨分离下来，导致合成塔进口气氨含量偏高，一般在5%左右，高于工艺指标要求的4%以下，合成塔进口气氨含量的偏高抑制了氨的合成反应；同时，合成塔进口气氨含量偏高还导致整个合成系统压力升高，间接增加了高压机和氨循环气压缩机的用电量。另外，氨冷器内液氨汽化产生的气氨经闪蒸槽后利用高位吸氨装置生产氨水，在氨水市场低迷的时期，通常采取减少氨冷器加氨量的方法来减少氨水的生产，这样也会使氨冷器温度超标，继而造成合成系统压力升高。2016年2—5月实际生产中氨合成系统部分工艺运行参数及高压机、氨循环气压缩机电耗见表1（数据均为平均值）。

表 1  2016年2—5月氨合成系统运行简况

为解决以上问题，2016年6月进行了水洗塔吸氨改造：在氨循环气压缩机后、油水分离器前安装1个水洗塔，从氨循环气压缩机来的循环气先进入水洗塔中，循环气中夹带的氨气大部分被塔中的浅脱盐水吸收生成氨水，水洗塔中的氨水浓度达到10%后放入氨水槽，出水洗塔的循环气再进入油水分离器，分离掉油水后与废锅出口气换热，之后进入氨合成塔。

更多内容详见《中氮肥》2017年第2期