申晓东
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司拟采用水煤浆加压气化技术对常压间歇式固定床气化系统及净化系统进行升级改造，并将现有2套150 kt/a的32 MPa高压氨合成系统升级改造为1套300 kt/a的15 MPa低压氨合成系统，受安全环保相关法律法规约束及厂区闲置土地情况限制，配套用于储存2套老氨合成系统产出热氨的储罐或未来新氨合成系统产出冷氨的储罐需选用常压低温液氨储罐。常压低温液氨储罐设计建设时，因安化公司液氨用户较多、管线流程复杂等，为保证常压低温液氨储罐能够在不同工况下都能够与现有液氨储运设施较好地衔接耦合，从能耗、缓冲能力等方面对常压低温液氨储罐三种储运流程方案进行对比分析，认为增设中间槽出来的液氨去往2×100 m3卸车液氨储槽线路的储运流程方案最为合理，并对该方案可能存在的液氨平衡、缓冲能力不足等主要问题进行了分析与探讨，提出了解决措施，可为业内液氨储存设施升级改造提供一点参考与借鉴。
［关键词］合成氨装置；液氨储存及输送；常压低温液氨储罐；储运流程方案比选；氨平衡；风险分析；应对措施
［中图分类号］TQ113.25+5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）06-0029-04
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）为合成氨装置、乙二醇装置等提供原料气的常压间歇式固定床气化系统及其配套的净化系统，技术上均落后且能耗高；同时，合成氨装置采用的是32 MPa高压氨合成工艺，不仅能耗高，而且安全性较差，使企业整体生产成本高于同行业平均水平，严重制约着企业的生存与发展。近年来，由于常压间歇式固定床气化工艺所用原料煤（以无烟块煤为主）价格高、气化强度低（单台气化炉产能小、能源转化率低）、节能减排压力大等方面的原因，其市场空间不断被压缩，且国家环保政策持续趋严，如2018年6月国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》、2019年国家发改委下发《产业结构调整指导目录（2019年本）》等，河南、山东、江苏、安徽、湖北、河北等地相继出台了淘汰固定床气化炉的相关政策及退出时间表。在新型气流床煤气化技术日趋成熟和广泛商业化应用的背景下，结合安化公司现状及经济实力，下一步拟采用洁净煤气化技术（水煤浆加压气化）对气化系统及净化系统进行升级改造，并对现有2套150 kt/a合成氨装置（氨合成系统）的产能进行整合，升级改造为单套产能为300 kt/a的15 MPa低压氨合成系统；现有1套240 kt/a尿素装置、2套100 kt/a甲胺装置（还会新建1套100 kt/a甲胺装置）等保留使用，仅作小规模的适应性改造。
液氨储罐作为合成氨装置的储运设施，其型式选择受限于安全间距、整体运行经济性以及区域供需等方面的影响。随着安全环保形势日趋严峻，相关的法律法规也日益完善、严格，安化公司现有液氨罐区布置已满足不了安全要求。对于产品液氨储存型式的选择，从节能的角度考虑，应优选全压氨罐型式，但从安全的角度考虑，安化公司现有液氨罐区已不能满足标准规范要求，且厂区内也无满足标准规范的场地用于全压液氨罐的建设，故配套用于储存2套老氨合成系统产出热氨的储罐型式或后期升级改造后的新氨合成系统产出冷氨的储罐型式只能选择常压低温液氨储罐。常压低温液氨储罐设计建设时，因安化公司液氨用户较多、管线流程复杂，相关储罐储存、缓冲能力有限，在现有液氨用户不变的情况下，为保证常压低温液氨储罐在不同工况下都能与现有液氨储运设施较好地衔接耦合，其流程设计需在统筹考虑诸多影响因素的基础上进行优化。简言之，为在相关落后产能及工艺设备退出政策落地之后能够保证尿素装置、甲胺装置继续正常生产，综合考虑安化公司生产装置布置和闲置土地情况，最终确定新建1台常压低温液氨储罐。因新建储罐与现有装置衔接过程中存在较多需确定与优化的环节，经分析与研究，主要从能耗、缓冲能力等方面进行对比，确定了常压低温液氨储罐的储运流程方案，并对该方案可能存在的液氨平衡、缓冲能力不足等主要问题进行了分析与探讨，并提出了解决措施。以下对有关情况作一介绍。
1 新建常压低温液氨储罐系统简介
技改项目完成后，300 kt/a氨合成系统液氨产量为41.67 t/h。安化公司各装置正常生产时，25 t/h产品液氨以热氨形式送至尿素装置17 t/h、甲胺装置8 t/h，余下的16.67 t/h以冷氨形式送至新建的常压低温液氨储罐（容积5 000 m3，设计操作压力7～12 kPa、温度-33 ℃）储存；当尿素装置、甲胺装置停车时，300 kt/a氨合成系统产出的41.67 t/h的液氨全部以冷氨形式送至常压低温液氨储罐储存。
常压低温液氨储罐中储存的液氨在不同工况下主要有如下两种去向：① 正常生产时，液氨经装车冷氨泵加压至0.9 MPa送装车氨加热器，在装车氨加热器中被蒸汽复热至5 ℃后送往装车栈台外售，液氨装车鹤管挥发的气氨与液氨储罐挥发出的气氨一同进入BOG（蒸发气体）系统处理，冷凝后送回至常压低温液氨储罐中；② 氨合成系统短时减产或短停时，常压低温液氨储罐中的液氨经冷氨泵加压至2.0 MPa送氨加热器，在氨加热器中被蒸汽复热至25 ℃后送往尿素装置、甲胺装置等下游用户热氨储罐。
2 液氨储存及输送情况
2.1 现有装置液氨储存及输送情况
现有2套氨合成系统氨分离器A/B以及氨冷凝器出来的液氨（20 t/h）进入中间槽（压力2.3 MPa、温度25 ℃），中间槽内液氨送至全压液氨球罐（容积400 m3，设计操作压力2.0 MPa、温度25 ℃）储存。全压液氨球罐中的液氨经由管道直接送至尿素装置17 t/h、甲胺装置3 t/h，而甲胺装置正常生产液氨需求量为8 t/h，需外购5 t/h液氨（常温，压力1.0 MPa），外购液氨送至全压液氨储槽后由液氨泵送至甲胺装置使用。中间槽、全压液氨球罐、全压液氨储槽挥发出的气氨送吸收塔（用氨水）吸收，塔釜氨水送氨水槽储存，不凝气送燃料气管网。
2.2 常压低温液氨储罐与现有装置衔接情况
更多内容详见《中氮肥》2025年第6期