康瑄,陈强,陈祥,张东旭
(兖矿新疆煤化工有限公司,新疆 乌鲁木齐830000)
[摘 要]兖矿新疆煤化工有限公司醇氨联产装置(含300 kt/a甲醇装置、300 kt/a合成氨装置、520 kt/a尿素装置)于2012年9月建成投产,60 kt/a三胺装置于2024年5月进入试运行阶段,总体运行情况较好。近年来,经不断地摸索调整与总结经验,兖新煤化先后创新出单台气化炉(气化系统3台6.5 MPa多喷嘴水煤浆加压气化炉两开一备,当1台气化炉突发异常跳车时就会出现单台气化炉运行的情形)带甲醇装置,单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置,单台气化炉带甲醇装置、尿素装置,单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置、尿素装置,单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置、尿素装置、三胺装置等多种应急运行模式。基于实际生产经验,分析与总结通过优化蒸汽系统以平衡蒸汽管网、调整工艺参数以优化系统运行、调整生产负荷并提高副产蒸汽量等实现单台气化炉带全系统(醇氨联产装置及三胺装置)运行的调控措施与操作要点,以供业内参考与借鉴。
[关键词]甲醇装置;合成氨装置;尿素装置;三胺装置;单台气化炉带全系统运行;实施背景;调控措施;操作要点
[中图分类号]TQ441.41;TQ223.12+1 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2026)05-0024-04
0 引 言
兖矿新疆煤化工有限公司(简称兖新煤化)作为山东能源集团在新疆地区打造现代煤化/新能源基地的重要拼图之一,经多年运营及产业链延伸,现主产品产能为甲醇300 kt/a、合成氨300 kt/a、尿素520 kt/a、三聚氰胺(简称三胺)60 kt/a。其600 kt/a醇氨联产装置(含甲醇装置、合成氨装置、尿素装置)于2012年9月建成投产,60 kt/a三胺装置(三胺装置尾气送至尿素装置处理)于2024年5月进入试运行阶段,总体运行情况较好;主生产工艺为6.5 MPa多喷嘴水煤浆加压气化(3台气化炉两开一备,单台气化炉设计投煤量1 500 t/d)、耐硫变换(部分耐硫变换系统+完全耐硫变换系统)、大连理工低温甲醇洗(部分变换气低温甲醇洗系统+全变换气低温甲醇洗系统)、托普索WSA湿法制酸(回收处理酸性气和含氨不凝气)、华东理工6 MPa低压甲醇合成、杭州杭氧液氮洗、卡萨利14 MPa低压氨合成、CO2汽提法尿素生产工艺、意大利欧技公司第四代高压法非催化三胺生产工艺等,并配套1套林德80 000 m3/h空分装置、热电装置(配套无锡华光锅炉厂UG-220/9-M12型粉煤锅炉,两开一备)、给排水系统等。
兖新煤化醇氨联产装置自2012年9月一次性成功开车以来,在保证人、机、物安全的前提下,为确保装置运行的连续性、稳定性,降低因工艺处置不当造成的部分/全部装置停车的风险,进一步减少原材料损失、缩短系统复产时间,经不断地摸索与实践,先后创新出单台气化炉(1台气化炉突发异常跳车)带甲醇装置,单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置,单台气化炉带甲醇装置、尿素装置(此种情形下氨合成系统或合成氨装置停车,利用甲醇装置低温甲醇洗系统CO2产品气及库存液氨短时维持尿素装置低负荷运行),单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置、尿素装置,单台气化炉带甲醇装置、合成氨装置、尿素装置、三胺装置等多种应急运行模式,并在生产过程中得到了一一验证,具有较高的实用价值与良好的经济效益。以下基于兖新煤化的实际生产情况,对单台气化炉带醇氨联产装置(含甲醇装置、合成氨装置、尿素装置)及三胺装置运行的技术要点作一梳理与总结,以供业内参考与借鉴。
1 醇氨联产装置及三胺装置工艺流程简介
浓度59%~61%、黏度约1 000 mPa·s的水煤浆,通过2台隔膜式高压煤浆泵升压至6.5 MPa进入多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉工艺烧嘴,在纯度为99.6%的高压中心氧和外环氧的作用下喷入炉膛内发生部分氧化反应(操作温度1 200~1 300 ℃)生成粗合成气(即水煤气,其成分主要有CO、H2、CO2、CH4等),经洗涤后约620 km3/h(标态,下同)的湿水煤气分两路送至变换系统,一路经降温、水分离后控制水煤气水气比(汽气比)约1.4进入甲醇装置变换炉(5.7 MPa、440 ℃)进行部分变换反应,部分变换气进入低温甲醇洗系统主洗涤塔洗涤净化,得到的净化气送甲醇合成系统;另一路经水分离后依次经过中温变换炉(5.7 MPa、350 ℃)、低温变换炉(5.7 MPa、255 ℃)发生完全变换反应,全变换气进入低温甲醇洗系统主洗涤塔洗涤净化,得到的净化气送液氮洗系统,为防止氨合成塔内铁基催化剂中毒,严格控制液氮洗系统出口精制气中的CO含量≤2×10-6,之后精制气经合成气压缩机升压至13 MPa后分三路进入氨合成塔。氨合成塔出塔气经冷却、降压、分离后产出合格液氨产品,同时副产出3.82 MPa、1.2 MPa、0.4 MPa蒸汽。
尿素装置采用CO2汽提法,其原料为低温甲醇洗系统解吸出的CO2产品气与氨合成系统产出的液氨,CO2(纯度≥98.5%)、液氨(10 ℃)分别经离心式CO2压缩机(CO2压缩机为四级压缩,一级出口配备加空气系统,二级出口配备有脱硫脱氢系统)、高压液氨泵加压至14 MPa后进入尿素合成塔进行反应;尿素合成塔出液经低压精馏塔、预浓缩器、一段蒸发分离器、二段蒸发分离器后产出浓度99.8%、温度140 ℃的熔融尿液,一部分送造粒塔生产尿素产品,一部分作为三胺装置的生产原料。三胺装置采用欧技第四代高压法,熔融尿素加压至8 MPa后与390 ℃的气氨混合,之后进入三胺反应器,反应气经氨水溶解、碳棒净化除杂、结晶、离心除水、高温干燥后产出合格的三胺产品。
全厂蒸汽主要由2台220 t/h粉煤锅炉供应,变换废锅、甲醇合成废锅、氨合成废锅、WSA湿法制酸反应器及三胺装置低压废锅副产蒸汽补至3.8 MPa、2.5 MPa、1.2 MPa、0.4 MPa蒸汽系统,分别供给空分装置空压机组汽轮机、合成氨装置氨合成系统冰机(汽轮机驱动)、甲醇装置低温甲醇洗系统冰机(汽轮机驱动;甲醇合成气压缩机采用电机驱动)、氨合成气压缩机(汽轮机驱动)、CO2压缩机(汽轮机驱动)及三胺装置、尿素合成系统、甲醇水分离塔、甲醇精馏加压塔、甲醇精馏常压塔、尿素解吸水解系统、低温甲醇洗热再生塔及工艺水汽提塔使用。
2 单台气化炉带全系统运行实施背景
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期