合成氨装置火炬燃料气供应方式优化改进
汤霞槐，曹昭军，吕洪浩，王祥伟
（兖矿贵州开阳化工有限公司，贵州 开阳 550300）
[摘 要] 针对兖矿贵州开阳化工有限公司合成氨装置正常生产中气化系统粗合成气经洗涤换热返回管网后的高压燃料气尚有富余，需通过火炬排放，而同时火炬系统长明灯及伴烧每年需花费400万元以上外购LPG的情况，进行燃料气供应方式改进（自产燃料气替代LPG用于火炬长明灯及伴烧）的可行性分析，并提出燃料气替代改进方案及具体的改造措施。改造实施后，大幅降低了合成氨装置的运行成本，为企业带来了可观的经济效益。
[关键词] 合成氨装置；火炬系统；燃料气；LPG；替代方案；可行性分析；优化改进
[中图分类号] X781.4 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2018）02-0036-03
兖矿贵州开阳化工有限公司（简称开阳化工）500 kt/a合成氨项目气化系统采用干煤粉气流床气化工艺，所排尾气中主要污染物有CO、SO2、H2S、CO2、NH3等。为使污染气体及时、安全、可靠地燃烧并满足环保排放要求，全厂工艺装置共设置了3套火炬系统：① 事故火炬系统，用于接收气化系统开停车、事故放空及CO变换、低温甲醇洗、液氮洗、合成压缩、硫回收等单元的工艺排放气；② 酸性气火炬系统，主要用于处理气化系统酸性气、硫回收系统酸性气及氨合成系统不凝气；③ 氨火炬系统，主要用于处理低温甲醇洗、氨合成、氨冷冻、氨库等的工艺排放气。3套火炬系统共用一座火炬塔架，火炬高度为80 m。其中，事故火炬系统管路为DN1200，设计最大排放量为385 730 m3/h；氨火炬系统管路为DN400，设计最大排放量为68 000 kg/h；酸性气火炬系统管路为DN300，设计最大排放量为230 kmol/h。火炬长明灯及伴烧设计使用的燃料气为液化气（即液化石油气，简称LPG），压力0.3～0.5 MPa，常温，平均热值约12 000 kcal/kg。
为降低企业运营成本，进一步寻求节能降耗的途径，2016年下半年，针对火炬长明灯及伴烧使用LPG成本较高的现实情况，开阳化工组织技术力量对火炬燃料气供应方式改进进行了可行性分析，确定改造方案后，实施了自产高压燃料气替代LPG的技术改造，取得了明显的成效。
1 优化改进背景
液化气（LPG）是由炼厂气或天然气经加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物等杂质；由天然气所得的液化气基本不含烯烃。开阳化工建有液化气站，外购的液化气由天然气所得，系统开车阶段主要用于气化炉烘炉、气化炉点火及伴烧、火炬点火和长明灯伴烧等；系统运行正常后，气化炉长明灯采用净化工段返回的净化气作燃料气，火炬长明灯及伴烧仍持续采用LPG。
众所周知，近几年由于国家产业结构深度调整、工业品出厂价格持续下跌，企业运营困难，甚至出现了严重的行业性亏损的局面，使得通过优化工艺、节能降耗压缩生产成本成为企业生存的现实选择。而就开阳化工的合成氨装置来说，正常生产中气化系统粗合成气经洗涤换热返回管网后的高压燃料气尚有富余，需通过火炬排放，而同时火炬系统长明灯及伴烧每年需花费400万元以上外购LPG，因此，探究采用自产燃料气替代LPG用作火炬长明灯及伴烧成为现实任务之一。
更多内容详见《中氮肥》2018年第2期