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单台气化炉带甲醇、合成氨、尿素全系统运行的尝试及优化总结

[日期:2019-02-18] 来源:《中氮肥》2019年第1期  作者: [字体: ]

李乐伦1,李娜2,陈祥1

(1.  兖矿新疆煤化工有限公司,新疆 乌鲁木齐8300112. 新疆大学,新疆 乌鲁木齐830000

 

  [摘  要] 兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目在2017年实现单台气化炉带甲醇、合成氨双系统运行后,2018年初再次大胆实践,尝试单台气化炉带甲醇、合成氨、尿素全系统运行的生产模式,并取得了成功。简介单台气化炉带甲醇、合成氨、尿素全系统运行的实施背景,着重阐述实现尿素系统投运并低负荷运行的优化调控手段,可为同类型化工企业生产系统运行方式的调整提供一点参考与借鉴。

[关键词]  醇氨联产项目;多喷嘴气化炉;甲醇系统;合成氨系统;尿素系统;单炉带全系统运行;调控措施;注意事项

[中图分类号]  TQ113.28[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201901-0030-03

 

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兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目是兖矿集团在新疆启动的第一个化工项目,项目以新疆当地烟煤为原料,采用多喷嘴水煤浆加压气化炉生产水煤气,设计产能为300 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素。公司共5个生产车间——热电车间、气化车间、甲醇车间、尿素车间、给排水车间;2个辅助车间——电仪车间、维修车间。近两年来,公司在先后尝试单台气化炉带合成氨、尿素系统运行,单台气化炉带甲醇、合成氨双系统运行实践的基础上,又进行了单台气化炉带甲醇、合成氨、尿素全系统运行(简称单炉带全系统运行)的实践,并取得了成功。以下对单炉带全系统运行的情况作一总结。

1  醇氨联产项目工艺流程简述

在多喷嘴水煤浆气化炉内,高压氧气和水煤浆发生气化反应,生成主要成分为(CO+H2 的粗煤气,粗煤气经旋风分离器和水洗塔除尘洗涤后送至变换系统(变换系统分为甲醇变换系统和合成氨变换系统)。

合成氨变换系统将水煤气中的CO全部转变成H2,变换气中的CO2H2S 等酸性气通过低温甲醇洗系统予以脱除后,净化气再送入液氮洗系统进行精制;配氮后的精制气(通过粗配氮气和细配氮气使合成气中的氢氮比达到 31)经合成气压缩机升压至 14.5 MPa后送入氨合成系统生产液氨,之后液氨与来自低温甲醇洗再生系统的 CO2气经压缩后在CO2汽提法尿素装置合成系统中合成尿素。

甲醇变换系统将水煤气中的部分CO与水蒸气反应生成H2CO2,之后通过配碳、低温甲醇洗,最终将合成气中的氢碳比调节至2.052.15后送至甲醇合成系统;甲醇合成系统采用华东理工大学的“管壳外冷-绝热复合式固定床催化反应器”,2台反应器并联运行,合成系统压力为5.0 MPa;甲醇合成系统产出的粗甲醇,经甲醇精馏系统精馏后,生产出符合美国AA级和《工业用甲醇》(GB 3382004)的精甲醇产品。

600 kt/a醇氨联产项目工艺流程见图1。整套装置生产过程中所需蒸汽源自热电车间2台锅炉及各工段副产蒸汽。

2  单炉带全系统运行的实施背景

2.1  实施背景

20179月,系统计划检修结束后,甲醇变换催化剂和甲醇合成催化剂均需硫化及还原,在仅有1台气化炉具备投用条件的情况下,实施了单炉先带合成氨系统运行自产H2用以还原催化剂,随后首次创新性地实现单炉带甲醇、合成氨双系统运行模式的生产实践,并在此模式下低负荷稳定运行了96 h,运行过程中各项工艺指标正常,液氨产量约22 t/h,粗醇产量约24 t/h,各催化剂床层热点温度平稳,均在可控范围之内;后期又经过继续尝试及运行发现,还可以先用单台气化炉带甲醇、合成氨双系统运行,以尽可能提前打通工艺流程,待第2台气化炉投料后,迅速并气加量,从而节约开车时间,避免大量原料气放空损失及其他消耗。

更多内容详见《中氮肥》2019年第1

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