2500合成運(yùn)行總結(jié)詳解

1、DN2500 合成氨裝置運(yùn)行總結(jié)王琳、韓喜民、孟令兵（山西陽煤豐喜肥業(yè) （集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 山西，運(yùn)城，044100）2008 年底至 2009 年初，在國(guó)內(nèi)甲醇行業(yè)市場(chǎng)低迷、價(jià)格持續(xù)走低以及國(guó)內(nèi)好多甲醇生產(chǎn)企業(yè)相繼減產(chǎn)或停產(chǎn)的情況下，山西陽煤豐喜集團(tuán)臨猗分公司甲醇分廠決定進(jìn)行技術(shù)改造，優(yōu)化氨醇系統(tǒng)， 使甲醇分廠能夠同時(shí)生產(chǎn)甲醇和尿素提升企業(yè)抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力。改造后，甲醇分廠總氨年產(chǎn)能340kt/a(其中液氨產(chǎn)能達(dá)到 240kt/a，甲醇產(chǎn)能 100kt/a)，尿素產(chǎn)能 400kt/a。其中 280kt/a 氨醇裝置采用湖南安淳的醇烴化精制工藝和JD 氨合成工藝技術(shù)。項(xiàng)目于 2009 年

2、 5 月破土動(dòng)工， 2010 年 6 月建成， 2010 年 7 月 11 日一次性投料開車成功， 7 月 15 日滿負(fù)荷運(yùn)行。同時(shí) 10 月 19 日陽煤化工和陽煤豐喜一起對(duì)該項(xiàng)目實(shí)行 72 小時(shí)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)考核，并順利通過。經(jīng)過十多個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行， 各項(xiàng)工藝指標(biāo)和產(chǎn)量均達(dá)到或優(yōu)于工藝設(shè)計(jì)要求，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，噸氨各種消耗相對(duì)較低。現(xiàn)將工藝流程、生產(chǎn)運(yùn)行情況等總結(jié)如下。1、工藝流程簡(jiǎn)述1.1醇烴化工藝流程壓縮機(jī)送來22.0MPa 的原料氣經(jīng)醇化補(bǔ)氣氨冷后和醇化循環(huán)氣混合，進(jìn)入醇化油分分離油水，經(jīng)醇化預(yù)熱器管間換熱，進(jìn)入催化床層反應(yīng)，反應(yīng)后氣體經(jīng)醇化塔內(nèi)換熱器出醇化塔，再進(jìn)入醇化預(yù)熱器、醇化水冷器降

3、溫進(jìn)入醇分離器分離甲醇；分離甲醇后的醇后氣經(jīng)烴化1預(yù)熱器管間加熱后從下部進(jìn)入烴化塔內(nèi)換熱器管間，進(jìn)入烴化催化層進(jìn)行反應(yīng)，出催化床層后經(jīng)塔內(nèi)換熱器換熱降溫出烴化塔，再經(jīng)烴化預(yù)熱器管內(nèi)降溫入烴化物分離器分離液態(tài)醇烴后，進(jìn)入烴化水冷器、氨冷器降溫再進(jìn)入烴化水分離器，分離水和少量醇烴后， 作為合格的氨合成原料氣進(jìn)入氨合成系統(tǒng)。1.2氨合成工藝流程從合成油分出來的未反應(yīng)氣體分成兩股：一股 75%80%經(jīng)塔外熱交加熱至175 190進(jìn)入塔內(nèi)下熱交的管內(nèi)，再經(jīng)塔內(nèi)上熱交加熱至 370，經(jīng)中心管到達(dá)催化床 “0米”，與由冷管出來20%25%另一股未反應(yīng)氣混合。 依次通過催化劑的軸徑向床層反應(yīng)，再進(jìn)入塔內(nèi)下熱交

4、管間，被管內(nèi)冷氣冷至 320 340，進(jìn)入廢熱鍋爐 (副產(chǎn) 2.5MPa 蒸汽 )，換熱后溫度降至 200210，進(jìn)熱交換器和循環(huán)水冷排冷卻至35，進(jìn)入冷交管間分離液氨，然后經(jīng)過氨冷、氨分二次分氨，補(bǔ)入從烴化來的 22.0MPa 新鮮氣，使混合氣溫度達(dá)到 -10 左右，再進(jìn)入冷交管內(nèi)升溫至 25進(jìn)入循環(huán)機(jī)，再開始新一輪的循環(huán)。2、合成氨系統(tǒng)設(shè)備明細(xì)表2.1主要設(shè)備特點(diǎn)醇化塔 - 內(nèi)件結(jié)構(gòu)為兩軸兩徑， 氣體分流進(jìn)塔， 且催化劑床層徑向段占總床高 70%左右，塔阻力小，內(nèi)件催化劑容積約 35.0m3，催化劑可自卸；2000mm，H 凈 18m，醇化塔內(nèi)裝填有粒徑為 5( 4.0 6. 0) mm

5、圓柱狀的 DC207 催化劑 47.3 t。2烴化塔 - 內(nèi)件為兩軸一徑的絕熱反應(yīng)器，徑向段占催化劑床層的 42%。內(nèi)件催化劑容積約31.3m3，催化劑可自卸； 2000mm，H凈 18m，裝填粒徑為 2.56.7 mm 的 XAC 催化劑 8 9.3 t。氨合成塔 - 內(nèi)件結(jié)構(gòu)為一軸兩徑， 未反應(yīng)氣體并聯(lián)分流進(jìn)塔，且徑向段占整個(gè)催化劑床層的82%，塔阻力小。內(nèi)件催化劑容積約68.5m，催化劑可自卸。 2500mm，H 凈 22m，塔設(shè)計(jì)壓差 08MPa，內(nèi)裝有粒徑為35mm 的球形催化劑 A201Q 和 HA310Q 共 203.8t。2.2主要設(shè)備一覽表表 1主要設(shè)備一覽表設(shè)備名稱主要參數(shù)

6、數(shù)量（臺(tái)）醇化塔DN2000215921催化劑容積 V=35.0m3烴化塔DN1800214251催化劑容積 V=31.3m3醇化預(yù)熱器DN1200 194301烴化預(yù)熱器DN1200 194101醇化水冷器淋灑式， F=1060m21烴化水冷器淋灑式， F=800m21醇化補(bǔ)充氨冷器DN1100142161烴化氨冷器DN1200 141001醇分離器DN1400112001烴水分離器DN1400 1070023醇化補(bǔ)氣油分DN1400112001烴化油分DN1400112001氨合成塔DN2500260161催化劑容積 V=68.5m3廢熱鍋爐DN3400，F(xiàn)=595 m21熱交換器DN14

7、00211701冷交換器DN1600 198001軟水加熱器DN1800 122001合成水冷器淋灑式， F=1060m22氨冷器（臥式）DN1800 109002氨分離器（臥式）DN2000 89001油分離器DN1600113801循環(huán)機(jī)2D20-17.15/204-229，5(與醇烴化共用 )Q=17.15 m3/min3、生產(chǎn)運(yùn)行情況山西陽煤豐喜集團(tuán)臨猗分公司 2010 年 7 月中旬投產(chǎn)的 DN2500 合成氨裝置，醇烴化精制工序的主要任務(wù)是精煉精制工藝氣體， 使合成氨原料氣中的 CO+CO15l0 -6。整套裝置到目前為止已運(yùn)行十多個(gè)月，生產(chǎn)運(yùn)行的工藝指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)的工藝指標(biāo)

8、。 現(xiàn)將裝置的生產(chǎn)運(yùn)行情況總結(jié)如下。3.1醇烴化工序生產(chǎn)狀況4系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和醇烴化氣體成分見下表2和表 3。表 2工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目工藝參數(shù)1原料氣流量87753m3/h2原料氣壓力16.4Mpa3醇化塔壓差0.07Mpa4烴化塔壓差0.11Mpa5系統(tǒng)壓差0.18Mpa6烴化氨冷溫度67醇化水冷器溫度248烴化水冷器溫度249醇化塔爐溫22710烴化塔爐溫226表 3醇烴化工序氣體成分項(xiàng)目H2（%）N2（%）CO（%） CO2（%） CH4（ %）醇化原料氣74.322.61.102.0烴化原料氣74.024002.0烴后原料氣74.024.5001.5注：上述數(shù)據(jù)為“ 0”的表示所測(cè)

9、成分含量極少。3.2氨合成工序生產(chǎn)狀況系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和氨合成氣體成分見下表4和表5。5表 4工藝系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目工藝參數(shù)1原料氣流量85919m3/h2系統(tǒng)壓力16.4Mpa3系統(tǒng)壓差0.9Mpa4氨合成塔壓差0.45Mpa5合成水冷器溫度266合成氨冷器溫度-67氨合成塔爐溫（熱點(diǎn)）475表 5氨合成成分氣體項(xiàng)目H2（%）N2（%）CH4（%）合成新鮮氣7424.51.5合成進(jìn)塔氣5925.515.53.3合成氨系統(tǒng)產(chǎn)量情況2011 年氨醇產(chǎn)量見下表6。表 6氨醇產(chǎn)量（噸 /月）月份低壓醇高壓醇液氨總氨27786.27494.4017016.1325296.7939731.7619.351

10、9953.3530304.4149816.8265719711.3930185.21657381.5852.220442.0628675.7674330.63829.8522111.0527271.53平均7809.2690.5619846.728346.8裝置最大生產(chǎn)能力 28 萬噸 /年，平均生產(chǎn)能力 24 萬噸 /年。合成氨裝置的運(yùn)行壓力均在 16.4MPa，循環(huán)氣體中 CH4 16%，塔壓差0.45MPa，系統(tǒng)壓差 0.9MPa。3.4合成氨運(yùn)行消耗（噸氨）煤耗1.45t循環(huán)機(jī)電耗16 kWh冰機(jī)電耗95 kWh烴化電爐電耗27 kWh醇化電爐電耗41 kWh合成工段總電耗179 kW

11、h循環(huán)水消耗70t4. 項(xiàng)目投資氨合成系統(tǒng)投資見下表 7。表 7合成氨投資表（萬元）名稱設(shè)備土建材料防腐安裝待攤總計(jì)費(fèi)用78041014235130144620851400175. 裝置總結(jié)整套裝置從工程設(shè)計(jì)到安裝，建設(shè)周期短，一次性開車成功。正常生產(chǎn)十多個(gè)月以來， 生產(chǎn)工藝指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)，裝置現(xiàn)場(chǎng)無任何廢氣和廢液排放，達(dá)到了環(huán)保的零排放， 工藝裝置的先進(jìn)性和節(jié)能性非常突出，具體如下。（ 1）醇烴化工序與氨合成工序均采用 22.0MPa 壓力運(yùn)行，這樣設(shè)置的工藝流程更簡(jiǎn)潔、更節(jié)能。（ 2）醇烴化與氨合成的循環(huán)機(jī)共用，正常生產(chǎn)時(shí)醇烴化工序不開循環(huán)機(jī)， 5 臺(tái)循環(huán)機(jī)供氨合成工序使用；醇烴化工序只在催化劑還原時(shí)開循環(huán)機(jī)，節(jié)省兩臺(tái)循環(huán)機(jī)，既滿足了工藝需求又節(jié)省了工程投資。（ 3）三個(gè)合成塔的外供熱源均采用電加熱器來提供。外供熱源還有蒸汽和導(dǎo)熱油加熱器， 蒸汽和導(dǎo)熱油加熱器的設(shè)備投資大， 我們均采用電加熱器來提供熱源。（ 5）氨合成塔內(nèi)件采用三股氣體并聯(lián)分流進(jìn)塔，有效降低合成塔壓差和系統(tǒng)壓差，有效降低合成系統(tǒng)的單耗。（ 6）醇烴化精制工藝作為一種新型、節(jié)能、環(huán)保的合成氨原料氣精制工藝，與傳統(tǒng)的合成氨原料氣精制工藝相比，具有物料消耗小、精制純度高、制造成本低、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)勢(shì)，其工藝指標(biāo)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠低成本 、長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，給企業(yè)帶來了良好的