化肥廠生產(chǎn)過程及工藝流程

化肥廠生產(chǎn)過程及工藝流程煤制合成氨、尿素C+0.5O2→COC+O2→CO2CO+H2O→CO2+H2H2+N2→NH3CO2+2NH3→CO(NH2)21全廠流程簡介備煤備煤煤氣化變換低溫甲醇洗液氮洗合成壓縮空分蒸氣N2空氣供熱站蒸汽渣煤硫回收S氨煤煤制合成氨、尿素流程簡圖尿素合成尿素CO2N2劑。CO2吸收塔下部的一部分富甲醇液進中壓閃蒸塔，將有用的含氫氣體閃蒸出來，經(jīng)閃蒸氣循環(huán)壓縮機壓縮回收，返回變換氣原料中。中壓閃蒸塔閃蒸后的甲醇溶液進再吸收塔，用來自空分裝置的低壓氮氣進行氣提，將溶液中的CO2氣體提出排放。塔中的甲醇液一部分作為熱再生塔的回流，另一部分用泵抽出，去克勞斯氣分離器作為洗滌液。由硫回收工段來的克勞斯尾氣加入高壓甲醇進行水分吸收，然后通過克勞斯尾氣深冷冷器降溫，進入尾氣分離器，氣體送至再吸收塔，液體經(jīng)泵送至甲醇／水分離塔。c.液氮洗由低溫甲醇洗送來壓力1.83MPa、溫度-35℃的凈化氣因含有微量的CO2和CH3OH，為防止CO2和CH3OH在低溫下凍結(jié)堵塞換熱通道．凈化氣先進入吸附器(RO1A/B)，通過分子篩吸附后，使CO2和CH3OH含量小于0.1×10-6。脫除了CO2和CH3OH的凈煤氣在1.78MPa、-35℃下進入熱交換器后被冷卻到-182℃，使大部分CH4冷凝下來集存于氮洗塔底部。富CH4從氮洗塔底部抽出經(jīng)節(jié)流膨脹制冷，在熱交換器和復(fù)熱，這部分物流作為燃料離開本工段。在氮洗塔內(nèi)，凈煤氣被塔頂流下的-182℃液氮洗滌，氣體中的CO和少部分CH4、Ar等組分被冷凝成液體，從氮洗塔下部抽出，經(jīng)節(jié)流膨脹制冷，通過熱交換器(E01)和(E02)復(fù)熱至34℃送出作為燃料。經(jīng)液氮洗滌，氮洗塔頂出口CO和CH4小于1×10-6的氫氮氣在W0I配氮，調(diào)整氫氮比為3：1，并經(jīng)(W01)換熱回收冷量后，氣體離開液氮洗工段去壓縮機工段。由氮氣壓縮機送來壓力2.2MPa、溫度40℃的氮氣經(jīng)熱交換器(E01)換熱后，溫度降至-33．5℃，然后低溫氮氣進入膨脹透平(C01)膨脹后，溫度降至-105.6℃，經(jīng)熱交換器(E02)換熱回收冷量后送出放空。大部分氮氣再經(jīng)熱交換器(E01)冷凝成液氮供洗滌用。H2：N2比的微調(diào)通過在冷箱外直接把高壓氮通入合成氣中實現(xiàn)。（3）冷凍由凈化裝置(低溫甲醇洗)(-38℃，0.03MPa(A))及氨合成裝置來的兩股氣氨(-15℃，0.22MPa(A)和4℃，0.4MPa(A))，分別經(jīng)分離器后，分段進入壓縮機，最終壓縮到1.6MPa的氣氨，氣氨經(jīng)冷凝器冷凝為液氨后，液氨再進入液氨貯槽，最后液氨送往用戶。來自管網(wǎng)的過熱蒸汽，進入汽輪機，產(chǎn)生的動力供壓縮機。冷凝液進入表面冷凝器冷卻后，經(jīng)冷凝液泵返回管網(wǎng)。（4）硫回收來自脫硫工段酸性氣經(jīng)過酸性氣分預(yù)熱器進入主燃燒爐，與按一定比例配入的空氣混合燃燒。爐內(nèi)發(fā)生H2S部分氧化反應(yīng)：H2S+3/2O2＝SO2+H2O+Q1H2S+1/2SO2＝H2O+3/4S2+Q2在燃燒爐內(nèi)有65％的H2S轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫。經(jīng)過廢熱鍋爐副產(chǎn)蒸汽，再經(jīng)冷卻器冷卻生成的少部分硫磺分離進硫磺地下槽，氣體經(jīng)加熱器后依次進入二級克勞斯反應(yīng)器和二級硫冷凝器，二氧化硫在催化劑作用下絕大部分生成單質(zhì)硫磺，分別來自硫冷凝器的硫磺經(jīng)液封槽收集于液硫池，產(chǎn)品硫磺用液硫泵送出。反應(yīng)后的尾氣經(jīng)冷卻和尾氣捕集器與加氫反應(yīng)氣經(jīng)氣一氣換熱器換熱后，再經(jīng)電加熱器加熱，在過程氣與氫氣混合器中與氫氣混合后送至加氫反應(yīng)器還原，還原氣經(jīng)換熱器回收余熱后送至急冷塔用冷卻水急冷，塔頂尾氣送回到甲醇洗進行再次吸收。急冷塔冷卻水通過急冷水泵、急冷水過濾器、急冷水空冷器、急冷水冷卻器循環(huán)利用，消耗的冷卻水從界外補充。（5）壓縮合成氨合成反應(yīng)如下：N2+3H32NH3△H298＝-92.44kJ/mol來自合成氣壓縮機的15.4MPa氣體進入熱氣-氣換熱器。在換熱器中與來自鍋爐給水預(yù)熱器的反應(yīng)氣通過交換被加熱到173.5℃。然后氣體送往氨合成塔在合適的氨合成催化劑下反應(yīng)以增加氨的體積濃度到20.65％?？赏ㄟ^支路管線分流部分氣體來控制進塔氣的溫度。反應(yīng)氣可回收廢熱量，可產(chǎn)生25～40bar(A)飽和蒸汽。在開車操作的早期階段，為加快熱循環(huán)部分，廢熱鍋爐也能用作加熱器。來自廢熱鍋爐的反應(yīng)氣進入到熱氣-氣換熱器的管程被冷卻到74℃，加熱合成原料氣。反應(yīng)氣體再送往水冷卻器，在這里氣體被冷卻并有部分氨被冷凝。出口溫度是-39℃。合成氣和液氨混合物進入冷氣-氣換熱器，用自氨分離器1冷的循環(huán)氣在這里進行冷卻。氣體再被送往高溫冷凝器，在這里被用氨冷凍工段提供的液氨(在4℃)的蒸發(fā)冷卻到8℃。再進入低溫冷凝器，用液氨(在-15℃)蒸發(fā)冷卻到-9℃，發(fā)生進一步的氨冷凝。進入分離器。從分離器中的合成氣分離出液體氨，循環(huán)氣通過冷氣-氣換熱器從6℃加熱到35℃進入合成氣壓縮機循環(huán)段的吸入口，為了使氨合成循環(huán)氣中惰性氣體濃度不超過氨合成反應(yīng)過程的允許量，在氨分離器的出口氣體中連續(xù)排放一定量的吹除氣，送往氨回收工段。來自分離器的液氨經(jīng)減壓，進入到中壓氨閃蒸罐，在這里分離閃蒸氣體，并得到最終產(chǎn)品液氨輸送到界區(qū)外。來自中壓氨閃蒸罐閃蒸氣體，輸送到合成氣壓縮機新鮮氣吸入口。（6）空分裝置壓縮、預(yù)冷和純化系統(tǒng)從入口空氣過濾器出來的空氣被去除了塵埃和其他機械雜質(zhì)后，經(jīng)過空氣壓縮機壓縮至約0.63MPa(A)進入空氣冷卻塔，在其中被水冷卻和洗滌。空氣冷卻塔采用循環(huán)水和經(jīng)水冷塔及水機組冷卻過的低溫水冷卻，空氣冷卻塔頂部設(shè)有游離水分離裝置和獨特的防液泛裝置，以防止工藝空氣中游離水份帶出。出空氣預(yù)冷系統(tǒng)的工藝空氣進入用來吸附除去水份、二氧化碳、碳氫化合物的空氣純化系統(tǒng)，純化系統(tǒng)中的吸附器由兩臺容器組成；吸附容器采用立式內(nèi)絕熱軸。徑層床結(jié)構(gòu)，當(dāng)一臺運行時，另一臺則由來自冷箱中的污氮通過蒸汽加熱器加熱后進行再生。在分子篩吸附器之后抽出一股空氣，作為工藝空氣送到全廠管網(wǎng)。分餾塔系統(tǒng):空氣精餾2．尿素裝置(1)原料液氨和二氧化碳的壓縮、輸送來自界區(qū)的原料液氨經(jīng)高壓氨泵加壓到約16.0MPa，通過高壓噴射器進入高壓甲銨冷凝器。界區(qū)來的二氧化碳經(jīng)壓縮機增壓到約15.3MPa進入氣提塔，為了防腐需在壓縮機入口加入防腐空氣。(2)高壓合成回收尿素合成塔的反應(yīng)條件為：合成壓力l3.8～14.5MPa，合成溫度185～188℃，NH3/CO2(摩爾比)2.9～3.1，H2O/CO2(摩爾比)0.4～0.5。合成塔的反應(yīng)混合物先送至氣提塔，在此利用2.16MPa的蒸汽加熱，將未轉(zhuǎn)化成尿素的大部分的甲銨和過剩氨分解分離。氣提塔出液經(jīng)減壓后送至低壓循環(huán)系統(tǒng)。氣提塔頂出氣送入高壓甲銨冷凝器頂部，液氨和一甲液也送到高壓甲銨冷凝器頂部，在此進行甲銨生成反應(yīng)，并副產(chǎn)低壓蒸汽。高壓甲銨冷凝器低部出來的甲銨液、氨和二氧化碳混合物進入尿素合成塔低部，進行尿素的生成反應(yīng)。合成塔出口氣體送入高壓洗滌器進行冷凝吸收，高壓洗滌器出來的甲銨液流入高壓噴射器，通過液氨輸送到高壓甲銨冷凝器，高壓洗滌器未冷凝的氣體送往低壓吸收塔。(3)低壓循環(huán)離開氣提塔底部的尿液減壓后進入精餾塔，精餾塔下段為加熱段，甲銨分解所需熱量由高壓甲銨冷凝器副產(chǎn)的低壓蒸汽提供，尿液中的未反應(yīng)物通過加熱進一步分解。離開精餾塔的尿液減壓到約0.045MPa(A)送入閃蒸槽，閃蒸槽出口氣體在真空系統(tǒng)冷凝，閃蒸槽出來的尿液流到尿液貯槽。離開精餾塔低部的氣體進入低壓甲銨冷凝器，通過該冷凝系統(tǒng)回收氨和二氧化碳，低壓段回收后的甲銨液通過高壓甲銨泵送往高壓洗滌器。(4)真空系統(tǒng)閃蒸