原料气精制和氨合成系统开车运行总结 南京国昌化工科技有限公司

1、 可修改 欢送下载 精品 Word 可修改 欢送下载 精品 Word 可修改 欢送下载 精品 Word原料(yunlio)气精制和氨合成系统开车运行总结张兴德(xn d) 张培玉山东(shn dn)联盟化工股份 ：2627001 概述(i sh)山东联盟化工(hugng)股份地处山东寿光市，合成氨生产能力300kt/a，主要产品有400kt/a 尿素、175kt/a甲醇等。2005年公司领导根据化肥、甲醇的市场行情和企业开展的需要，审时度势，本着“生产扩能、节能降耗、环保优先、提高效益 的原那么，决定分两步实施“3660 工程，一期工程合成氨能力180kt/a、尿素300kt/a，同时副产甲醇

2、60kt/a，要求尽可能采用经过考验，技术成熟，切实可行的先进工艺和设备，以确保平安生产，清洁生产，并为科学管理，文明生产，减少检修工作量创造条件。公司经考察、论证后决定选用南京国昌化工科技的“全自热非等压醇烷化工艺和氨合成技术，并委托国昌公司对合成氨原料气净化和氨合成装置进行设计。2 系统组成2.1“全自热非等压醇烷化系统“全自热非等压醇烷化系统由中压醇化、高压醇化和高压烷化三个子系统组成，工艺流程见图1。图1 “全自热非等压醇烷化工艺流程(n y li chn)示意图2.1.1 中压醇化(chnhu)系统中压12.016.0MPa醇化(chnhu)装置以产醇为主，将脱碳气中3.58.0%的

3、CO+CO2大局部(jb)8090%转化为甲醇。通过中压醇化系统，醇氨比、甲醇产量(chnling)调节灵活，同时可以控制进入高压醇化系统工艺气中CO+CO2含量在1.501.80%的指标范围内。中压醇化系统的主要设备是中压醇化塔，采取南京国昌公司的GCR202Y型二轴二径催化剂自卸结构，下部设有换热器，见图2。该塔操作弹性较大、塔阻力低，其主要技术参数见表1。表1 GCR202Y型1600中压醇化塔主要技术参数塔型GCR202Y二轴二径催化剂自卸式结构塔径 mm1600塔净空高 mm18000催化剂装填量 m319.5设计生产能力 ktCH3OH/a50内件运行阻力 MPa0.3来自原料气压

4、缩机0五段出口脱碳气体12.0MPa与中压醇化循环机1出口气混合后进入油水别离器2，别离油水后进入中压醇化塔3内外环隙换热冷却塔壁，由下部进入中压醇化塔下部换热器管外换热，温度升至210左右由中心管升至0米与f0冷激气混合后进入第一轴向层反响，反响后的气体与f1冷激气在菱形分布器混合后进入第二轴向层反响，反响后的气体与f2冷激气在外分布筒混合后沿径向进入第一径向层反响，反响后的气体在内集气筒与f3冷激气混合后沿径向进入第二径向层反响，反响后250的气体进入中压醇塔下部换热器的管内换热，温度降至120依次去软水加热器4和水冷器5，气体温度降到35左右进中压醇别离器6进行气液别离，别离甲醇后的气体

5、去压缩机的六段进口，经压缩机加压后去高压醇化系统。 图2 中压醇化塔结构示意图2.1.2 高压醇化(chnhu)系统高压醇化装置以净化为主，系统(xtng)进口气体中CO+CO2控制(kngzh)在1.501.80%能够(nnggu)保证系统自热反响(fnxing)而又不需开循环机。在高压条件下CO、CO2醇化反响的转化率非常高，系统出口气体中的CO+CO2200ppm，保证了工艺气极高的净化度。高压醇化系统的主要设备是高压醇化塔，采取南京国昌公司的GCR202Y二轴二径催化剂自卸结构见图3，高压醇化塔的主要技术参数见表2。表2 GCR202Y型1400高压醇化塔主要技术参数塔型GCR202Y

6、二轴二径催化剂自卸式结构塔径 mm1400塔净空高 mm16000催化剂装填量 m314.5生产能力 ktCH3OH/a10内件运行阻力 MPa0.3来自压缩机0六段出口25.6MPa的气体，经高压醇烷化系统的新鲜气油分7别离油水后进入高压醇化塔9内件与环隙之间自上而下换热，换热后的气体经高压醇化换热器10进一步提温后，进入高压醇化塔内件下部换热器，温度升至210由中心管进入催化剂床层反响催化剂床层气体路径与中压醇化塔相似，此处略，温度升至240，气体中CO+CO2200ppm时出塔，依次进入高压醇化换热器10、高压醇化水冷器11，温度降到35左右进入高压醇化甲醇别离器12，别离副产的甲醇后去

7、进高压醇洗塔13，洗涤别离后的气体去高压烷化系统。2.1.3 高压(goy)烷化系统高压烷化系统(xtng)的作用是将高压醇化系统出口工艺气中微量的CO+CO2200ppm甲烷(ji wn)化反响(fnxing)，深度净化工艺气，确保高压(goy)烷化系统出口工艺气中的 图3 高压醇化塔结构示意图CO+CO210ppm。表3 GCR201Y型1200高压烷化塔主要技术参数塔型GCR201Y二轴一径催化剂自卸式结构塔径 mm1200塔净空高 mm16000催化剂装填量 m311.5内件运行阻力 MPa0.2高压烷化系统的主要设备是高压烷化塔图4，采取南京国昌公司的GCR201Y型二轴一径催化剂自

8、卸结构见图4，高压烷化塔的主要技术参数见表3。来自高压醇化系统的气体进入高压烷化换热器14换热，温度升到180左右后进入提温换热器15换热，换热后的260高温气体进入高压烷化塔16催化剂床层反响，将气体中微量的CO+CO2200ppm转化为H2O和CH4，反响后的气体离开烷化塔进入高压烷化换热器的管内换热，温度降到65左右进入高压烷化水冷器17，离开高压烷化水冷器的35气体进入高压烷化氨冷器18进一步冷却，气体温度降到8进入高压烷化水别离器19进行气液别离，别离后的气体CO+CO含量小于10ppm去氨合成系统。 “全自热非等压醇烷化工艺中，中压醇化系统单独配置循环机1。高压醇化和高压烷化共同设

9、置循环机20，通过设置控制阀门做到各自独立或串联使用。由于高压醇烷化正常不开循环机20，主要在催化剂升温复原和开停车时使用，高压醇烷化循环机20配置一 图4 高压烷化塔结构示意图台，氨合成循环机通过阀门的切换(qi hun)可以作为高压醇烷化循环机的用途。2.2 氨合成(hchng)系统2.2.1 氨合成塔氨合成(hchng)系统的核心设备是氨合成塔，采取南京国昌的GCR212ZY型二轴二径催化剂自卸结构，一个层间换热器和一个下部(xi b)换热器均处在催化剂中间见图5，其主要(zhyo)技术参数见表4。表4 GCR212ZY型2000氨合成塔主要技术参数塔型GCR212ZY型二轴二径催化剂自

10、卸式结构塔径 mm2000塔净空高 mm18000催化剂装填量 m333.5生产能力 kt/a经济运行：180实际能力：200内件运行阻力 MPa0.40.60.40.62.2.2 工艺流程经循环机1加压的循环气进入循环机油分2别离气体中的油，别离后的循环气分两路：一路约占总气量30的气体作为合成塔一次气沿氨合成塔4塔壁自上而下，冷却塔壁后一局部用作冷激气送至塔顶作为f2冷激气调节第一径向层温度，另一局部气体与另一路约占总气量70的气体混合进入热交换器3管间，与管内气体换热至180后分四路进入氨合成塔。 f0塔副线由塔顶进入氨合成塔调节零米温度； f1冷激气从塔顶进入催化剂层调节第二(d r)

11、轴向层温度； f3从塔底进入(jnr)一径向层中心换热器，调节第 二径向(jn xin)层温度； 二次入塔气经下部(xi b)换热器换热后与f3集合(jh)进入层间换热器； 反响后的工艺气经下部换热器换热后，温度300离开氨合成塔。反响后的气体经废热锅炉5换热副产1.3MPa的蒸汽后进入换交换器管内加热入塔气， 图5 氨合成塔结构示意图换热后进入水冷器6冷却至36左右进入冷交换器7换热段回收冷量，然后进入冷交换器的别离段别离液氨。别离液氨后的气体进入氨冷器8降温后与补充的新鲜气集合进入氨别离器9进行气液别离。别离后的气体进入冷交换器壳程换热，换热后的气体经循环机提压、热交换器换热后进入氨合成塔

12、进行氨合成反响。冷交换器和氨别离器别离下来的液氨送往氨罐见图6。图6 氨合成系统工艺流程示意图3 催化剂的升温复原及系统运行3.1 催化剂的升温复原中压醇化、高压醇化、高压烷化、氨合成的催化剂升温复原期间比拟顺利，从2006年9月29日20:30高压烷化升温开始，到2006年10月13日06:00四套系统的催化剂陆续复原结束转入轻负荷运行。由于新建装置较大，单元数较多，因此为了稳妥起见，催化剂首次升温复原的顺序：首先利用脱碳气对高压烷化催化剂进行升温复原，再利用合格的烷化气即高氢对中压醇化催化剂复原，中压醇化催化剂复原还未结束时对高压醇化催化剂升温复原，合格的烷化气最后供氨合成催化剂升温复原。

13、3.1.1 非等压醇烷化系统(xtng)催化剂的复原(f yun)高压(goy)烷化塔装填(zhun tin)四川亚联生产(shngchn)的KJ108-2Q型镍系催化剂11.28m3，20个小时顺利完成了升温复原。中压、高压醇化塔催化剂装填南化研究院生产的C207和C306，全部采用高氢、高空速整体复原法。升温复原过程分为升温期、复原初期、复原中期和复原末期四个阶段，在整个复原过程中催化剂床层温度控制平稳、出水顺利。中压醇化和高压醇化催化剂升温复原时间均为85小时左右。3.1.2 氨合成催化剂的复原氨合成系统采用浙江工业大学研制的A301亚铁基氨合成催化剂，装填量33.5m3。复原过程采用分

14、段复原法，每段升温复原出水均错开进行，上段催化剂复原主期结束，下段催化剂进入复原初期，保证在复原过程中水汽浓度指标合格，同时防止上段催化剂大量出水，下段催化剂出现反复氧化复原的现象，从而保证了复原后的催化剂具有较高的活性。各层催化剂依次经过升温期、复原初期、复原主期、复原末期四个阶段，整个升温复原过程按照“三高四低高空速、高氢、高电炉功率和低水汽浓度、低温、低氨冷温度、低压力的原那么进行，床层温度及其它各项指标控制平稳。氨合成催化剂升温复原190小时。3.2 系统运行2006年10月13日氨合成催化剂复原结束后，系统转入轻负荷并逐步加负荷，平均到达日产合成氨600吨，甲醇折精醇230吨，根据估

15、算中压醇和高压醇产量分别为195吨和35吨。如果前工序条件具备，中压醇产量还可以适当提高。高压醇不带电炉不开循环机，进塔气中CO+CO2含量1.21.8%能够完全实现自热平稳操作。系统自投运以来，生产一切正常，满足了设计的要求见表5。4 结论根据生产的运行情况可知：南京国昌化工科技的“非等压醇烷化和氨合成技术在我公司“3660一期工程应用非常成功，系统运行平安、稳定、可靠，运行指标到达或优于设计值。4.1 非等压醇烷化系统(xtng)1操作弹性(tnxng)大，将原料气中CO+CO2几乎(jh)全部转化成甲醇副产品，醇氨比调节灵活(ln hu)，完全实现了调整产品结构和净化的目的。2净化度高：

16、高压醇化(chnhu)系统出口CO+CO2为140180ppm，烷化气的微量CO+CO25ppm，对减少有效气体损失，保护合成氨催化剂，延长合成氨催化剂使用寿命十分有利。31600中压醇化塔、1400高压醇化塔和1200高压烷化塔操作方便，调节控制平稳，各催化剂层升、降温快捷易行，催化剂升温复原操作方便、催化剂复原彻底。4中压醇化系统、高压醇化系统、高压烷化系统阻力小，有效地降低了压缩机功耗。5系统实现自热平衡，高压醇烷化装置正常生产时不开循环机。 表5 系统生产运行数据2007年1月9日运行指标设计值运行值备注2000氨合成系统合成氨产量 t/d600600压缩机满量为600t/d系统压力

17、MPa25.02223塔阻力 MPa0.60.5系统阻力 MPa1.81.7氨净值 %1211分析数据循环机三台全开设计两开一备12.5计算数据入塔甲烷含量 %1623入塔氨含量 %3.0氨冷0-53.0氨冷0合成塔同平面温差 25181600中压醇化系统系统压力 MPa15.01012醇化塔阻力 MPa0.60.33系统阻力 MPa1.00.4系统进口CO+CO2 % 4868系统出口CO+CO2 %0.71.50.71400高压醇化系统系统压力 MPa25.02224醇化塔阻力 MPa0.60.1系统进口CO+CO2 %1.21.81.22.0系统出口CO+CO2 ppm200501601200高压烷化系统系统压力 MPa25.02224烷化塔阻力 MPa0.60.1系统进口CO+CO2 ppm200140180系统出口CO+CO2 ppm10254.2 氨合成(hchng)系统1南京国昌公司(n s)开发、设计、制造的国产化最大的第一台2000轴径向氨合成塔和氨合成系统，在我公司得到了成功的应用，并且技术非常先进(xinjn)可靠。GC型反响(fnxing)器的大型化无论是平面温差(wnch)、气体分布等工艺参数还是结构的可靠性等方面，都具有很大的优势。22000合成塔内件使用后的