天庆工艺概况

河南晋煤天庆煤化工有限责任

公司“30•52•5”项目工艺概况一、本项目原料、产品耗煤：原料煤：73.44万吨/年燃料煤：58.62万吨/年中油：2232吨/年尿素：52万吨/年硫磺：1.6万吨/年发电：20MW氨：30万吨/年甲醇：待定耗电：53280万KW·h/年耗水：893.5万吨/年焦油：2304吨/年石脑油：1584吨/年硫铵：4万吨/年晋煤天庆合成氨尿素及燃气工程工艺方块流程图空分加压气化煤气水分离煤气水气提变换冷却低温甲醇洗液氮洗合成气压缩氨合成尿素合成氨冷站循环气压缩机制冷硫回收热电站二氧化碳煤氧气氮气蒸汽中油外售中压蒸汽气提气燃料煤蒸汽供各用户硫磺氨液氨循环气尿素产品外送燃料气5亿方/年14233.15687废水去生化处理备煤鲁奇加压气化锅炉硫回收硫磺2.17t/h4.2万Nm3/h粗煤气204806Nm3/h,3.98MPa,181℃102t/h粒度8-50mm

原料煤（15#煤）液氮洗净化低甲气化变换变换气18.9万Nm3/h，3.58MPa,40℃CO2压缩机氧气

空分蒸汽去各用户24620Nm3/h氮气氨合成尿素尿素72.2t/h氨41.9t/h81.4t/h燃料煤（粉煤）CO:22.42%,CO2:32.67%,CH4:5.77%H2:37.52%,N2:0.49%,O2:0.35.H2S:0.78CO:2.42%,CO2:44.17%,CH4:4.86%H2:47.66%,N2:0.41%,O2:0.35.H2S:0.66110523Nm3/h3.1MPa30℃甲醇合成（设计产能）9.4万Nm3/h3.35MPaCO2≤20ppm总S≤0.1ppm变换低甲洗富CH4气压缩富H2S甲醇产品注：红色为新增项目7400Nm3/h15.7万Nm3/h二、公用工程和辅助部分序号装置名称系列数主要功能1水汽车间1为所有装置提供工艺、动力用蒸汽，提供新鲜水、化学水、消防水、采暖热源等，处理回收的冷凝液2供配电1为所有装置提供供配电服务3给排水1为所有装置提供给排水服务4循环冷却水4为各车间、生产装置提供循环冷却水5污水处理装置1对全厂污水进行处理，保护环境6中水回用装置1对全厂废水进行处理回收，节约用水7成品罐区1贮存中油、焦油、石脑油、液氨8换热站3为厂前区和厂区提供采暖水9空分装置2为全厂提供仪表空气、工厂空气、氧气、氮气10中心化验室1为生产过程提供分析化验服务11火炬1处理全厂排放易燃气体12电、仪、维修1为全厂提供机电仪维修服务，保管备品备件13备煤车间1贮运原、燃料煤，固体成品，灰渣、炉渣等14全厂通讯1为全厂生产提供通讯服务15消防系统1为工厂的生产提供消防安全保障16渣场1贮存全厂灰渣、炉渣、废催化剂1、全厂供排水情况简介我公司年需原水约893.5t（1241t/h)，主要来源为沁河水，在宋寨村建有6000m3蓄水池经加压后送入我公司原水处理系统，再送入一次水池，加压后送入生产系统；公司煤气水汽提、低温甲醇洗外排生产、生活污水经污水处理装置（处理能力440t/h）处理后，部分回送至气化、合成循环水，剩余外排至沁北污水处理厂；各循环水及化学水站排水直接送中水回用，处理合格后，大部分直接补至各循环水，剩余部分经处理至合成氨限制外排标准（COD:50mg/L，NH3-N:15mg/L)后，外排沁北污水处理厂。2、全厂供电情况我公司建一座110/10kv总变电站，接入点为西向220kv变电站提供的双回路供电；设置2台50000KVA变压器，为全厂用电提供保障，正常生产满负荷约为74000KW。化工生产区有六个10kv开闭所:空分开闭所、热电开闭所、气化开闭所、净化开闭所、尿素开闭所、水系统开闭所;分别为公司10KV设备提供电源；另有40多个变压器提供全部生产及生活用电。3、全厂热动装置水汽车间热动装置区，配有4X220t/h循环流化床锅炉，装置产生的9.81MPa、540℃蒸汽568t/h，供给全厂正常生产的工艺用汽、动力用汽。并配有20MW抽背式汽轮发电机组，达到减少用电负荷的要求（降低约20000KW），同时为5.0Mpa蒸汽管网提供蒸汽。装置区配有三个减温减压装置，由8.83MPa分别为5.0、2.6、0.6Mpa蒸汽管网提供保障。空分汽机178t/h合压机63.8t/h发电汽机307t/h气提6t/h损失13t/h混冷汽机19.5t/h合成冰机22t/h变换17.5t/h气提45t/h硫回收2.7t/h气化130t/h损失5.3t/h锅炉4*220t/h9.81MPa540℃硫回收10t/h尿素60t/h全厂透平抽气器8t/h液氮洗3t/h空分加热器7.5t/h损失4.5t/h合成废锅43t/h变换17.5t/h硫回收6t/h气化140t/h混合制冷83t/h煤气水29t/h低甲洗27.5t/h热电除氧48t/h生活其他12t/h化工除氧20t/h损失17t/h灌区4t/h8.83MPa535℃568t/h5.0MPa450℃242t/h2.6MPa226℃83t/h0.6MPa158℃240.5t/h65t/h30t/h242t/h尿素0.35MPa12t/h减温减压站气化循环水24t/h合成循环水170t/h空分热电循环水346t/h尿素循环水107t/h烟气脱硫60t/h化学水站629t/h地面冲洗16t/h原水处理未预见水108t/h各循环水补水647t/h1460t/h一次水平衡化学水站472.5t/h透平凝液249t/h46t/h热电锅炉568蒸汽20

化工除氧站512蒸汽凝液152.5t/h339.5t/h721.5/h空压+增压10气提2事故及开车22低温甲醇洗12蒸汽36

高压除氧360t/h低压除氧336t/h蒸汽12

尿素蒸汽12

减温减压器8排污及损失20596t/h合成废锅45气化废锅145变换废锅18硫回收7气化夹套70变换冷却17硫回收10200t/h0.8MPa4.0MPa5.0MPa脱盐水平衡三、各车间简介我公司生产车间包括：备煤、水汽、空分、气化、净化、合成、尿素、电气、仪表车间，生产系统的安全、连续、稳定运行，离不开所有车间的协调、配合。

主要生产车间有：（气化、水汽、净化、空分、合成、尿素）下面对以上6个主要车间工艺做简单介绍：1.气化车间（1）加压气化（606）我公司采用鲁奇加压气化炉，原料煤粒度8-50mm，操作压力4.0Mpa。气化炉采用5开1备，单台炉耗氧量为8400Nm³/h，产粗煤气4万Nm³/h。加压气化工段任务是向变换冷却工段供给合格粗煤气，总量204806Nm³/h。粗煤气成分为：CO=22.42%H2=37.52%CO2=32.67%CH4=5.77%N2=0.49%O2=0.35%H2S=0.78%加压气化工艺流程气化炉废锅气液分离器洗涤冷却器煤气水分离粗煤气副产0.6Mpa蒸汽煤渣池煤气水灰渣气化剂蒸汽氧气粗煤气去变换冷却加压气化粗煤气中CO22.42%，不适合氨合成的生产需要，变换工段就是使粗煤气中的CO在催化剂作用下与水蒸气反应，生成合成氨要的H2和尿素的原料CO2。并依次与锅炉水、脱盐水、循环水换热降温至40℃，送往低温甲醇洗。变换采用钴-钼宽温耐硫变换催化剂，分双系列设计，单系列为总负荷的70%。变换气成分：CO=2.24%H2=47.66%CO2=44.17%CH4=4.86%N2=0.41%H2S=0.66%（2）变换冷却（611）变换冷却工艺流程简介洗涤分离塔气气换热器煤气过滤器第二变换炉锅炉水预热器第一变换炉淬冷器洗氨塔粗煤气低压余热回收器0.6蒸汽中锅水脱盐水预热器终冷器循环水脱盐水去全厂用户低锅水煤气水自气提去煤气水分离去低甲洗去除氧站回水去煤气水分离623#煤气水分离双系列，该工号主要任务是：冷却、膨胀、分离从加压气化、粗煤气变换冷却、低温甲醇洗来的废水中的物理溶解气、固体颗粒及焦油/油，并向加压气化、粗煤气变换冷却、汽提塔分别提供低压喷射煤气水、高压喷射煤气水和产品煤气水。主要副产焦油和油。624#煤气水汽提双系列，岗位目的与任务主要是：处理煤气水分离后的含氨、含酚废水，装置产生的含有多种有机物的废水，经过中压蒸汽（5.0MPa，450℃）汽提处理，除去水中的氨、酚后合格的废水送污水处理装置回用后做循环水补水。气提后蒸汽送气化装置做气化剂。（3）煤气水处理（623、624）煤气水分离工艺流程简介煤气水换热器煤气水冷却器煤气水膨胀器缓冲槽双介质过滤器初焦油分离器最终油分离器煤气水气浮系统膨胀气煤气水储槽焦油煤气水去气化和变换油煤气水喷射泵煤气水喷射泵煤气水去气提煤气水去生化处理煤气水气提工艺流程简介煤气水换热器汽提塔煤气水冷却器碱液槽8.83蒸汽自锅炉循环水上水去煤气水分离去污水处理去变换冷却循环水回水汽提气去气化5.0蒸汽自锅炉碱液泵煤气水来自煤气水分离循环水上水2.净化车间（1）低温甲醇洗（613）低甲工段的主要任务是脱除变换气中的CO2、H2S、有机硫（COS、CS2）、HCN、石脑油、水以及其它杂质，使变换气得到净化，满足后续工段的要求。该装置由变换气三级冷却、预洗、和CO2、H2S吸收系统、甲醇再生系统、预洗甲醇再生系统和甲醇贮槽五部分以及所属管线组成，也可称为9塔流程。净化气成分：CO=2.72%H2=88.21%CO2≤20ppmCH4=8.11%N2=0.69%H2S+COS≤0.1ppmCH3OH≤50ppmC2H6=0.2700低温甲醇洗工艺流程简介三级冷却3.58MPa40℃240000Nm3/h变换气脱硫塔脱碳塔液氮洗原工艺燃气77000Nm3/h44000Nm3/h尾气洗涤塔预洗塔共沸塔甲醇水塔回流槽CO2闪蒸塔富CO2-22℃硫回收H2S浓缩塔12万净化气含硫甲醇热再生塔富硫甲醇贫甲醇萃取槽31%H2S富气预洗甲醇含油、杂质甲醇水脱盐水12t/h3塔、4塔闪蒸含醇废气含醇水石脑油甲醇水甲醇蒸汽生化水处理半贫甲醇废水进一段进二段混合萃取预洗段脱硫段精洗段主洗段闪蒸出CO2、燃料气尾气去洗涤塔燃料气尾气去洗涤塔（2）混合制冷（614）氨气的压缩：由低温甲醇洗来的-40级气氨，压力0.073Mpa，经氨压机C61401压缩后，出口压力为0.30Mpa，冷却为40℃后与低甲来的0℃级气氨汇合。气氨的吸收和精馏：气氨汇合后进入吸收器被来自发生器的稀氨水吸收，浓氨水换热后进入精馏塔精馏，，精馏出的99.8%的气氨经氨冷器冷凝到40℃进入液氨槽，最后在过冷器中被冷却到5℃送到低温甲醇洗装置。混合制冷工艺流程简介液氨过冷却器氨冷凝器吸收器116℃受液槽精馏塔氨水0.3MPa-40℃气氨0.058MPa34.8％气氨65℃1.72MPa液氨槽液氨40℃氨水泵回流泵发生器21.2％148℃氨水48℃吸收液液氨5℃低温甲醇洗气氨冷却水进冷却水出气氨分离器压缩机0℃气氨0.3MPa冷却水进冷却水出（3）硫回收（615）本工序采用荷兰荷丰公司超优组合克劳斯硫回收工艺，处理来自低温甲醇洗工序含H2S（31％）的酸性气体，使经过硫回收装置处理的尾气中H2S、SO2等排放物指标达到国家强制性排放标准，同时生产纯度为99.9%（wt）的固体硫磺产品1.6万吨（52t/天）。工艺过程包括：克劳斯催化反应：2H2S+SO2－3/2S2+2H2O

超优克劳斯反应：SO2+3H2－H2S+H2O

SO2+2CO－S+2CO2超级克劳斯反应：H2S+1/2O2－1/xSx+H2O硫回收工艺流程简介高温制硫段116℃液硫槽H2S液硫空气自风机氧气两级克劳斯催化反应器超优克劳斯反应器热焚烧炉产品尾气燃料气超级克劳斯反应器造粒燃料气空气自风机去烟囱（4）液氮洗（616）液氮洗装置是接受来自上游低温甲醇洗工序的净化气体，该净化气体将在本液氮洗装置内进一步净化，即脱除其中的CO、CH4、Ar等杂质，送去燃料气管网。净化气经过粗配氮和精配氮最终配制成H2/N2=3：1的纯净合成气，用于合成氨的生产。出液氮洗气体指标：

CH4≤1ppmAr≤5ppmCO≤2ppmO2≤1ppm液氮洗工艺流程简介分子筛吸附器116℃氮洗塔低压氮做再生气变换气高压氮再生氮气去低甲作气提气-185℃低温甲醇洗高压氮气冷却器一号原料冷却器二号原料冷却器7100Nm3/h氢气74143Nm3/h粗配氮液氮-192℃合成气去低甲复热7440024620Nm3/h氨合成合成气90413Nm3/h复热后富甲烷气燃料气3.空分车间空分车间分：空分171#、空压站168#空分为双系列设计，每套空压机、增压机采用一台汽轮机驱动。空分汽轮机采用全凝式，单套耗8.83Mpa蒸汽90t/h。空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离。单套处理气量150000Nm3/h。为后工段提供合格的氧气、氮气，并产出液氮、液氧、液氩储存于储罐内外售。空分工艺流程概述空压机预冷系统纯化系统热交换器2制氩系统精馏系统膨胀机制冷增压机氩产品热交换器1低压氮氮压机空压机液氧液氮氧气氮气4.合成车间（1）氨合成（631）氨合成采用卡萨利技术，三床层两换热轴径向合成塔，冷凝法分离液氨，产品液氨送球罐储存，用于合成尿素或外售。合成氨废锅副产2.6Mpa蒸汽43t/h。合成氨设计能力41.9t/h,年产30万吨氨。催化剂装填量48.5m³，型号：HA202W改进型熔铁催化剂，粒径：1.5-3.0mm堆密度：2.8-2.9g/cm³厂家：郑州市安泰科技有限公司催化活性高，耐热性、抗毒性强，机械强度高。来自合成压缩机锅炉给水中压蒸汽合成塔开工加热炉冷却水燃料气液氨去氨库液氨来自冷冻工段循合环成气压去缩去氨压缩机一段去氨压缩机二段高压氨分氨合成工艺流程概述部分去洗氨塔中压氨分回收至进压缩机进口去洗氨塔水冷冷交热交废锅给水预热（2）合成气压缩机（630）合成气压缩工段，采用汽轮机驱动离心压缩机，把来自液氮洗工序压力为3.05MPa的合成原料气，经低压缸、高压缸，两缸五段压缩并与循环气混合后，压力14.7MPa、75℃送至氨合成工序。设计新鲜气量：110523Nm³/h，循环气量：267175Nm³/h。合压机汽轮机为抽凝式汽轮机，消耗8.83Mpa蒸汽63.8t/h,中抽30t/h去2.6Mpa管网。合成气压缩工艺流程概述入口分离器循环段分离器低压缸一段冷却器去合成3.05Mpa30℃13.8Mpa35℃防喘振冷却器高压缸二段冷却器防喘振循环气合成气14.7Mpa75℃防喘振（3）氨压缩机（174）氨压缩制冷工段，亦采用汽轮机驱动离心压缩，主要任务是为氨合成工段提供冷量，将氨合成氨蒸发器来的气氨经压缩、冷凝为液氨后，送往氨合成循环使用。氨压机汽轮机采用全凝式，消耗5.0Mpa蒸汽22t/h，凝液并入透平凝液管网去化学水。氨压缩机工艺流程概述一段入分离器二段入分离器压缩机液氨储槽氨冷凝器液氨去氨冷器循环水上水-10℃气氨5℃气氨循环水回水循环水上水防喘振线二段一段（4）氨库（633）氨库的主要任务是接收、贮存由合成氨工段生产的液氨，并输送至下游尿素车间，为氨压缩机系统补充所需液氨；本罐区设置2个液氨球罐，每个容积为2000m3，共可贮存合成氨工段1.5天的正常液氨产量。液氨自合成氨工段进入液氨球罐储存，并由液氨出料泵加压至2.2-2.5MPa送往尿素工段。氨库工艺流程概述液氨球罐A液氨去尿素液氨来自氨合成液氨球罐B尾气洗涤塔液氨去装车站氨水去氨法脱硫5.尿素车间尿素装置采用采用荷兰斯太米卡邦(Stamicarbon)二氧化碳汽提工艺，原料为来至低温甲醇洗的产品CO2和合成车间的液氨。生产能力52万吨/年。CO2采用电驱动往复式压缩机。尿素工艺流程概述高压系统低压系统蒸发系统造粒系统尿素包装解析水解系统液氨CO2加压压缩净化解析液去污水6.水汽车间（1）锅炉采用4台220t/h循环流化床锅炉，正常供蒸汽量为568t/h，单台炉消耗燃料煤27.14t/h,年消耗燃煤58.6万吨/年（三开一备算）。型号：YG-220/9.8-M6锅炉是一种高压、单汽包、自然循环的水管锅炉。其煤种的适应性好，燃烧效率达95-99%，由于采用分段燃烧方式、可大幅度降低NOx的排放，通过向炉内添加石灰石，能显著降低SO2的排放，可降低硫对设备的腐蚀和烟气对环境的污染。同时配套设置20MW汽轮机发电机组，每小时发电20000KW.h。汽轮机为抽背压式，同时为系统提供5.0Mpa和0.6Mpa蒸汽。锅炉工艺流程示意图（2）水处理系统水处理系统主要是为全厂提供生活用水、消防用水、工艺用水、冷却水和污水处理等。我公司水处理系统包括五个系统：原水处理、脱盐水系统、中水回用、循环水、污水处理。脱盐水系统水处理循环冷却水污水处理中水回用原水系统原水系统：将水库来水经一体化净水器处理后作为生产水和消防用水。主要由一体化净水器、加药系统、生产水池、消防水池、泵站等组成。处理量2000m³/h。正常生产最大原水量1241t/h脱盐水系统：将生产水经过反渗透和离子交换器等除盐处理，作为锅炉补水和工艺用水。主要由多介质过滤器、超滤、反渗透、混床、加药及再生系统等组成。处理量为600m³/h。原水箱800m³板式换热器2套多介质过滤器12套中间水箱400m³超滤水箱400m³5u保安过滤器反