1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word原料(yunlio)氣精制和氨合成系統(tǒng)開車運行總結(jié)張興德(xn d) 張培玉山東(shn dn)聯(lián)盟化工股份 ：2627001 概述(i sh)山東聯(lián)盟化工(hugng)股份地處山東壽光市，合成氨生產(chǎn)能力300kt/a，主要產(chǎn)品有400kt/a 尿素、175kt/a甲醇等。2005年公司領(lǐng)導根據(jù)化肥、甲醇的市場行情和企業(yè)開展的需要，審時度勢，本著“生產(chǎn)擴能、節(jié)能降耗、環(huán)保優(yōu)先、提高效益 的原那么，決定分兩步實施“3660 工程，一期工程合成氨能力180kt/a、尿素300kt/a，同時副產(chǎn)甲醇

2、60kt/a，要求盡可能采用經(jīng)過考驗，技術(shù)成熟，切實可行的先進工藝和設(shè)備，以確保平安生產(chǎn)，清潔生產(chǎn)，并為科學管理，文明生產(chǎn)，減少檢修工作量創(chuàng)造條件。公司經(jīng)考察、論證后決定選用南京國昌化工科技的“全自熱非等壓醇烷化工藝和氨合成技術(shù)，并委托國昌公司對合成氨原料氣凈化和氨合成裝置進行設(shè)計。2 系統(tǒng)組成2.1“全自熱非等壓醇烷化系統(tǒng)“全自熱非等壓醇烷化系統(tǒng)由中壓醇化、高壓醇化和高壓烷化三個子系統(tǒng)組成，工藝流程見圖1。圖1 “全自熱非等壓醇烷化工藝流程(n y li chn)示意圖2.1.1 中壓醇化(chnhu)系統(tǒng)中壓12.016.0MPa醇化(chnhu)裝置以產(chǎn)醇為主，將脫碳氣中3.58.0%的

3、CO+CO2大局部(jb)8090%轉(zhuǎn)化為甲醇。通過中壓醇化系統(tǒng)，醇氨比、甲醇產(chǎn)量(chnling)調(diào)節(jié)靈活，同時可以控制進入高壓醇化系統(tǒng)工藝氣中CO+CO2含量在1.501.80%的指標范圍內(nèi)。中壓醇化系統(tǒng)的主要設(shè)備是中壓醇化塔，采取南京國昌公司的GCR202Y型二軸二徑催化劑自卸結(jié)構(gòu)，下部設(shè)有換熱器，見圖2。該塔操作彈性較大、塔阻力低，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。表1 GCR202Y型1600中壓醇化塔主要技術(shù)參數(shù)塔型GCR202Y二軸二徑催化劑自卸式結(jié)構(gòu)塔徑 mm1600塔凈空高 mm18000催化劑裝填量 m319.5設(shè)計生產(chǎn)能力 ktCH3OH/a50內(nèi)件運行阻力 MPa0.3來自原料氣壓

4、縮機0五段出口脫碳氣體12.0MPa與中壓醇化循環(huán)機1出口氣混合后進入油水別離器2，別離油水后進入中壓醇化塔3內(nèi)外環(huán)隙換熱冷卻塔壁，由下部進入中壓醇化塔下部換熱器管外換熱，溫度升至210左右由中心管升至0米與f0冷激氣混合后進入第一軸向?qū)臃错?，反響后的氣體與f1冷激氣在菱形分布器混合后進入第二軸向?qū)臃错?，反響后的氣體與f2冷激氣在外分布筒混合后沿徑向進入第一徑向?qū)臃错懀错懞蟮臍怏w在內(nèi)集氣筒與f3冷激氣混合后沿徑向進入第二徑向?qū)臃错?，反響?50的氣體進入中壓醇塔下部換熱器的管內(nèi)換熱，溫度降至120依次去軟水加熱器4和水冷器5，氣體溫度降到35左右進中壓醇別離器6進行氣液別離，別離甲醇后的氣體

5、去壓縮機的六段進口，經(jīng)壓縮機加壓后去高壓醇化系統(tǒng)。 圖2 中壓醇化塔結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 高壓醇化(chnhu)系統(tǒng)高壓醇化裝置以凈化為主，系統(tǒng)(xtng)進口氣體中CO+CO2控制(kngzh)在1.501.80%能夠(nnggu)保證系統(tǒng)自熱反響(fnxing)而又不需開循環(huán)機。在高壓條件下CO、CO2醇化反響的轉(zhuǎn)化率非常高，系統(tǒng)出口氣體中的CO+CO2200ppm，保證了工藝氣極高的凈化度。高壓醇化系統(tǒng)的主要設(shè)備是高壓醇化塔，采取南京國昌公司的GCR202Y二軸二徑催化劑自卸結(jié)構(gòu)見圖3，高壓醇化塔的主要技術(shù)參數(shù)見表2。表2 GCR202Y型1400高壓醇化塔主要技術(shù)參數(shù)塔型GCR202Y

6、二軸二徑催化劑自卸式結(jié)構(gòu)塔徑 mm1400塔凈空高 mm16000催化劑裝填量 m314.5生產(chǎn)能力 ktCH3OH/a10內(nèi)件運行阻力 MPa0.3來自壓縮機0六段出口25.6MPa的氣體，經(jīng)高壓醇烷化系統(tǒng)的新鮮氣油分7別離油水后進入高壓醇化塔9內(nèi)件與環(huán)隙之間自上而下?lián)Q熱，換熱后的氣體經(jīng)高壓醇化換熱器10進一步提溫后，進入高壓醇化塔內(nèi)件下部換熱器，溫度升至210由中心管進入催化劑床層反響催化劑床層氣體路徑與中壓醇化塔相似，此處略，溫度升至240，氣體中CO+CO2200ppm時出塔，依次進入高壓醇化換熱器10、高壓醇化水冷器11，溫度降到35左右進入高壓醇化甲醇別離器12，別離副產(chǎn)的甲醇后去

7、進高壓醇洗塔13，洗滌別離后的氣體去高壓烷化系統(tǒng)。2.1.3 高壓(goy)烷化系統(tǒng)高壓烷化系統(tǒng)(xtng)的作用是將高壓醇化系統(tǒng)出口工藝氣中微量的CO+CO2200ppm甲烷(ji wn)化反響(fnxing)，深度凈化工藝氣，確保高壓(goy)烷化系統(tǒng)出口工藝氣中的 圖3 高壓醇化塔結(jié)構(gòu)示意圖CO+CO210ppm。表3 GCR201Y型1200高壓烷化塔主要技術(shù)參數(shù)塔型GCR201Y二軸一徑催化劑自卸式結(jié)構(gòu)塔徑 mm1200塔凈空高 mm16000催化劑裝填量 m311.5內(nèi)件運行阻力 MPa0.2高壓烷化系統(tǒng)的主要設(shè)備是高壓烷化塔圖4，采取南京國昌公司的GCR201Y型二軸一徑催化劑自

8、卸結(jié)構(gòu)見圖4，高壓烷化塔的主要技術(shù)參數(shù)見表3。來自高壓醇化系統(tǒng)的氣體進入高壓烷化換熱器14換熱，溫度升到180左右后進入提溫換熱器15換熱，換熱后的260高溫氣體進入高壓烷化塔16催化劑床層反響，將氣體中微量的CO+CO2200ppm轉(zhuǎn)化為H2O和CH4，反響后的氣體離開烷化塔進入高壓烷化換熱器的管內(nèi)換熱，溫度降到65左右進入高壓烷化水冷器17，離開高壓烷化水冷器的35氣體進入高壓烷化氨冷器18進一步冷卻，氣體溫度降到8進入高壓烷化水別離器19進行氣液別離，別離后的氣體CO+CO含量小于10ppm去氨合成系統(tǒng)。 “全自熱非等壓醇烷化工藝中，中壓醇化系統(tǒng)單獨配置循環(huán)機1。高壓醇化和高壓烷化共同設(shè)

9、置循環(huán)機20，通過設(shè)置控制閥門做到各自獨立或串聯(lián)使用。由于高壓醇烷化正常不開循環(huán)機20，主要在催化劑升溫復原和開停車時使用，高壓醇烷化循環(huán)機20配置一 圖4 高壓烷化塔結(jié)構(gòu)示意圖臺，氨合成循環(huán)機通過閥門的切換(qi hun)可以作為高壓醇烷化循環(huán)機的用途。2.2 氨合成(hchng)系統(tǒng)2.2.1 氨合成塔氨合成(hchng)系統(tǒng)的核心設(shè)備是氨合成塔，采取南京國昌的GCR212ZY型二軸二徑催化劑自卸結(jié)構(gòu)，一個層間換熱器和一個下部(xi b)換熱器均處在催化劑中間見圖5，其主要(zhyo)技術(shù)參數(shù)見表4。表4 GCR212ZY型2000氨合成塔主要技術(shù)參數(shù)塔型GCR212ZY型二軸二徑催化劑自

10、卸式結(jié)構(gòu)塔徑 mm2000塔凈空高 mm18000催化劑裝填量 m333.5生產(chǎn)能力 kt/a經(jīng)濟運行：180實際能力：200內(nèi)件運行阻力 MPa0.40.60.40.62.2.2 工藝流程經(jīng)循環(huán)機1加壓的循環(huán)氣進入循環(huán)機油分2別離氣體中的油，別離后的循環(huán)氣分兩路：一路約占總氣量30的氣體作為合成塔一次氣沿氨合成塔4塔壁自上而下，冷卻塔壁后一局部用作冷激氣送至塔頂作為f2冷激氣調(diào)節(jié)第一徑向?qū)訙囟龋硪痪植繗怏w與另一路約占總氣量70的氣體混合進入熱交換器3管間，與管內(nèi)氣體換熱至180后分四路進入氨合成塔。 f0塔副線由塔頂進入氨合成塔調(diào)節(jié)零米溫度； f1冷激氣從塔頂進入催化劑層調(diào)節(jié)第二(d r)

11、軸向?qū)訙囟龋?f3從塔底進入(jnr)一徑向?qū)又行膿Q熱器，調(diào)節(jié)第 二徑向(jn xin)層溫度； 二次入塔氣經(jīng)下部(xi b)換熱器換熱后與f3集合(jh)進入層間換熱器； 反響后的工藝氣經(jīng)下部換熱器換熱后，溫度300離開氨合成塔。反響后的氣體經(jīng)廢熱鍋爐5換熱副產(chǎn)1.3MPa的蒸汽后進入換交換器管內(nèi)加熱入塔氣， 圖5 氨合成塔結(jié)構(gòu)示意圖換熱后進入水冷器6冷卻至36左右進入冷交換器7換熱段回收冷量，然后進入冷交換器的別離段別離液氨。別離液氨后的氣體進入氨冷器8降溫后與補充的新鮮氣集合進入氨別離器9進行氣液別離。別離后的氣體進入冷交換器殼程換熱，換熱后的氣體經(jīng)循環(huán)機提壓、熱交換器換熱后進入氨合成塔

12、進行氨合成反響。冷交換器和氨別離器別離下來的液氨送往氨罐見圖6。圖6 氨合成系統(tǒng)工藝流程示意圖3 催化劑的升溫復原及系統(tǒng)運行3.1 催化劑的升溫復原中壓醇化、高壓醇化、高壓烷化、氨合成的催化劑升溫復原期間比擬順利，從2006年9月29日20:30高壓烷化升溫開始，到2006年10月13日06:00四套系統(tǒng)的催化劑陸續(xù)復原結(jié)束轉(zhuǎn)入輕負荷運行。由于新建裝置較大，單元數(shù)較多，因此為了穩(wěn)妥起見，催化劑首次升溫復原的順序：首先利用脫碳氣對高壓烷化催化劑進行升溫復原，再利用合格的烷化氣即高氫對中壓醇化催化劑復原，中壓醇化催化劑復原還未結(jié)束時對高壓醇化催化劑升溫復原，合格的烷化氣最后供氨合成催化劑升溫復原。

13、3.1.1 非等壓醇烷化系統(tǒng)(xtng)催化劑的復原(f yun)高壓(goy)烷化塔裝填(zhun tin)四川亞聯(lián)生產(chǎn)(shngchn)的KJ108-2Q型鎳系催化劑11.28m3，20個小時順利完成了升溫復原。中壓、高壓醇化塔催化劑裝填南化研究院生產(chǎn)的C207和C306，全部采用高氫、高空速整體復原法。升溫復原過程分為升溫期、復原初期、復原中期和復原末期四個階段，在整個復原過程中催化劑床層溫度控制平穩(wěn)、出水順利。中壓醇化和高壓醇化催化劑升溫復原時間均為85小時左右。3.1.2 氨合成催化劑的復原氨合成系統(tǒng)采用浙江工業(yè)大學研制的A301亞鐵基氨合成催化劑，裝填量33.5m3。復原過程采用分

14、段復原法，每段升溫復原出水均錯開進行，上段催化劑復原主期結(jié)束，下段催化劑進入復原初期，保證在復原過程中水汽濃度指標合格，同時防止上段催化劑大量出水，下段催化劑出現(xiàn)反復氧化復原的現(xiàn)象，從而保證了復原后的催化劑具有較高的活性。各層催化劑依次經(jīng)過升溫期、復原初期、復原主期、復原末期四個階段，整個升溫復原過程按照“三高四低高空速、高氫、高電爐功率和低水汽濃度、低溫、低氨冷溫度、低壓力的原那么進行，床層溫度及其它各項指標控制平穩(wěn)。氨合成催化劑升溫復原190小時。3.2 系統(tǒng)運行2006年10月13日氨合成催化劑復原結(jié)束后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入輕負荷并逐步加負荷，平均到達日產(chǎn)合成氨600噸，甲醇折精醇230噸，根據(jù)估

15、算中壓醇和高壓醇產(chǎn)量分別為195噸和35噸。如果前工序條件具備，中壓醇產(chǎn)量還可以適當提高。高壓醇不帶電爐不開循環(huán)機，進塔氣中CO+CO2含量1.21.8%能夠完全實現(xiàn)自熱平穩(wěn)操作。系統(tǒng)自投運以來，生產(chǎn)一切正常，滿足了設(shè)計的要求見表5。4 結(jié)論根據(jù)生產(chǎn)的運行情況可知：南京國昌化工科技的“非等壓醇烷化和氨合成技術(shù)在我公司“3660一期工程應(yīng)用非常成功，系統(tǒng)運行平安、穩(wěn)定、可靠，運行指標到達或優(yōu)于設(shè)計值。4.1 非等壓醇烷化系統(tǒng)(xtng)1操作彈性(tnxng)大，將原料氣中CO+CO2幾乎(jh)全部轉(zhuǎn)化成甲醇副產(chǎn)品，醇氨比調(diào)節(jié)靈活(ln hu)，完全實現(xiàn)了調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和凈化的目的。2凈化度高：

16、高壓醇化(chnhu)系統(tǒng)出口CO+CO2為140180ppm，烷化氣的微量CO+CO25ppm，對減少有效氣體損失，保護合成氨催化劑，延長合成氨催化劑使用壽命十分有利。31600中壓醇化塔、1400高壓醇化塔和1200高壓烷化塔操作方便，調(diào)節(jié)控制平穩(wěn)，各催化劑層升、降溫快捷易行，催化劑升溫復原操作方便、催化劑復原徹底。4中壓醇化系統(tǒng)、高壓醇化系統(tǒng)、高壓烷化系統(tǒng)阻力小，有效地降低了壓縮機功耗。5系統(tǒng)實現(xiàn)自熱平衡，高壓醇烷化裝置正常生產(chǎn)時不開循環(huán)機。 表5 系統(tǒng)生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)2007年1月9日運行指標設(shè)計值運行值備注2000氨合成系統(tǒng)合成氨產(chǎn)量 t/d600600壓縮機滿量為600t/d系統(tǒng)壓力

17、MPa25.02223塔阻力 MPa0.60.5系統(tǒng)阻力 MPa1.81.7氨凈值 %1211分析數(shù)據(jù)循環(huán)機三臺全開設(shè)計兩開一備12.5計算數(shù)據(jù)入塔甲烷含量 %1623入塔氨含量 %3.0氨冷0-53.0氨冷0合成塔同平面溫差 25181600中壓醇化系統(tǒng)系統(tǒng)壓力 MPa15.01012醇化塔阻力 MPa0.60.33系統(tǒng)阻力 MPa1.00.4系統(tǒng)進口CO+CO2 % 4868系統(tǒng)出口CO+CO2 %0.71.50.71400高壓醇化系統(tǒng)系統(tǒng)壓力 MPa25.02224醇化塔阻力 MPa0.60.1系統(tǒng)進口CO+CO2 %1.21.81.22.0系統(tǒng)出口CO+CO2 ppm200501601200高壓烷化系統(tǒng)系統(tǒng)壓力 MPa25.02224烷化塔阻力 MPa0.60.1系統(tǒng)進口CO+CO2 ppm200140180系統(tǒng)出口CO+CO2 ppm10254.2 氨合成(hchng)系統(tǒng)1南京國昌公司(n s)開發(fā)、設(shè)計、制造的國產(chǎn)化最大的第一臺2000軸徑向氨合成塔和氨合成系統(tǒng)，在我公司得到了成功的應(yīng)用，并且技術(shù)非常先進(xinjn)可靠。GC型反響(fnxing)器的大型化無論是平面溫差(wnch)、氣體分布等工藝參數(shù)還是結(jié)構(gòu)的可靠性等方面，都具有很大的優(yōu)勢。22000合成塔內(nèi)件使用后的