工藝先進(jìn)性.doc

生產(chǎn)順序?yàn)椋涸鞖忤嗄z脫硫中低變換變換氣脫硫精脫硫脫碳合成氣壓縮雙甲氨合成尿素合成尿素造粒等步驟。造氣：是以無煙煤為原料，采用固定床間歇?dú)饣簹獍l(fā)生爐生產(chǎn)半水煤氣，半水煤氣經(jīng)除塵、洗滌冷卻后送至半水煤氣脫硫工段脫硫后送氣柜。造氣吹風(fēng)氣經(jīng)吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)進(jìn)一步燃燒回收熱量后排放。脫硫：采用栲膠脫硫法，分離出的硫泡沫經(jīng)熔硫后形成硫磺。脫硫后的半水煤氣經(jīng)靜電除焦油后，經(jīng)壓縮機(jī)加壓送入變換工段。變換：采用中、低、低變換工藝，在觸媒催化作用下，CO與水蒸汽反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為CO2和H2，冷卻、分離水后經(jīng)二次脫硫（栲膠法）送入脫碳工段。脫碳：采用變壓吸附脫碳，CO2氣體送尿素工段合成尿素，脫碳后的氣體經(jīng)合成氣壓縮機(jī)壓縮至7.58MPa后送雙甲工序。甲醇合成：采用低壓合成工藝，其目的是以生產(chǎn)甲醇作為對(duì)CO、CO2的凈化手段。來自脫碳后的氣體送甲醇合成塔中，在7.58MPa壓力下，H2與CO、CO2在催化劑的作用下反應(yīng)生成粗甲醇，粗甲醇經(jīng)精餾得到精甲醇。甲烷化：甲醇合成后氣體進(jìn)入甲烷化塔，使CO、CO2與H2反應(yīng)生成甲烷，作用是將甲醇合成后尾氣中微量的CO、CO2進(jìn)一步脫除。凈化后的氣體送往氨合成工段。氨合成：從合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段來的15MPa氫、氮?dú)馑腿氚焙铣晒ざ?，在高溫高壓及催化劑作用下，N2與H2進(jìn)行合成反應(yīng)，生成氨。合成的氣氨經(jīng)加壓、冷凝成為液氨入氨庫。未生成氨的H2、N2氣送合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段。尿素合成：尿素生產(chǎn)采用CO2氣提工藝。從CO2壓縮機(jī)來的高壓CO2經(jīng)過氣提塔，進(jìn)入高壓甲銨冷凝器。從高壓氨泵來的液氨，經(jīng)噴射器連同高壓洗滌器來的濃甲銨液一起進(jìn)入高壓甲銨冷凝器。從高壓甲銨冷凝器出來的氣、液兩相通過尿素合成塔反應(yīng)，液相進(jìn)入汽提塔，未合成氣則進(jìn)入高壓洗滌器回收氨和二氧化碳后后送入低壓吸收塔吸收后放空。由汽提塔來的氣提液進(jìn)入精餾塔精餾后，經(jīng)閃蒸槽閃蒸進(jìn)入尿液槽。尿液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)提濃后送至造粒機(jī)造粒。蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)蒸發(fā)冷凝器冷凝吸收后生成氨水至氨水槽，連同各工段回收的稀氨水及來自氨氫回收的稀氨水送解吸塔經(jīng)解吸、水解后，氣相進(jìn)入回流冷凝器回收氨，解吸殘液送入造氣夾套爐供造氣使用。變壓吸附脫碳第一段脫除大部分二氧化碳，出口氣中二氧化碳控制在812%，吸附結(jié)束后，通過多次均壓步驟回收吸附塔中的氫氮?dú)?。多次均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)還有0.06MPa（表）的壓力，然后逆著吸附方向降壓放空，直到吸附塔內(nèi)壓力放到常壓為止，易吸附組分被排放出來，吸附劑得到初步再生。再通過抽真空進(jìn)一步解吸吸附劑上殘留的吸附雜質(zhì)，吸附劑得到完全再生。吸附塔抽真空結(jié)束后，先與中間氣緩沖罐連通，用中間氣緩沖罐中的氫氮?dú)鈱?duì)吸附塔升壓，直到中間氣緩沖罐與吸附塔的壓力平衡為止，再用均壓氣和產(chǎn)品氣對(duì)床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進(jìn)入下一個(gè)吸附循環(huán)過程。經(jīng)過對(duì)第一段脫碳工業(yè)裝置的分析，多次均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)還有0.06MPa（表）的壓力，吸附塔解吸氣中的二氧化碳含量平均大于93%，其它為氫氣、氮?dú)狻⒁谎趸技凹淄椋挥捎诘谝欢纬隹跉庵卸趸伎刂圃?12%，與單段法變壓吸附脫碳技術(shù)出口氣中二氧化碳控制在0.2%相比較，吸附塔內(nèi)有效氣體少，二氧化碳分壓高，自然降壓解吸推動(dòng)力大，解吸出的二氧化碳較多，有相當(dāng)一部分二氧化碳不需要靠真空泵抽出來，因此噸氨電耗較低。第二段將第一段吸附塔出口氣中的二氧化碳脫至0.2%以下，吸附結(jié)束后，通過多次均壓步驟回收吸附塔中的氫氮?dú)?。多次均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)還有0.09MPa（表）的壓力（吸附壓力為0.8Mpa時(shí)），通過降壓放入中間緩沖罐，直到吸附塔內(nèi)壓力與中間緩沖罐壓力平衡為止，此時(shí)，吸附塔內(nèi)壓力在0. 005常壓 MPa（表）之間。通過抽真空進(jìn)一步解吸吸附劑上殘留的吸附雜質(zhì)，吸附劑得到完全再生。抽真空結(jié)束后，用均壓氣和產(chǎn)品氣對(duì)床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進(jìn)入下一個(gè)吸附循環(huán)過程。第二段吸附塔均壓結(jié)束后，吸附塔內(nèi)的有效氣體沒有直接放空，而是利用中間緩沖罐將其返回到第一段吸附塔加以回收。由此可知，二段法變壓吸附脫碳專利技術(shù)具有：氫氮?dú)鈸p失小、噸氨電耗低的優(yōu)勢，當(dāng)吸附壓力為0.8Mpa時(shí)，氫氣回收率為99.2%、氮?dú)饣厥章蕿?7%、一氧化碳回收率為96%、噸氨電耗為55度左右；當(dāng)吸附壓力為1.62.0Mpa時(shí)，氫氣回收率為99.5%、氮?dú)饣厥章蕿?8%、一氧化碳回收率為97%、噸氨電耗為22度左右。并且沒有任何氣體返回到氣柜和壓縮機(jī)，不會(huì)增加壓縮機(jī)的電耗和影響壓縮機(jī)的有效打氣量。投資比濕法脫碳低520%（含變脫投資）。氨合成塔目前，國內(nèi)中型氮肥廠采用的氨合成塔大致分為兩大類：其一是傳統(tǒng)的連續(xù)軸向流冷管式觸媒筐，另一種為新型的三層絕熱復(fù)合型觸媒筐。傳統(tǒng)的軸向流冷管式氨合成塔普遍存在著阻力降大、氨凈值低、催化劑活性差、氣體循環(huán)量大、水電消耗高、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)而遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)階段合成氨工業(yè)的發(fā)展。對(duì)絕熱復(fù)合型觸媒筐又分為全冷激和冷激-間接換熱兩種，全冷激設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單但氨凈值較低、氣體循環(huán)量大、水電消耗高、各段催化劑易同時(shí)中毒失活等缺陷。我國大型氨廠所采用的氨合成塔主要有Topsoe和Casale二種，這二種合成塔實(shí)際生產(chǎn)過程（包括對(duì)原Kellogg氨合成塔的改造）均顯示已取得巨大的成功。如采用Topsoe技術(shù)對(duì)國內(nèi)某廠Kellogg氨合成塔的改造結(jié)果表明：在相同的操作壓力（155bar）下，其氨凈值由原來的10.58%提高至13.8%；塔阻力由3.8bar降至1.8bar。采用Casale技術(shù)對(duì)國內(nèi)某廠Kellogg氨合成塔的改造結(jié)果表明：其氨凈值由原來的10.58%提高至15.3%；塔阻力由3.8bar降至1.82bar。阻力的降低意味著動(dòng)力的節(jié)省，而氨凈值的增加則反映了水、電消耗的降低和蒸汽產(chǎn)量的增加。節(jié)能效果非常顯著。二種塔型的主要特點(diǎn)是：結(jié)合軸向流動(dòng)氣體分布好、操作穩(wěn)定及軸徑向流動(dòng)阻力小、可裝填高活性小顆粒催化劑、氨轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)，將催化劑床分為一層軸向流動(dòng)，兩層軸徑向混流式絕熱床，使得全塔操作穩(wěn)定，阻力大幅度降低，氨凈值高。反應(yīng)氣在觸媒床間的降溫采用間接換熱，這種結(jié)構(gòu)既避免了合成塔內(nèi)件過于復(fù)雜又提高了出口氨濃度，且調(diào)節(jié)靈活。合理布置各部件，多裝催化劑，采用軸徑向混流改進(jìn)氣流分布，消除觸媒床死區(qū)，提高了容積利用率和催化劑利用率。設(shè)計(jì)高傳熱效率的塔內(nèi)換熱器，減少換熱器所占容積。簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于裝卸催化劑及維修。此外設(shè)計(jì)中還對(duì)設(shè)備的密封、熱應(yīng)力補(bǔ)償進(jìn)行充分考慮，以確保設(shè)備安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。二種型式氨合成塔主要參數(shù)比較 項(xiàng)目 TopsoeCasale