橋氮尿素800td技改方案

1、橋氮尿素800t/d技改方案（周新強(qiáng)）一、節(jié)能增產(chǎn)改造目標(biāo)指標(biāo)1.1 裝置能力裝置能力由400 t/d擴(kuò)至800 t/d1.2 消耗指標(biāo)消耗指標(biāo)有較大幅度的下降，改造前后消耗情況見(jiàn)下表：改造前后消耗比較表（以噸尿素計(jì)）單位原消耗改造后消耗氨kg585575蒸汽kg1300990冷卻水m3150110電kwh135120二、改造部分的項(xiàng)目2.1合成部分：增設(shè)高壓圈在尿素合成部分增加高壓甲銨冷凝器、第一尿素合成塔和汽提塔三臺(tái)高壓設(shè)備，把原來(lái)兩臺(tái)v=20m3尿素合成塔并聯(lián)作為第二尿素合成塔，使其在高壓部分形成一個(gè)高效循環(huán)的組合。氨升壓至20mpa(g)，經(jīng)原液氨預(yù)熱器后與co2氣體和部分甲銨液一起進(jìn)

2、入甲銨冷凝器進(jìn)行合成反應(yīng)，在此利用甲銨的反應(yīng)熱副產(chǎn)320kg/tur 0.75mpa(g)的低壓蒸汽，供下游的二段分解和一段蒸發(fā)工段使用。出甲銨冷凝器的氣-液混合物進(jìn)入第一尿素合成塔的底部，在操作壓力20mpa(g)、操作溫度為190條件下，脫水生成尿素，co2單程轉(zhuǎn)化率約為7475%。第一尿素合成塔出料經(jīng)減壓后送至汽提塔。在此利用2.5mpa（g）的高壓蒸汽加熱，將未轉(zhuǎn)化成尿素的大部分的甲銨分解分離和過(guò)剩氨分二路并聯(lián)流至第二合成塔合成尿素。汽提塔出液經(jīng)減壓至1.76 mpa(g)后送至中壓分解系統(tǒng)。汽提塔出氣nh3、co2與一段吸收塔來(lái)的一段甲銨液一并送至原兩個(gè)尿素合成塔，作為第二尿素合成塔

3、，此塔進(jìn)料nh3/co2摩爾比約為4.5左右，操作溫度約為188，co2單程轉(zhuǎn)化率為5860%。第一、第二、兩塔綜合總轉(zhuǎn)化率可達(dá)約80%。出第二尿素合成塔的溶液經(jīng)減壓至1.76 mpa(g)后與汽提塔出液一并送至中壓分解系統(tǒng)。2.2中壓分解系統(tǒng)由于增加高壓圈后，co2轉(zhuǎn)化率的提高和增加了高壓汽提塔，使得中壓分解負(fù)荷大大降低，差不多是原全循環(huán)工藝的一半，所以盡管裝置能力幾乎增加100%，中壓分解吸收系統(tǒng)可按原20萬(wàn)噸改造方案執(zhí)行。2.2 一段分解2.2.1 預(yù)分離器新增1臺(tái)1400予分離器并按要求配管。2.2.2 預(yù)蒸餾塔。原有一段分解、二段分解設(shè)備均不能滿足800t/d的生產(chǎn)能力。更換一臺(tái)14

4、00預(yù)蒸餾塔；擬布置在室外新建的框架內(nèi)。保留原275m2的一分加熱器。老預(yù)蒸餾塔作二分塔使用。新上一臺(tái)800的液位槽。2.2.3 一段吸收2.2.4 改造1100的一吸塔2.2.5.1精洗段更換5塊gcb型高效翅片塔盤(pán)，采用軟四氟墊片密封，提高傳質(zhì)傳熱效率。2.2.6.2鼓泡段變徑到1600（直筒段長(zhǎng)1.5米），并在增加的鼓泡段內(nèi)安裝1塊1600gc-a型液體高效分布板，原理同尿塔塔盤(pán)，既提高co2的吸收能力，又避免鼓泡段高速氣體容易產(chǎn)生偏流的現(xiàn)象。2.2.7 一吸冷卻器換熱面積核算現(xiàn)有3臺(tái)一吸冷卻器，f150+60+94=304m2一吸冷卻器換熱面積核算：噸尿素冷卻負(fù)荷24萬(wàn)大卡，小時(shí)產(chǎn)量2

5、5t，一吸冷卻器外移熱量600萬(wàn)大卡/小時(shí)，取平均傳熱溫度12，取換熱系數(shù)800（按有相變換熱考慮），換熱面積為：f=(2410425)/(12800)=625m2新增加一臺(tái)580m2的一吸冷卻器，保留94 m2的一吸冷，退役60 m2和150 m2的設(shè)備做它用。一吸冷卻器的換熱面積與操作溫差有關(guān)，為生產(chǎn)穩(wěn)定一般采用大流量小溫差操作。新增580m2的一吸冷卻器直接接入一吸塔，保留原94m2的一吸冷卻器串聯(lián)在新增580m2的一吸冷卻器的前面。現(xiàn)有2臺(tái)100m3/h及一臺(tái)320m3/h的軟水循環(huán)泵；更換一臺(tái)350m/h的軟水循環(huán)泵，水管按要求放大，退役一臺(tái)100m3/h的軟水循環(huán)泵。流程修改：預(yù)分

6、氣進(jìn)閃蒸熱利用段，然后接入94m2的一吸冷卻器（b）后面，再并聯(lián)進(jìn)入580m2的一吸冷卻器（a）。580m2的一吸冷卻器（a）與100m2的軟水冷卻器串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)軟水回路，由350m3/h軟水泵打循環(huán)；原94m2的一吸冷卻器（b）不設(shè)軟水冷卻器，由100m3/h軟水泵打循環(huán)形成另一個(gè)軟水回路。兩個(gè)軟水回路均考慮用部分新鮮軟水置換熱軟水送鍋爐房。設(shè)計(jì)新增的580m2的一吸冷卻器（a）回路配管，回路管徑為dn250；94m2的一吸冷卻器（b）的回路配管利用原管道現(xiàn)場(chǎng)修改，回路管徑仍為dn200。2.2.8.3 氨冷器按一般生產(chǎn)水平氨冷面積為40 m2/tu以上，改造后需要2540=1000m2，原

7、氨冷總面積約為1000 m2左右，可滿足生產(chǎn)。冷卻水需要配套滿足。 2.2.9.4 因資金原因惰氣精洗器暫不上，預(yù)留1400惰氣精洗器的設(shè)備位置。2.3低壓分解吸收系統(tǒng)：2.3.1二分塔改造現(xiàn)有裝置上有7006038二分塔一臺(tái)、f=94m2二分加熱器一臺(tái)。系統(tǒng)生產(chǎn)能力擴(kuò)大至800噸后 ，700二分塔的空塔氣速高達(dá)3.12m/s，而其液泛氣速為1.72m/s，因此這次改造二分塔需更換，為節(jié)約投資，可把原來(lái)1100的一分塔改造成二分塔使用。同時(shí)f=94m2二分加熱器也不能滿足擴(kuò)能后的生產(chǎn)需要，這次改造需新制一臺(tái)f=160m2二分加熱器，并把加熱蒸汽由原來(lái)1.2mpa中壓蒸汽改用甲銨冷凝器副產(chǎn)的0.

8、75mpa低壓蒸汽，可降低蒸汽消耗150kg/tur 。2.3.2二甲液預(yù)熱器為進(jìn)一步回收甲銨反應(yīng)熱，降低蒸汽消耗，這次改造增設(shè)二甲液預(yù)熱器，利用二分氣作熱源，把二甲液溫度從45加熱到95，每噸尿素可回收熱量69000kj，降低蒸汽消耗35kg/tur。同時(shí)可解決擴(kuò)能后裝置上二循一冷能力不足的矛盾 做到一舉兩得。 二甲泵：800t/d 尿素產(chǎn)量時(shí)，進(jìn)入一段系統(tǒng)的二甲液量為9745kg/h ，溫度為40，密度為980kg/ m3 ，則二甲液的體積流量為7745/980=11m3/h?，F(xiàn)有2臺(tái)4m3h的二甲泵，增加一臺(tái)9m3h的二甲泵；其中一臺(tái)4m3h的二甲泵可預(yù)留做精洗泵，與惰氣精洗器配套。氨水

9、泵：800t/d 尿素產(chǎn)量時(shí)，進(jìn)入一段系統(tǒng)的氨水量為5943kg/h ，溫度為35，密度為850kg/m3 ，則氨水的體積流量為3943/850=5.6m3/h?，F(xiàn)有1臺(tái)4m3h的氨水泵。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況：氨水泵現(xiàn)在打量很小，約2m3/h,氨水泵可暫不需改造；如遇到一個(gè)泵不能滿足生產(chǎn)時(shí)，可開(kāi)啟備用的二甲泵做氨水泵使用。2.4蒸發(fā)系統(tǒng)2.4.1真空預(yù)濃縮蒸發(fā)工藝現(xiàn)有尿素廠家在蒸發(fā)改造過(guò)程中一般都采用所謂的“三段蒸發(fā)流程“，即閃蒸按照一段蒸發(fā)器的模式增加了閃蒸加熱器，采用低壓蒸汽加熱。閃蒸加熱器的使用，在一定程度上可減輕一段蒸發(fā)分離器的負(fù)荷，但卻不利于降低蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽的消耗。如采用閃蒸加熱器后，蒸汽把

10、閃蒸后的尿液濃度即從原來(lái)的71%增至75%，閃蒸出液溫度也從原來(lái)的90增至100以上，而一段蒸熱能回收段殼側(cè)物料的冷凝溫度只有115左右，閃蒸加熱器提高了進(jìn)一蒸熱利用段尿液的溫度和濃度，縮小了物料的傳熱溫差，降低了一蒸熱利用段的效率，熱利用段回收的甲銨反應(yīng)熱將會(huì)減少，多余熱量就會(huì)轉(zhuǎn)嫁到一吸外冷器中去移走。增加外冷器負(fù)荷，而蒸氣消耗并沒(méi)有降低。因此這次改造可借鑒氨汽提法蒸發(fā)工藝技術(shù)，引進(jìn)真空預(yù)濃縮器新工藝，把閃蒸改造預(yù)濃縮器，中壓分解氣改引至新增的真空預(yù)濃縮器作加熱源，使尿液濃度由約70%濃縮至約85%，從而有效減輕一段蒸發(fā)加熱器和一吸外冷器的負(fù)荷，降低蒸汽消耗80kg/tur。蒸發(fā)造粒蒸發(fā)采用

11、三段加熱蒸發(fā)，以降低蒸汽消耗。閃蒸部分：原二蒸分離器作閃蒸分離器，原一蒸熱能利用段作閃蒸熱能利用段，原120m2二表冷作閃蒸冷。更換一臺(tái)1600一蒸分離器；更換一臺(tái)800一蒸加熱器(46m2/147m2)；一表冷暫不更換，將循環(huán)冷卻水改用一次冷卻水；新增一臺(tái)500的液位槽。二蒸部分：更換一臺(tái)2000二蒸分離器；更換一臺(tái)500二蒸加熱器（20）；更換一臺(tái)1100二表冷（284）?，F(xiàn)有兩臺(tái)120的二表冷，用靠北面的一個(gè)原120 m2的二表冷作閃蒸冷；另一個(gè)靠南面的原120 m2的二表冷保留，作二表冷（b）串聯(lián)于新增的一臺(tái)284m2二表冷（a）后面。一次冷卻水分別送一、二表冷，并聯(lián)連接。其中二表冷下

12、水接至閃蒸冷作其上水。一表冷及閃蒸冷的回水并聯(lián)后送一次水下水回路2.4.2一段蒸發(fā)加熱器一段蒸發(fā)加熱器加熱蒸汽由原來(lái)的1.2mpa中壓蒸汽改用高壓甲銨冷凝器副產(chǎn)的 0.75mpag低壓蒸汽加熱，可降低一段蒸發(fā)蒸汽消耗200kg/tur。解吸現(xiàn)有700解吸塔，不能滿足生產(chǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，恢復(fù)使用老600解吸塔?，F(xiàn)分為兩個(gè)并聯(lián)的解吸系統(tǒng)：解吸系統(tǒng)a由下列三臺(tái)設(shè)備構(gòu)成：700解吸塔作第一解吸塔(a)，109m2的氨冷器（作解吸冷凝器），60m2一吸冷（作解吸換熱器）。解吸系統(tǒng)b由下列設(shè)備構(gòu)成：600解吸塔作第二解吸塔（b），2臺(tái)原有的解吸換熱器，原解吸換熱器。2.5 主要?jiǎng)恿υO(shè)備改造2.5.1二氧

13、化碳?jí)嚎s機(jī)v=33.3373422.4 1273.15+40 0.1013440.97 273.150.10662-0.00056 = 14060m3/h =234m3/min現(xiàn)有打氣量為55m3/min的co2壓縮機(jī)兩臺(tái)，800噸產(chǎn)量時(shí)需增加一臺(tái)125m3/min的co2壓縮機(jī)。2.5.2液氨泵日產(chǎn)800噸時(shí)需要的液氨泵的液氨量為70m3/h，現(xiàn)有2臺(tái)20m3h的液氨泵，共計(jì)打液量40m3/h，增加1臺(tái)36m3h的液氨泵，800噸產(chǎn)量時(shí)開(kāi)三臺(tái)氨泵可滿足需要。2.5.3 一甲泵日產(chǎn)800噸時(shí)進(jìn)入一甲泵的一甲液量為26m3/h，現(xiàn)有2臺(tái)12m3h的一甲泵，共計(jì)打液量24m3/h，勉強(qiáng)能夠滿足，但

14、由于一甲泵檢修繁嚴(yán)影響生產(chǎn)，增加1臺(tái)16m3h的一甲泵，開(kāi)兩臺(tái)一甲泵可滿足生產(chǎn)要求。2.5.5蒸汽冷凝液增壓泵增加兩臺(tái)10m3/h蒸汽冷凝液增壓泵， 用于甲銨冷凝器汽包加水。2.6公用工程及工藝管道的改造1、日產(chǎn)尿素800噸時(shí)，循環(huán)冷卻水總量需增加至3660m3/h。2、日產(chǎn)尿素1000噸時(shí)，需增加2.5mpa高壓蒸汽8.6t/h，1.3mpa中壓蒸汽24.5t/h3、更換部分管道，改變部分工藝流程，可滿足日產(chǎn)800噸需要。設(shè)備布置1.室外0.00平面：新增一分塔及液位槽布置在一樓室外南面，600的解吸塔及60m2解吸換熱器（原一吸冷）布置于框架與造粒塔室外南面。高壓泵房廠房向北延伸6米，新增

15、一甲泵、液氨泵布置在內(nèi)。2.co2壓縮機(jī)一臺(tái)向東延伸兩跨布置。3.一樓平面：新增一臺(tái)9m3/h的二甲泵布置在原2#4m3/h的二甲泵（b）東邊；新增沖洗水泵布置原沖洗水泵的北面。4.二樓平面：一吸塔鼓泡段改造。5. 三樓平面：580m2的一吸冷卻器（a）布置在94m2的一吸冷卻器(b)的西面，兩個(gè)一吸冷卻器下移并布置在同一高度，方便一蒸加熱器尿液進(jìn)口的配管。原150m2的一吸冷卻器位置不變，改為二循一冷預(yù)冷器。二蒸分離器、二蒸加熱器布置在三樓中南面。6.四樓平面：一蒸分離器更換為1600設(shè)備，盡量上移，布置在四樓中北面。一蒸加熱器布置原來(lái)位置。7.五樓平面：內(nèi)菱形蒸發(fā)洗滌器布置在一表冷西面。新

16、增解吸冷凝器改為立式，布置在原解吸冷凝器的東面。新增二表冷（a）靠北布置，原靠南的二表冷（b）位置不變。原北面的二表冷作閃蒸冷凝器，布置在號(hào)軸線南面。原二蒸分離器移至原閃蒸分離器處，原一蒸加移至原二分位置。8.六樓平面：預(yù)分離器布置在框架東南角。惰氣精洗器布置在框架東北角。4.3.13改造后的主要設(shè)備 改造后的主要設(shè)備一覽表 序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）備注1預(yù)蒸餾塔140012一吸冷卻器580 m213二分加熱器160 m214軟水泵350m3/h15一蒸分離器1600371116一蒸加熱器47/146 m217冷凝液增壓泵10m3/h28二蒸分離器2000371119二蒸加20 m2110二

17、表冷（a）284 m2111液氨緩沖過(guò)濾器12002630112液氨緩沖槽5 m3113二表槽12m3114co2壓縮機(jī)125m3/min 4m20-125/220115液氨泵36m3/h 3ya-36/22116一甲泵16m3/h 3ja-16/22117二甲泵9m3/h 3ja（2）-9/2.5118沖洗水泵23m3/h119空氣壓縮機(jī)0.8m3/min120流化床gc型塔后流化床121包裝線122脫硫塔26002三、日產(chǎn)800尿素改造投資估算：由于前期橋氮在雙20工程上已經(jīng)進(jìn)行了一系列的方案并在靜止與運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備預(yù)定了一些設(shè)備，絕大部分都能利用到25萬(wàn)噸高壓圈改造中，故投資應(yīng)分為兩部分計(jì)算：

18、高壓圈投資部分：3.1靜止設(shè)備投資1、尿素合成塔160030000 1臺(tái) 500萬(wàn)元 2、高壓甲銨冷凝器120017000 1臺(tái) 600萬(wàn)元3、汽提塔120013000 1臺(tái) 500萬(wàn)元4、二分加熱器f=160 m2 1臺(tái) 25萬(wàn)元5、真空預(yù)濃縮換熱器10006300 1臺(tái) 60萬(wàn)元小計(jì)：約1685萬(wàn)元3.2動(dòng)力設(shè)備投資1、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)125m3/min （1臺(tái)） 350萬(wàn)元2、冷凝液增壓泵10m3/h （2臺(tái)） 5萬(wàn)元 小計(jì)：355萬(wàn)元3.3其它投資: 1管道閥門(mén)及儀表 200萬(wàn)元2、土建、安裝、防腐、保溫 100萬(wàn)元3、專利費(fèi) 300萬(wàn)元合計(jì)：約 萬(wàn)元四、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估(每年)1、 通過(guò)技術(shù)改造，尿素裝置可穩(wěn)定、低耗地保持日產(chǎn)800噸，尿素產(chǎn)量比現(xiàn)在每天提高400噸左右，新增尿素每噸利潤(rùn)按50元，生產(chǎn)天數(shù)按300天計(jì)算，一年可增加利潤(rùn)約600萬(wàn)