化肥公用工程培訓(xùn)材料課件

公用工程培訓(xùn)材料化肥事業(yè)部

2008年5月化肥事業(yè)部裝置慨況化肥事業(yè)部包括如下裝置:

合資公司:*一套林德空分裝置處理能力260000NM3/hr一套處理能力2000-2500噸/天的殼牌粉煤氣化裝置(包括U-1100磨煤與干燥、U-1200煤加壓與進(jìn)煤、U-1300氣化與合成氣冷卻、U-1400除渣、U-1500除灰、U-1600洗滌、U-1700廢水汽提與澄清、U-3000氣化氮?dú)庀到y(tǒng)、U-3100火炬與液化石油氣系統(tǒng)、U-3200氣化冷卻水系統(tǒng)、U-3300氣化工藝水系統(tǒng)、U-3400氣化蒸汽冷凝水系統(tǒng)、U-3500工廠與儀表空氣分配系統(tǒng)、U-3600化學(xué)品與柴油分配系統(tǒng))合成氨裝置:430000噸/年合成氨裝置，變換、低溫甲醇洗、甲烷化、合成系統(tǒng)、冷凍與氨儲(chǔ)存系統(tǒng);尿素裝置:荷蘭凱洛格大陸公司提供的斯太米卡幫的二氧化碳汽提法(原設(shè)計(jì)1620t/d擴(kuò)產(chǎn)后可到1900t/d),包括氨與二氧化碳的壓縮、合成與汽提、循環(huán)與解吸及水解裝置、蒸發(fā)造粒;雙氧水裝置:蒽醌法50000噸/年及80000噸/年裝置各一套;輔助裝置:供煤裝置、小空分裝置(能力1000NM3/hr)、火炬、污水處理、脫鹽水制備、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、成品包裝等輔助裝置公用工程概敘公用工程包括：水、電、汽、風(fēng)、氮?dú)狻?chǔ)運(yùn)、排水、火炬。水一次水（新鮮水）a、生活水b、高壓消防水、低壓消防水c、澄清池補(bǔ)充水d、一、二循（經(jīng)自吸泵）補(bǔ)充水e、小空分循環(huán)水補(bǔ)充水f、雙氧水循環(huán)水補(bǔ)充水g、合成小冰機(jī)103-L、生活水預(yù)熱器E-2111的冷卻水

水注：消防水穩(wěn)高壓水池容量1500M3，穩(wěn)壓泵二臺(tái)，壓力穩(wěn)定在7~9Kg/CM，如果低于6Kg/CM2,增壓泵啟動(dòng)，壓力可達(dá)10~12kg/CM2穩(wěn)壓泵參數(shù)：8L/S=30M3/hr增壓泵參數(shù)：100L/S=360M3/hr(五臺(tái)：三電兩柴）現(xiàn)場的水炮及較高的消防栓均由穩(wěn)高壓消防水帶，不能隨便亂用水循環(huán)水

1、雙氧水循環(huán)水：供二水、三水；三臺(tái)水泵，二臺(tái)220KW/hr，一臺(tái)350KW/hr2、一循(20000m3/hr)：主要向合成老區(qū)、尿素、水汽車間老區(qū)提供循環(huán)冷卻水；三開二備，2201-JA/JC/JE為電泵,功率為1000KW,流量為6250m3/hr,2201-JB/JD為汽泵，其中2201-JB有聯(lián)鎖，壓力低3.5Kg/m3啟動(dòng)3、二循(30000m3/hr)：主要向合資公司、合成新區(qū)提供循環(huán)冷卻水；三開一備，P8101-A/B/C/D,功率為1600KW,流量10000m3/hr水脫鹽水由水汽車間化肥老區(qū)制備，送合成水箱、快鍋水箱，分別經(jīng)104-J送合資公司、合成E-2102；P8411送合成E2103、E2104、E2401水汽車間老區(qū)脫鹽水制備裝置包括兩套固定床(100-120t/hr),兩套浮動(dòng)床(100－140t/hr),兩套反滲透(100t/hr)，三套混床。水2、工藝?yán)淠?/p>

F-2301(水分離器)、F-2102(1#冷凝液分離器)、F-2103(2#冷凝液分離器)、F-2104(3#冷凝液分離器)、F-2201(變換氣分離器)產(chǎn)生的工藝?yán)淠簳?huì)合后進(jìn)入T-2101汽提塔處理后一路經(jīng)P2101去混合器，一路去E-2102做鍋爐給水用，一路去E-2109冷卻后送污水處理或經(jīng)P2102送合資公司電電是由動(dòng)力事業(yè)部通過四條Φ240的電纜送入化肥事業(yè)部檢維修總配后，再送入下級(jí)所的四臺(tái)高壓開關(guān)的位號(hào)是：2113、2213、2313、2413全部化肥片區(qū)的高壓電機(jī)(6000V)現(xiàn)在已達(dá)41臺(tái)(未包括合資公司)老區(qū)有一臺(tái)事故發(fā)電機(jī)新區(qū)有一路事故電源從上游的合資公司來合資公司的電是由動(dòng)力事業(yè)部直供

風(fēng)（儀表風(fēng)和工廠風(fēng)）化肥事業(yè)部儀表風(fēng)正常情況下是由合資公司的儀表空氣和工廠空氣壓縮機(jī)C8361供給，只有在事故狀態(tài)和合資公司空分裝置停車后，才由水汽車間小空分裝置的儀表與工廠風(fēng)空壓機(jī)(2010-JA/JB/JC)提供。在合成新區(qū)2200單元內(nèi)有一套儀表空氣連鎖裝置，緊急情況下可以將合資公司3.7mpa的氮?dú)鉁p壓到儀表空氣系統(tǒng)，以補(bǔ)充儀表空氣的不足?；适聵I(yè)部工廠風(fēng)正常情況下也是由合資公司的儀表空氣和工廠空氣壓縮機(jī)C8361提供，合資公司空分裝置停車后，才由水汽車間小空分裝置的儀表與工廠風(fēng)空壓機(jī)(2010-JA/JB/JC)提供。事故情況下可以通過聯(lián)鎖裝置（PSV01與PSV02）將工廠空氣切除保證儀表空氣的穩(wěn)定氮?dú)庵袎旱?3.7mpa)、事故氮(0.7mpa)、低壓氮(0.45mpa)中壓氮(Mn)1、由合資公司的氮壓機(jī)C1461來(3.7mpa、160℃、27993NM3/hr)進(jìn)入甲烷化配氮2、去F2101用作催化劑升溫或設(shè)備置換用3、去E-2222中氮?dú)饫鋮s器冷卻后入T2206塔、T2203塔用作置換、吹掃、檢修4、由E-2222中氮?dú)饫鋮s器冷卻后的部分氮?dú)馔ㄟ^減壓閥PIC-102減壓到0.7mpa送入化肥事業(yè)部水汽車間小空分裝置的球罐用作低壓氮，另一部分通過管道送己內(nèi)酰胺事業(yè)部的低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)。氮?dú)馐鹿实?En)由合資公司的液氮泵(P7367)經(jīng)水浴式蒸發(fā)器(E7316)蒸發(fā)而來。液氮儲(chǔ)罐總量200M3，蒸發(fā)后每立方米的液氮可得600NM3的氣氮。1、去甲烷化E-2301A2、F2101、R2101A、R2101B3、用作2200單元泵的密封氮?dú)?、竄入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)，用作低壓氮?dú)猓┳ⅲ篜7367參數(shù)：83~100L/min0.75KG/c㎡揚(yáng)程89.2M

功率6.4KW氮?dú)獾蛪旱?NL)

低壓氮?dú)獾膩碓矗?、合資公司空分裝置的產(chǎn)品氮?dú)鈮嚎s機(jī)C17612、化肥事業(yè)部水汽車間小空分裝置(KSF-860-1杭氧)球罐400M3、200M33、由合資公司事故氮?dú)庋a(bǔ)充用途：1、合成老區(qū)裝置置換用2、雙氧水置換、穩(wěn)壓、調(diào)整氫效(從大球罐有一條DN50的專用氮?dú)夤芫€到雙氧水)3、尿素置換用4、合成新區(qū)：火炬與其他裝置置換用、T2203汽提用(19000NM3/hr)

火炬冷火炬DN400(按介質(zhì)分)熱火炬DN900(按介質(zhì)分)在火炬區(qū)劃分為：DN400為長燃火炬為熱火炬DN900為事故火炬為冷火炬供煤煤場擁有一個(gè)儲(chǔ)存量為36000噸的干煤棚和卸煤供煤的機(jī)械,用以儲(chǔ)存原料煤與向合資公司上煤*

正常

可接受濕度,%wtAR*（注1）3.8<10研磨指數(shù)78>50顆粒大小**,mm（注2）<50<50熱值(HHV),MJ/kgMF*（注1）28.3625.8-29.8灰份,%wtMF（注1）17.6<25灰%wt(SiO2+Fe2O3)/%wtAl2O31.97>1.85最終分析,%wtincoalMAF*（注1）

C84.1981.7-86.7H4.984.8-5.1N1.331.0-1.6S5.22<5.3Cl0.036<0.1O(差異)4.25平衡微量元素,ppmwtincoalAR（注1）

Cd-<0.5F-<300Pb-<10Se-<15Zn-<30As-<12Hg-<0.3氧化物,%wtinash

Na2O0.38<1.5K2O0.78<1.5P2O51.49<3煤代油工程合資部分(工程概況)配套生產(chǎn)裝置中石化巴陵分公司煤代油工程配套合成氨裝置改造的內(nèi)容包括：一氧化碳變換、酸性氣體脫除、甲烷化裝置、氨合成系統(tǒng)改造、新建冰機(jī)系統(tǒng)和工藝管廊六個(gè)主要部分，其中一氧化碳變換、酸性氣體脫除、新建冰機(jī)系統(tǒng)、工藝管廊為新建，甲烷化裝置和氨合成系統(tǒng)兩單元作部分改造。建設(shè)規(guī)模如下：合成氨裝置能力產(chǎn)氨量 1320噸/日（43.56萬噸/年）向外供液氨7萬噸/年年操作日330天（7920小時(shí)）巴陵分公司化肥裝置接受由合資廠送來的有效氣體（CO+H2）量為142000Nm3/h，除保留原有的氨合成外，尚需新建變換、酸性氣體脫除及氨冰機(jī)工序，甲烷化系統(tǒng)部分新建，處理氣量相當(dāng)于可日產(chǎn)氨1560噸（即年產(chǎn)量52萬噸），初步設(shè)計(jì)壓縮及氨合成裝置仍維持原日產(chǎn)氨1100噸能力不變（現(xiàn)合成氨裝置能力擴(kuò)大為日產(chǎn)1320噸，其他作相應(yīng)調(diào)整，以保證物料平衡），酸性氣體脫除后的工藝氫氣(純度為90.09%)外供27614Nm3/h，送巴陵分公司己內(nèi)酰胺裝置。煤代油工程合資部分(工藝流程)（1）卸煤、儲(chǔ)存及輸送*原料煤由鐵道線運(yùn)進(jìn)，經(jīng)翻車機(jī)卸煤至下煤斗，由輸煤皮帶送至干煤棚的門式堆取料機(jī)，或直接送到破碎樓；門式堆取料機(jī)既可向干煤棚堆煤，也可取煤送往破碎樓；原料煤在破碎樓被除鐵去木，并破碎成一定尺寸的煤塊，然后送往原料煤儲(chǔ)倉（V-1101A/B/C）。煤代油工程合資部分(工藝流程)工藝氣和粉煤在粉煤袋式過濾器（S-1103）中分離。在清潔氣中固體含量低于10mg/Nm3(濕基：最大4%Wt),清潔氣大部分循環(huán)以保持惰性氣紛（低氧含量≤8%），多余氣體排放。粉煤通過袋式過濾器旋轉(zhuǎn)給料機(jī)（X-1102A），排放螺旋機(jī)（X-1103A）輸送到粉煤加壓進(jìn)煤單元（U-1200）。（3）煤加壓及進(jìn)煤（U-1200）煤加壓及進(jìn)煤（U-1200）有A、B兩條線，每條線對(duì)應(yīng)兩個(gè)燒嘴。下面就A線說明。煤代油工程合資部分(工藝流程)粉煤從CMD送到粉煤儲(chǔ)罐（V-1201A），V-1201A連續(xù)充氮，防止空氣和濕的循環(huán)氣從氣體出口和CMD進(jìn)入系統(tǒng)。在開停車時(shí)，煤燒嘴循環(huán)線也返回粉煤進(jìn)入這個(gè)罐。輸送粉煤的氮?dú)馔ㄟ^粉煤過濾器（S-1201）排放，濾下的粉煤通過（X-1205A/X-1206A）回到V-1201A粉煤由重力從粉煤儲(chǔ)罐流入粉煤排放罐。當(dāng)這步完成后，接著隔離所有低壓設(shè)備，加壓到和給料罐（V-1205A）相同壓力后，打開兩罐之間的平衡閥。加壓用的是高壓氮?dú)?，氮?dú)馐峭ㄟ^通氣錐、通氣板和直接充入V-1204A，去通氣板的氮?dú)馐峭ㄟ^壓差控制的控制閥調(diào)節(jié)的。所有的操作都是開關(guān)程序控制的。煤代油工程合資部分(工藝流程)一旦給料罐（V-1205A）料位低到需要加入另一批煤時(shí)，粉煤放料罐的兩個(gè)底部閥打開，粉煤從粉煤放料罐（V1204A）排入粉煤給料罐（V1205A）。最后，開關(guān)程序控制隔絕，卸壓，粉煤排放罐（V-1204A）再裝滿。卸壓過程分三步，前兩步是通過限流和開關(guān)閥再通過粉煤過濾器（S-1201A）排入大氣，最后一步是通過放料罐和過濾器的兩個(gè)切斷閥使放料罐和過濾器達(dá)到壓力平衡。煤代油工程合資部分(工藝流程)（4）煤氣化（U-1300）正常運(yùn)行期間，所有四個(gè)燒嘴（A-1301A/B/C/D）在相同的條件下運(yùn)行（需要的最小控制精度在5%以內(nèi)）。燒嘴的生產(chǎn)能力主要取決于氣化爐入口和濕洗滌系統(tǒng)出口合成氣的壓力差，同時(shí)取決于下游所需的合成氣產(chǎn)量，后者由巴陵決定。氧氣和蒸汽的流量比保持常數(shù)。蒸汽通過過濾器加入，并在蒸汽/氧氣混合器中與氧氣混合。煤代油工程合資部分(工藝流程)粉煤流量的測定用特殊儀器來完成。通過交叉關(guān)聯(lián)流量控制（依據(jù)容量測量）和煤/氮?dú)鈶腋∥锩芏瓤刂疲ㄓ忙蒙渚€測量）來保證粉煤的穩(wěn)定供給。粉煤、氧、蒸汽混合后一起進(jìn)入氣化爐，在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成以一氧化碳和氫氣為主要成分的粗合成氣，在氣化爐出口用循環(huán)氣急冷使合成氣溫度降到900℃左右，然后利用鍋爐給水進(jìn)一步回收熱量產(chǎn)生中壓蒸汽，合成氣降到340℃左右進(jìn)入洗滌系統(tǒng)。合成生產(chǎn)工藝概況本裝置所采用的合成氨生產(chǎn)工藝，主要包括粗煤氣的CO變換，酸性氣體脫除，甲烷化，合成氨和氨冷凍等幾個(gè)步驟。粗煤氣的CO變換(一)從煤氣化裝置制得的粗煤氣中，除含有氫外，還含有較多的CO和少量的CO2。通過CO變換反應(yīng)將CO除去(CO+H20=CO2+H2+41.19KJ/mol)這樣既能把CO變?yōu)橐子谇宄腃O2，同時(shí)又可制得與反應(yīng)了的CO相等摩爾數(shù)的氫，而消耗的只是廉價(jià)的水蒸汽。因此，CO變換既是原料氣的凈化過程，又是原料氣制造的繼續(xù)。CO變換存在一個(gè)“變換深度”問題。CO可通過變換反應(yīng)轉(zhuǎn)為H2，另一方面，它在合成氨反應(yīng)中是毒物，因此，要求變換爐出氣中的CO含量越低越好。殼牌粉煤氣化產(chǎn)出的粗煤氣中CO含量高達(dá)60%（干基）粗煤氣的CO變換(二)左右，遠(yuǎn)高于石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化和Texaco水煤漿氣化工藝；同時(shí)H2S含量高，氣體流量大，為了適應(yīng)殼牌粉煤氣化送來的高硫粗煤氣工藝條件和滿足后序甲烷化精制工藝的要求，采用分段變換（一段耐硫預(yù)變換+兩段耐硫中變+一段耐硫低變）工藝。先在較高溫度下（預(yù)變換爐和中溫?fù)Q爐），將其中大部分CO變換，再在低變爐中于較低溫度下將剩余的CO變換完。因?yàn)樵谳^低溫度下反應(yīng)，剩余的CO含量可以到達(dá)足夠低的程度，一般可降到＜0.4%。在傳統(tǒng)合成氨工藝中，CO變換通常是在鐵-鉻和銅-鋅變換催化劑的存在下進(jìn)行的。硫是這兩種催化劑的毒物，使催化劑的活性大大降低。因此在高硫氣氛下，選用耐高溫的鈷-鉬耐硫變換催化劑是合適的。酸性氣體的脫除為了將前面所得的變換氣加工成純的合成氣，此外，硫化物是制造硫酸等產(chǎn)品的原料；二氧化碳是制造尿素、純堿、碳酸氫銨等產(chǎn)品的原料，還可以直接制成干冰或液體二氧化碳產(chǎn)品。所以，硫化物和二氧化碳不僅要脫除，而且要予以回收。酸性氣體脫除本裝置所用的酸性氣體脫除工藝是德國魯奇公司的低溫甲醇洗專利工藝,該工藝的吸收和再生過程是物理過程.酸性氣體在低溫甲醇溶液中溶解度很大,同時(shí)根據(jù)亨利定律先在硫化氫吸收塔和二氧化碳吸收塔中用甲醇溶液于較高的壓力下和很低的溫度下將原料氣中絕大部分硫化物和二氧化碳吸收下來;然后在硫化氫濃縮塔中,通過降低壓力閃蒸甲醇溶液得到較純凈的二氧化碳產(chǎn)品并通過多次閃蒸循環(huán)吸收和氮?dú)馄崾辜状既芤褐械牧蚧餄饪s,同時(shí)為系統(tǒng)提供大量的高位能冷量最后在熱再生塔中于較低壓力和較高溫度下將甲醇溶液吸收的硫化物和二氧化碳解吸出來,得到了含硫化物較高的酸性氣,同時(shí)甲醇溶液也得到了徹底再生.甲烷化及分子篩干燥經(jīng)過脫硫和脫碳以后的凈化氣還有約0.4％一氧化碳及0.1％的二氧化碳，本裝置是利用甲烷化反應(yīng)將它們除去的。CO+3H4==CH4(氣體)+H2O+熱量CO2+4H4==CH4(氣體)+2H2O+熱量此法可把合成氣中碳氧化物總量除去到10PPM以下。加ZNO脫化劑，完全吸收微量硫化物.合成氨反應(yīng)所需氮?dú)庠诩淄榛巴ㄟ^加入中壓氮?dú)鈦韺?shí)現(xiàn)。合成氣還要通過分子篩干燥，將含氧化物脫除到1PPM以下。再純凈的氫氮?dú)膺M(jìn)入合成塔進(jìn)行合成氨反應(yīng)。 氨合成在高壓及較高的溫度下，氫氮?dú)饣旌蠚庠诤铣伤?nèi)進(jìn)行氨合反應(yīng)。1/2N2+3/2H2==NH3(g)+46.22kj/mol這個(gè)是一個(gè)放熱和摩爾數(shù)減少的可逆反應(yīng)，在一定條件下（溫度、壓力、空速等）合成塔出口氣有一定氣體組成。反應(yīng)后氨含量10～20％，分離氨后的混合氣體又返回系統(tǒng)與新鮮合成氣加壓后混合。再經(jīng)過冷凍與分離就得到了最終的氨產(chǎn)品。尿素生產(chǎn)工藝概況本裝置所采用的斯太米卡幫二氧化碳汽提法生產(chǎn)工藝。主要包括原料二氧化碳的壓縮和液氨的加壓，尿素合成及二氧化碳?xì)馓幔蛪悍纸饣厥?，蒸發(fā)造粒等幾個(gè)步驟。在工藝生產(chǎn)中，尿素由氨和二氧化碳直接合成。生產(chǎn)尿素的化學(xué)反應(yīng)可用下述反應(yīng)式表示。氨和二氧化碳生成氨基甲酸銨（簡稱甲銨）2NH3（液）+CO2（氣）=NH2COONH4（液）+117.23KJ/mol上述反應(yīng)熱為壓力11.15Mpa,溫度160℃的數(shù)值。由反應(yīng)熱的數(shù)值可以看出這是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)。氨基甲酸銨脫水變?yōu)槟蛩胤肿邮絅H2COONH4（液）=（NH2）2CO(液)+H2O(液)-15.07KJ/mol上述反應(yīng)熱為160~180℃的數(shù)值。其總反應(yīng)為：2NH3（氣）+CO2（氣）=（NH2）2CO（液）+102.14KJ/mol氨基甲酸銨脫水變?yōu)槟蛩卣f明由于總反應(yīng)熱較大，故不僅反應(yīng)可以自熱進(jìn)行，而且還有熱量可以外用。由氨和二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨的反應(yīng)進(jìn)行的很快。如果有足夠的冷卻條件除去反應(yīng)熱，這個(gè)反應(yīng)幾乎可以反應(yīng)完全。因此，可以用控制冷卻程度的方法來控制甲銨生成反應(yīng)進(jìn)行的程度。氨基甲酸銨脫水變?yōu)槟蛩卣f明甲銨脫水生成尿素的反應(yīng)需在液相中進(jìn)行。只有在高溫下才能使甲銨處于熔融狀態(tài)，但在高溫下甲銨易分解，所以尿素的生成反應(yīng)必須在高壓下進(jìn)行。二氧化碳?xì)馓岱蛩睾铣煞磻?yīng)溫度為180~185℃,壓力為13.24~14.2Mpa.生成尿素的反應(yīng)速度比較慢，反應(yīng)物料在合成塔中要保證足夠的停留時(shí)間，一般在1小時(shí)左右。氨基甲酸銨脫水變?yōu)槟蛩卣f明生成尿素的反應(yīng)是可逆的，進(jìn)入合成塔的氨和二氧化碳不可能全部生成尿素，二氧化碳?xì)馓岱蛩剞D(zhuǎn)化率一般只有57~58%左右在CO2氣提法生產(chǎn)工藝中，尿素反應(yīng)液中未轉(zhuǎn)化的氨和CO2采用三級(jí)分離和分解。首先在合成反應(yīng)同等壓力條件下，用CO2進(jìn)行氣提，以分離出其中大部分未轉(zhuǎn)化成尿素的氨和CO2。然后減至0.15~0.25Mpa.加熱分解，最后閃蒸（真空）分離。所得到的70~75%濃度的尿素溶液經(jīng)兩段真空蒸發(fā)造粒，便得到含量為99.7%顆粒尿素產(chǎn)品。氨基甲酸銨脫水變?yōu)槟蛩卣f明分離出來的氣相氨和CO2用水為介質(zhì)經(jīng)過高壓（13.73MPa）,中壓（0.6MPa）,低壓（0.2Mpa）三次吸收后獲得的甲氨水溶液，返回合成系統(tǒng)，重新生成尿素正常生產(chǎn)時(shí)由合成氨車間冷凍系統(tǒng)液氨受槽（109F）經(jīng)升壓泵（125J）供應(yīng)。在升壓泵出口用冷氨泵（121J）補(bǔ)充少量冷氨，將溫度調(diào)整為40℃，出口壓力為2.35MPa，送尿素車間尿素部分液氨

液氨也可以由氨儲(chǔ)槽（120F）用液氨