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合成氨装置联醇工艺流程方法.pdf

合成氨装置联醇工艺流程方法

gooyue168
2010-05-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《合成氨装置联醇工艺流程方法pdf》,可适用于工程科技领域

©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet石油与天然气化工合成氨装置联醇工艺流程方法滚勇沪天化集团公司合成氛厂摘要合成氛装五联醉工艺是目前增产节能、增加品种和提高效益的工艺技术改造方法之一。本文通过对工艺流程的分析,提供出几种联醉工艺流程,并对各种流程的优劣进行了初步比较,供大、中、小型合成氮装置工厂管理人员、技术人员参考。主题词合成氛装兰联醉流程大中型合成氨装置经过增产节能技术改造后,生产能力有所提高,夭然气消耗大大降低,取得了显著的节能降耗和降低成本的效果。但随着原材料的不断涨价,成本仍呈上升趋势,不少企业经济效益明显下降,甚至亏损。当前,各企业为了保证盈利,提高效益,从内部管理上下功夫,从增加产品品种,多种经营中找出路,取得一定成绩。本文仅对中小化肥行业合成氨装置联醇改造进行工艺分析,以使大中型合成氨装置进行这种改造工作,从中能得到一点有益的启示。合成氮装置联醉的优势甲醇化装置既生产了甲醇又净化了合成气在合成氨原料气的生产过程中,将生成一定量的、,虽然经过变换、脱碳工序处理,仍然有部分、存在,必须经过精脱才能得到合格的合成气,目前一般采用低变,铜碱洗或甲烷化等方法来将其变为废气或转化为甲烷等,这样不仅污染了环境,而且增加合成惰气,浪费了原料。甲醇的原料是、和,利用甲醇装置就可将氨合成气中不需要的成份、用来作为甲醇原料,生产粗甲醇或精甲醇,同时也使氨合成气得到净化,提高了合成气的有效成份。联醇装置投资省、见效快根据联醇装置流程的不同,有不同的投资和收益。但与整套甲醇装置相比,可减少公用工程与造气部分的投资。建一套万吨的甲醇装置投资在万元至万元之间。而同样规模的联醇装置仅为,投资仅为万元至万元之间,投资回收期一年,大大快于整套甲醇装置。市场适应性强联醇装置投用后,可以根据市场需求变化、价格变化,适应调整二氧化碳、液氨和甲醇的产量,在有限的夭然气、电力供应下,创造最佳的经济效益。联醇装置有利于生产管理。进行联醇改造后,装置的生产适应能力增强了。除脱硫、造气等前半工序外,操作弹性大了,停产放空的机会大大下降。氨合成、冷冻系统故障,可以调整后生产甲醇。产品成本低采用联醇装置,各种有效成份得到充分利用,甲醇合成与氨合成的驰放气略经处理就可互为原料。串联型的联醇还可使氨合成驰产气量减少,相对产量上升。按目前天然气元标立方米计算,中型化肥厂吨氨成本元之间,单一生产甲醇的一万吨装置,吨甲醇成本元以上,而采用联醇工艺,吨甲醇成本只有元左右,吨氨成本略降元左右。有利企业的进一步发展实现联醇工艺后,产品成本降低,企业进入市场的产品也由单一化肥转变为化肥与化工原料、民用燃料并重,增强了企业在市场中的竞争能力。企业可以根据市场对化肥、粗甲醇以及精甲醇的需求,调整生产。企业还可以根据市场需求进一步开发混醇高热值燃料、甲醛、聚甲醛、醋酸、甲酸甲脂,各种脂肪酸甲脂⋯⋯。使企业的产值和利润不断增加。联碎的原料工艺路线企业原合成氨装置工艺流程不同,根据市场需求,发展规划和资金筹措的不同,有不同的原料路线,各有其优缺点。©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet第卷第期合成氛装豆联醉工艺流程方法一段转化炉出口联醇从一段转化炉出来的转化气,分为两路,一路走原流程生产合成氨,一路走联醇装置生产甲醇。见图脱硫一段转化粗甲醉二二段转化化化脱甲甲烷化式铜洗洗分分离器器器压缩缩压压缩缩缩氨合成成甲甲醇合成成一一·········脱脱脱硫硫硫,变换换换压压压缩缩缩分分分离离离氨合成成成压压压缩缩缩图该原料路线可以通过调整进入甲醇二段转化炉的纯氧量来配制完全符合生产甲醇的合成气,不受原装置其它工序的条件限制。甲醇产量高,适应市场变化强,当化肥销不出去严重亏损时,可只生产甲醇。但是,相对投资大,包括新上申醇二段转化炉及换热系统,空分装置、甲醇合成气压缩机与循环机等,万吨联醇装置大约投资在万元。另外对一段转化炉出口的三通以及调节系统有特殊要求,其设计、材质、施工及操作均有一定难度。该方案除驰放气回收外是一个并联流程,最适合脱硫与一段转化炉有一定潜力的装置,也适用于资金来源充足,准备发展后加工的企业或结合企业技术改造一并考虑。该方案属于抽注气式流程,适合于装置中变换、脱碳是“瓶颈”,有驰放气氢回收的装置。该方案可以结合合成氨装置增产技改进行。适宜副产万吨以下的甲醇。若要上万吨以上装置,将出现氮过剩,必须采用二段转化炉用富氧空气或进入合成前除掉二部分过剩氮的技术。脱碳气精脱联醉该联醇工艺有两种主要方式其一,脱碳气经压缩进入甲醇合成循环系统,分离甲醉后的气体抽出一部分经铜碱液把关,再送去生产合成氨。属于串联流程中循环加铜碱洗的方式,适用于中小型合成氨装置。见图称称三育环环环环环环环环环环环环环环环环环环环环脱脱脱硫一一服乡凡厂亡口习土甲目争厂一口缩缩缩图图图图图图图图图图图图图图图图氨氨氨合成成成压缩铜碱洗洗洗甲醉合成成成变换炉进口联醇从二段转化炉出来的转化气经换热后分为两路,一路走原流程进变换炉将一氧化碳变为氢气和二氧化碳,最终去氨合成装置生产液氨另一路转化气经冷却、分离水份后去联醇装置生产甲醇。见图该原料路线投资较低,一般仅用一万元,它不需要增加甲醇二段转化炉、高温换热器、锅炉、空分等设备。负荷分配三通和调节系统要求也低得多。但是,由于这种转化气中含有大量氮气,严重影响甲醇产量,压缩机和循环机要作一部分“无用功”,因而产量基本只有相同装置的一。在运行中必须采用大进大出,将甲醇合成后的驰放气返回变换炉进口。该方案属于抽注气式流程,适合于装置中变换、脱碳是“瓶颈”,有驰放气氢回收的装置。该方案可以结合合成氨装置增产技改进行。适宜副产万吨以下的甲其二,脱碳气经加压一次性通过甲醇合成,再通过甲烷化的双甲流程,也是串联流程,适用于大中型合成氨装置。装置的技术要求高于方式一,相同生产能力情况下甲醇产量和投资都低于方式一。见图攀攀少不迄脱脱脱硫硫硫一转化化化一变换图脱碳碳碳,压缩缩缩氨氨氨合成成成一压缩缩缩甲醉合成成成串联联醇的优劣串联联醇是目前普遍采用的一种方式。它具有投资最少,见效最快,净化氨合成气,流程短、简单等优点,特别是双甲流程。该流程没有低变炉,在净化氨合成气中副产甲醇,把整个装置看成一个©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet石油与天然气化工不可分割的整体,可以达到降低消耗,降低成本,提高效益,确保化肥支援农业的目的。由于是串入系统,它将受到系统各工序的一定制约,甲醇产量不如并联的大。对于亏损严重的小型化肥装置解决不了根本问题,转产甲醇还要扩大装置。综合利用的甲醇装置中小型合成氨装置,部分有铜碱洗系统作为合成气的把关,被脱除的、被作为废气排放入大气,驰放气不是作废气放空就是作为燃料,而驰放气中的与铜洗气中、正好用为甲醇的原料,甲醇的尾气还可回到变换作原料。一个年产万吨合成氨装置,可以建一套副产吨的甲醇装置,做到废物综合利用,美化环境。但投入产出比较高,基本上是其它联醇的一倍。我公司中型氮装置就采用这个方法,当时主要是从环保和综合利用出发,同时也是第一套低压甲醇合成装置试验。见图置占地小,吨甲醇能耗低。虽然投资大,维修费用高,但由于产量大,吨甲醇维修费用却较低,投入产出比较高。脱脱硫硫硫转化化化化化化化化化化变变变变变变变变变变变换换换脱碳碳氨氨合成成成压缩缩驰驰放气气变变压吸附附附附附附附附附附附附压压压压压压压压缩缩缩洗涤分离离甲醉合成塔甲醇合成塔有许多类型,主要有三种。副产蒸汽合成塔,利用水的换热即生产了一的蒸汽又将催化剂床层均衡的控制的最佳反应温度,这种方式可提供甲醇精馏用蒸汽,保证蒸汽自身平衡。均温式合成塔,在塔内进行进出口换热,保证催化剂床层顶部的起始温度和整个床层温度都均衡在最佳反应温度,以上两种甲醇合成塔都是在塔内进行热交换,催化剂装填量少,产出能力较低,因而多用在中小型甲醇装置。冷激式合成塔,用新鲜冷气作为温度控制源,调整每层催化剂床层反应温度,使之尽可能达到最佳反应温度。此塔型温度调节灵活,可以根据催化剂活性,使用时间进行及时调整。但每层催化剂均是上低下高,很难在最佳反应温度,只是在左右调节,要使其尽可能均温就必须增加层数,这样制造和装卸催化剂又很复杂,因此一般采用层为宜。冷激式合成塔阻力小,装填催化剂多,产出能力大,多用于大中型甲醇装置,中压合成。总之,联醇装置的工艺路线、压力等级、合成塔塔型均根据企业现有装置的实际情况,比如现有合成氨装置的工艺流程,附属设备、公用工程、仪表电器以及人员素质等,再结合市场需求、发展方向、资金筹措等来确定。粗甲醉产品图甲酵装笠的压力等级和合成琳甲醉装置的压力等级目前,采用最多的是低压合成和中压合成两种。低压合成一般在一于,设备制作、安装和维修容易、投资略低,维修费用低。对于万吨以下的小甲醇能耗低于中压合成。有利于双甲流程中甲烷化炉的选择,也有利于铜洗气和氨合成驰放气的回收利用。中压合成一般在一,压缩和设备要求高,高压下的甲烷化炉制作难度大,材质要求提高。大中型甲醇装作者简介袁勇男,年生,工程师,沪天化集团公司合成氨厂厂长年于沪州化工专科学校无机专业毕业,年月四川工业学院管理工程系工业管理专业毕业,年月四川省党校经济管理函授本科毕业。年来长期从事合成氨化工生产及技术管理工作。年《低负荷节能快速开车新工艺》获四川省科技进步二等奖。年《低温防腐脱硫技术的运用》获四川省科技进步三等奖。先后发表了《真空抽吸器的用途》、《一段炉超低负荷的投料与还原》、《动态氢氮比》、《系统动态管理》、《冷却器的腐蚀结垢与防治措施等十四篇论文「咚柳势‘。一一‘’谬飞蕾器‘©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet,,召肋介血威加坛’,乞。仇夕改碑邓一,,,助琳一,℃,,一一邪侧粥,扭,,扭,一,,,甸衍月口介拄,仇乞“歹‘乞即俨姗,,一,,,,,,,,口灿即介卿“艺歹只口九忍伍沉,,一,,,,,八矛口佗旅即歹六”葱”加吞州仇那孔,,一,,助,,一,,介,,,,一饥饥名尹习伽犷卜©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet,,一卜,,一,,一,加,‘乞。卿,儿,,,·,,,颐,坛拉夕,,讯饭一,扭妞卜一,,,讲一一扭,,,双之伍那‘,,一,,一,一,,,胆,琳,,琳,,,夕艺乞矛乞尹创刀乞酬成脚介,,一助

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