川化合成氨工艺概述

川化合成氨工艺概述内容摘要：

容器，这是实际操作中必须注意的问题。 流程叙述： 从吸收塔出来的工艺气体（ 700C）经分离罐（ 103— F），将气体中夹带的溶液分离下来，（ ㎡ /H）送往回流罐（ 113— F），工艺气再去合成气压缩机（ 103— J）一段出口的合成气甲烷化预热器（ 136— C）。 预热后进入高变炉后的甲烷化预热器（ 104— C）进一步预热，在104— C 出口设有旁路伐 TCV— 12 调节进甲烷化器的温度为 3160C，进入甲烷化器（ 106— D）的气体流量为 ， CO， CO2 总含量小于 %。 甲烷化器内装有一层镍触媒（ ），操作压力 ，气体中的二氧化碳和一氧化碳与氢气反应生产 CH4， H2O，出口温度为 3450C，经锅炉给水换热器（ 114— C）降至 1350C，再经锅炉给水预热器 115Ca降至 600C，再经过水冷器（ 115— C）降至。 进入净化气分离器（ 104— F），分离出冷凝液 ㎏ /H 排出，气体中的一氧化碳和二氧化碳含量降到 10PPm 以下去合成压缩系统。 第四 节 合成气的压缩与氨的合成 合成系统是合成气气氨生产的最后一道工序，这个工序主要包括合成气的压缩和氨的合成，冷冻分离，驰放气的回收和氨贮存装置。 一、压缩和氨的合成 新鲜合成气和循环的压缩是用一台抽气冷凝液式的高压蒸汽透平带动的三缸四段（第四段为循环段）离心压缩机（ 103— J）进行的。 流程叙述： 进 103— J 第一段新鲜合成气量为 （其中有 2912 Nm3/H 低压氢），温度为 380C，压力为 气体中甲烷含量 %， Ar含量 %，氮 %，氢 %。 一段出口气排出 4000Nm3/H，作脱硫加氢用外，其余气体分成两路（约各占 50%），一路去甲烷化预热器加热洗气后与另一路混合去水冷器（ 170— C），（从氢氨回收有 Nm3/H、温度为 40 度的高压氢回收入系统）一段出口气压力为 ，温度 1700C，两路器汇合后温度为 1390C，再进入氨冷器（ 129— C），其冷冻侧背压控制在 ，防止冻结。 出氨冷器后的温度为 ，进入分离罐（ 142— F）分离水分后再进入 103— J 二段压缩，设氨冷器的目的是在于节省高压段的功 耗，并可减少合成气中的水分，以保护压缩机的转子和提高产品氨质量，第二段压缩后气体温度为 1380C，压力为 经水冷器（ 116— C）温度降到 380C，再进入氨冷器（ 1130C），其冷冻侧背压控制在 ， 出氨冷器后的温度为 20度去分离罐（ 105— F），分离出水后进入第三段压缩，三段压出口温度 ，压力为，流量 Nm3/H，三段压缩出的新鲜气与合成塔出来的循环气（温度 ，流量 Nm3/H）混合，混合气温 ，经水冷器（ 124— C）冷却到 360C，又分成两路（每路气量约 50%），一路经第一氨冷器（ 117— C），第二氨冷器（ 118— C），使温度从360C → → ，另一路经热交换器与、从氨分离出来的较冷的混合气换热，温度降到 ，进入氨分离器（ 106— F）分离出液氨后，气体再通过热交换器（ 120— C）提高温度为 ，进入循环段压缩提压到 209 ㎏ /㎝ 2，温度 ，先去合成塔（ 105— D）进出气换热器（ 121— C），与出塔气换热，温度提高 1410C，再去合成塔进行氨合成反应。 合成塔的 设计是塔外预热，塔内有多层冷激式的缩口塔，塔内换热器置于的塔的上部，以利于安装配管及修理。 合成塔（ 105— D）内装有三层铁触媒，（第一层 死二层 m3，第三层 m3）共 m3。 进塔气分成两部分，一部分是主线气体经过触媒筐和筒体间的环隙得到部分预热并使塔壁温度保持在安全范围，然后再与出塔气在上部换热器（ 122— C）换热提温进入第一层触媒开始反应，另一部分气体，分三路进入第一、第二层触媒上部冷激调温和第三层内部换热器进行换热调温。 出塔气温度为 ，经过锅炉给水预热 器（ 123— Ca、 123C）把温度降到 1600C，再经过塔进出气换热器（ 121— C）进一步降到 ，然后与 103— J 三段压缩出口新鲜气混合，如此往复循环。 另外在合成系统设置了一个塔外开工加热器（ 102— B），以燃料天然气燃烧来加热进合成塔气体，作为氨触媒升温还原用，也可以用于停车后再升温用，被加热的气体直接在第一冷激线上进入氨触媒层的零米。 从氨分离器（ 106— F）分离出来的液氨 ㎏ /H 进入液氨中间贮槽 107— F（压力，温度 ）。 二、冷冻分离 氨冷系统是 为了供给合成系统冷冻量，并按合成系统的温度及流量输送成品液氨，冷冻系统的设计书适应合成压力较低和节省冰机负荷的三级氨冷系统。 流程叙述： 液氨中间贮槽（ 107— F）来的液氨，一部分直接送闪蒸罐（ 112— F）流量 30315 ㎏ /H，一部分（流量 2096 ㎏ /H，）送到冰机贮槽闪蒸气氨冷器（ 126— C），其余（ 17446 ㎏ /H）送到第二闪蒸罐（ 111— F），以保持液氨中间贮槽的液位稳定。 第一，二，三闪蒸罐与相应的合成系统中的第一，二，三氨冷器是按热虹吸原理进行冷冻蒸发循环操作的，第一闪蒸罐（ ， ）出来液氨除送第一氨冷器外，另外还要作为 103— J 一段出口氨冷器（ 129— C）、 103— J 二段出口氨冷器（ 1130— C）和驰放气回收循环氨水氨冷器（ A— EA701）冷却用，后三者用户蒸发的气氨进入第二闪蒸罐，多余的液氨也送往第二闪蒸罐，第二闪蒸罐（ ， 00C）的液氨除送第二氨冷器外，另外还要作为吹除气氨冷器（ 125— C）冷冻用，吹除气氨冷器和冰机贮槽闪蒸汽氨冷器的气氨送往第三闪蒸罐。 多余的液氨送往第三闪蒸罐（ ）的液氨送往第三氨冷器，还要抽出 ㎏ /H， 冷氨泵（ 120— J， JA）送出作为成品液氨一部分，以防止冷冻系统水的积累影响氨冷器的冷冻效率。 一台由中压蒸汽透平带动的二缸三段离心式冰机（ 105— J），用来平衡送往尿素及其它用户所需要的成品液氨和合成系统所需要冷冻量，将气氨再压缩冷冻成液氨循环使用。 由第三闪蒸罐出来的气氨（ 26311 ㎏ /H）送入冰机一段压缩，一段出口与第二闪蒸罐出来的气氨（ ㎏ /H）在缸内混合进行二段压缩，二段出口气先经水冷器（ 128— C）冷却后，再与第一闪蒸罐出来的气氨（ 9416 ㎏ /H）汇合后进入底三段压缩，三段出口的气氨进水冷器（ 127— CACB）冷却后成为液氨（ ㎏ /H），送入冰机贮槽（ 109— F）。 冰机贮槽（ ）的闪蒸气去闪蒸气氨冷器，将气体中氨冷凝分离出来（ 1031 ㎏ /H）送往第一闪蒸罐，闪蒸余气将送往氨回收系统进一步回收氨。 冰机贮槽的液氨一部分（ ㎏ /H）送往第一闪蒸罐，余氨（ 46300 ㎏ /H）经热氨泵（ 109— J， JA）提压与氨冷汇合，送往尿素。 每小时产品液氨 ㎏ /H（ 1200 吨 /天），压力 温度 300C 尿素停车时，产品氨全送氨球 冷冻系统中设有氨注射泵（ 117— J），其作用是从冰机贮槽吸取液氨喷射到合成气压缩机一段出口水冷器（ 170— C），前和二段出口水冷器（ 116— C）前吸收合成气中微量的二氧化碳，随后在 142— F， 105— F 作为冷凝液排出，另外还有一喷射点是在合成循环系统水冷器（ 124— C）之后，作为开工时合成系统防冻结之用。 （见图 2— 1） 三、驰放气回收系统： 为了统一较多氨产量和降低消耗定额这一矛盾，就要控制进合成塔气体中的惰性气体含量在 %，为此设置了塔后吹出气的液氨回收系统，即吹出气先经过一个氨冷器（ 125— C），降温后在分离罐（ 108— F）将 ㎏ /H 液氨分离出来，送入液氨中间贮槽（ 107— F），吹出气的氨含量将由 %降为 %，流量为 8148 Nm3/H， ,送到氢氨回收的高压驰放气洗涤塔（ C211）洗涤，洗涤后的驰放气流量为 Nm3/H（氨含量小于 5ppm）经洗涤塔出口加热器（ E216a、 b）加热到 400C 后进入一段、二段膜分离器进行分离（有 Nm3/H 的高压氢回到 170C 后、其中有 2912 Nm3/H 低压氢回到 103J 进口、膜分离尾气有 Nm3/H）。 中间液氨贮槽的贮罐气 Nm3/H（ NH3 含量 %）以及冰机贮槽出来的经氨冷分离后的闪蒸气 ，（ NH3 含量 %）汇合在一起，共计 Nm3/H，压力 进入低压闪蒸气洗涤塔（ C231）洗涤，洗涤后的驰放气计有 Nm3/H 汇同膜分离尾气 Nm3/H 送入一段炉混烧。 高压洗涤塔产生的氨水和低压洗涤塔产生的氨水一起送人氨蒸馏塔进行蒸氨，计有 的液氨返回 FRS100 前。 四、氨贮存系统 氨球的作用是贮存和调节液氨量。 在正常情况下，从合成氨没有液氨进入氨球（ L—FB101），氨球贮存的液氨由液氨输送泵（ L— GA101）将氨球内液氨抽出，加压至 18 ㎏ /㎝2 锅炉给水的化学药剂注入系统和三胺、双硝和其他用户。 在液氨输出泵（ L— GA101）出口与老厂之间总管旁路上没有氨蒸发器（ L— EA1003）用来加热从老厂倒入经涡轮流量计旁路来的液氨，将所产生的气氨送入氨球，以免氨球在开始接受液氨时骤冷，同时气氨也可以用来置换氨球，蒸发器外部有用蒸汽加热的热水来加热液氨，正常运行 时蒸发器不用。 为了保持氨球的压力（ ㎏ /㎝ ），设置小冰机（ L— GC101a）来抽气氮进行冷冻循环，冰机的运转是根据氨球的压力变化，可在 0~33~66~100%范围内自动调整负荷，正常情况下，小冰机负荷在 70~80%范围内，在冬季或大冰机（ 105— J）能力有富裕时，可不开小冰机，氨球的气氨通过 6NH547 管线输往 112— F，并通过 L— PCV— 101 自动控制氨球压力。 氨球的出口气氨量，一般为 877 ㎏ /H 先经过冰机入口分离罐（ L— FA1001），分离出液氨或油水后进入小冰机，使压力提高到 ，送往油分离器（ L— FA1002），分离油水排入排放槽（ L— FA1004）。 从排放槽回收气气氨进冰机入口循环压缩，出油分离器的气氨送入氨冷凝器（ L— EA1001），用冷却水冷凝，使气氨降温至 450C 成为液氨，液氨排入氨贮槽 （ L— FA1003）一部分送去作惰性气清楚器的冷冻剂用，大部分液氨被送回氨球，以此往复循环，维持氨球的压力稳定。 系统中气氨的惰性气，被聚集在氨冷凝器的顶部，送入惰性气清楚器（ L— EA1002），用液氨冷却，使夹带的气氨冷凝液为液氨，回收后送往氨球，惰性气排入大气放空。 由于技改后 冰机（ 105J）的夏季能力不足，新设置一台螺杆式小冰机（ L— GC101c），氨球的出口气氨量，一般为 2600 ㎏ /H 先经过冰机入口分离罐（ L— FA1005），分离出液氨或油水后进入小冰机，使压力提高到 ，气氨送入氨立式冷凝器（ L— EA1003），用冷却水冷凝，使气氨降温至 450C 成为液氨，液氨排入氨贮槽 （ L— FA1006）液氨被送回氨球， 第五节 锅炉给水及蒸汽系统 本装置的一个重要特点是充分利用合成氨工艺系统的余热来加热锅炉给水产生蒸汽，用以作为工艺系统的重要动力来源，驱动透平压缩机，泵和 工艺系统所需要的工艺蒸汽。 整个系统产生蒸汽约 308T/H，除供给合成氨系统自用蒸汽以外，还供尿素用汽约 T/H，因此稳定锅炉水和蒸汽系统的操作是使合成氨工艺系统稳定的关键。 一、锅炉给水系统 锅炉给水系统的主要任务是： （ 1）保证连续安全可靠的供给各台锅炉用水。 （ 2）给水品质要达到规定指标。 流程叙述： 水处理系统的精制水，用精制水泵（ W— GA404）送来，流量 ，温度 400C，压力 ， SIO2 含量 ＜ ，导电率 ＜ ㎝ ,先分别经过变换气锅炉给水 换热器（ 106— C）、贫液锅炉给水换热器（ 107— C）和甲烷化锅炉给水预热器（ 115Ca）进行预热到 1050C 左右，然后进入除氧器（ 101— C）上部。 在除氧器上部同时通入压力 的蒸气 ，用来进一 步加热锅炉给水，并在除氧气内加入联胺 ,以便彻底除氧 ,除氧器的操作压力为 ,温度 ,出除氧器的锅炉给水残氧含量 PPm， ,并在出口管线上加有通氨的管线调节 PH值 ,(104— J)加压送出 ,其中 (106— U),其余 吨 /时分别送人一段炉锅炉给水加热器（ AEC104），甲烷化锅炉给水加热器 (114— C),合成气锅炉给水加热器 (123— C、 123Ca)进行进一步的加热 ,使温度由 ,分别上升到 2720C,2740C，3120C,汇合后送往汽包 (101— F),同时经过注射泵往汽包注入磷酸盐作为缓防垢剂 . 几点说明 : (1)106— C,107— C 两个预热器前后的总管上设有副线 ,以调节工艺气及溶液温度 ,如果预热器因腐蚀泄露 ,为防止污染锅 炉给水 ,可以以改走副线 . (2)正常情况下 ,快锅给水泵作备用 ,快锅给水由 104— J/JA中间第五级叶轮抽出供给 ,当快锅给水压力在 PA— 81 降至 时 ,快锅给水泵 (B— GA101)自启动 ,以保证快锅用水 . (3)104— J 有透平和电动机带动的两台 ,电动泵处于备用 ,当给水量小于 200T/H,101— F 液位 LA— 122 低于 946mm 时 ,104— JA电动泵子起动 . 二 ,蒸发发生系统 本装置有各种锅炉六台 (不包括快锅 ),在合成氨生产满负荷时 ,产生。