2009年4月大氛限Apr.2009第32卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.32 No.2利用甲醇弛放氣聯(lián)產(chǎn)合成氨尹旭濤(河南煤業(yè)化工集團有限責任公司中原大化分公司,河南濮陽,457004)摘要理論分析甲醇弛放氣和合成氨轉(zhuǎn)化氣的特性,通過改造流程將甲醇弛放氣引至合成氨裝置,以提高合成氨產(chǎn)量,降低噸氨消耗,并分析了實際并網(wǎng)后對合成氨裝置的影響及采取的措施。關(guān)鍵詞甲醇弛放 合成氨轉(zhuǎn)化氣 產(chǎn)量措施河南煤業(yè)化工集團有限責任公司中原大化分表2理論甲醉弛放氣組成公司合成氨裝置采用國際先進的UHDE-AMV低_COCO2H2N02 CH,OH H9.0773.479.960.750.020.01能耗工藝流程技術(shù),以中原油田天然氣為原料,日產(chǎn)合成氨1000t。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,油田開發(fā)表3實際甲醇弛放氣組成9天然氣量的逐漸減少,油田給公司供應天然氣量CoHHg3.56460.19下降,裝置很少在滿負荷生產(chǎn),日產(chǎn)合成氨遠低于1000t,噸氨成本上升。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，由表2和表3相比較可以看出,實際弛放氣2005年年底新上1套煤化工項目,其中年產(chǎn)500kt的氫氣含量低于理論值,而氮氣含量高于理論值,甲醇于2008年5月順利投產(chǎn)。利用甲醇弛放氣這是由于煤化工氣化裝置在開車初期輸送煤粉是組分與合成氨轉(zhuǎn)化氣特性相似的特點,將甲醇弛用氮氣輸送所致,而設(shè)計是用二氧化碳輸送。370C放氣引人到合成氨裝置聯(lián)產(chǎn)合成氨,從而降低噸轉(zhuǎn)化氣氨消耗,實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)。2008年5月26日甲四醇弛放氣成功引入合成氨裝置。高溫變換爐4441合成氨轉(zhuǎn) 化氣和甲醇弛放氣的性質(zhì)1.1合 成氨轉(zhuǎn)化氣性質(zhì)合成氨裝置經(jīng)過-段爐、二段爐的轉(zhuǎn)化反應弛放氣節(jié)預熱器甲醇馳放氣汽包廢熱鍋爐汽包并回收余熱后,溫度370、壓力4.2MPa的轉(zhuǎn)化預熱氣依次進人高溫變換爐和低溫變換爐,在催化劑汽包爐水↑鍋爐給水↑變換爐作用下,將cO轉(zhuǎn)化為CO2,出高低變爐C0含量圖1并網(wǎng)后高溫變換爐流程分別為3.85%和0.36%。進人高溫變換爐前轉(zhuǎn)由表1和表3比較可以看出,轉(zhuǎn)化氣和弛放化氣的組成見表1。表1合成氨轉(zhuǎn)化 氣組成%氣成分相似,只需要將弛放氣加熱減壓就可以引COO2人合成氨裝置。根據(jù)設(shè)計,在變換爐前新加1臺13.586.9552.625.60.30換熱器,弛放氣經(jīng)減壓閥減壓后進換熱器殼程,變2.2甲 醇弛放氣性質(zhì)收稿日期:2008-07-29;收到修改稿日期:2009-02-23經(jīng)水洗后的理論甲醇弛放氣溫度55C,壓力作者簡介:尹旭濤,男,1974年出生,工程師, 1999年畢業(yè)于鄭7.49 MPa,具體組成見表2。州工業(yè)大學化工工藝專業(yè),現(xiàn)在河南煤業(yè)化工集團有限責任公司實際引人的甲醇弛放氣的溫度52C,壓力中原大化分公司合成氨廠從事工藝管理和技術(shù)培訓工作。聯(lián)系5. 85 MPa,具體組成見表3。電話:393-8956311。.134大色酗2009年第32卷換爐出口轉(zhuǎn)化氣走管程,加熱后的弛放氣在變換6)甲醇弛放氣引入后,根據(jù)組分和量的變化爐前與轉(zhuǎn)化氣混合一同進人高溫變換爐進行反平均氨產(chǎn)量可增加3~ 6t/h,噸氨消耗下降100~應,新加換熱器設(shè)置- -旁路閥門來調(diào)節(jié)變換爐入150m3 天然氣,見表4?？跍囟?工藝流程見圖1。表4甲醇弛放氣引入前后對比氨產(chǎn)量/t-1噸氨消耗/m2負荷/m2*h-'引人前引入后引人前 引人后2對合成氨裝置的影響1200014.5201000870目前合成氨裝置受原料天然氣供應緊張的影150002(970840響,生產(chǎn)負荷大部分時間在45% ~ 80%運行,造19000263130成噸氨消耗上升,生產(chǎn)成本升高。煤化工甲醇裝22000_303612800置開車正常后,將甲醇弛放氣引入合成氨裝置來注:合成氨裝置設(shè)計滿負荷28900m/h。聯(lián)產(chǎn)合成氨,理論設(shè)計引入量30080m2/h,實際引2.2負 面影響人量15000 ~ 30080m2/h。1)煤化工氣化和甲醇裝置連續(xù)運行周期不2.1工況調(diào)整 和正面影響長,弛放氣連續(xù)引入時間較短,目前最長時間7d,1)弛放氣引至高溫變換爐前,為了保證高變最短時間僅幾個小時。合成氨裝置需要根據(jù)弛放爐汽氣比在0.45,需要在一段爐多加水蒸氣,即氣中斷情況及時調(diào)整生產(chǎn)工況。增加水碳比,根據(jù)計算需要增加3~4t/h蒸汽。2)弛放氣組分不穩(wěn)定,操作中需根據(jù)合成氨2)由于目前弛放氣氮氣含量高,為了維持合某些 重要數(shù)據(jù)的變化來及時調(diào)整生產(chǎn)工況。如:成回路氫氮比,需要二段爐減少空氣加入量。弛新鮮氣氫氮比和合成回路氫氮比、二段爐出口甲放氣中氮氣含量約40% ~ 55%時,相同生產(chǎn)負荷烷含量、凈化吸收塔出口氣體指標等。需要在二段爐減少2000 ~ 5000m2/h的空氣。為3)由于弛放氣中氮氣含量高,造成合成氣壓了保證二段爐空氣分布器內(nèi)的空氣流速,需要在縮機循環(huán)量增大,壓縮機每小時多耗蒸汽2t?？諝獗P管內(nèi)多加入蒸汽2 ~ 3t/h,確?？諝饬魉?)正常引人弛放氣后,二段爐空氣加入量減大于30m/s以保護空氣分布器。同時空氣減少少,出口溫度下降,造成出口甲烷含量上升,雖然后,空氣壓縮機可稍微降低負荷以節(jié)省功耗。采取提高-段爐溫度等措施,但二段爐出口甲烷3)弛放氣并網(wǎng)后,二段爐減少空氣加入量造含量還是略有升高,但均未超過設(shè)計指標。成二段爐出口溫度下降,出口甲烷上升。為了維5)由于弛放氣連續(xù)引人時間不長，合成氨裝持出口甲烷含量不超標，需提高--段爐出口溫度置需要經(jīng)常大幅度調(diào)整生產(chǎn)工況,對設(shè)備和管道、增加一段爐甲烷反應負荷,從而確保二段爐出口閥門不利,影響使用壽命。甲烷含量合格。一-段爐由原來的760°C提高至770~ 780C。3小結(jié)4)根據(jù)弛放氣中co和CO2的含量來調(diào)整凈總之,甲醇弛放氣正常引人后,每天增加氨產(chǎn)化工段的K2CO3溶液循環(huán)量，確保凈化工段吸收量100~150t,合成氨產(chǎn)量明顯上升,噸氨消耗明后CO2合格。一般弛放氣中CO和CO2含量分別顯下降,經(jīng)濟效益十分可觀,從而實現(xiàn)節(jié)能減排，超過10%和5%時,凈化工段的K2CO3溶液循環(huán)循環(huán)經(jīng)濟生產(chǎn)。據(jù)知部分企業(yè)的煤化工裝置中，量要增加50~ 100m2/h。甲醇弛放氣是白白放掉的，造成能源浪費?，F(xiàn)我5)由于弛放氣中氮氣含量高,并網(wǎng)后,氫回公司煤化工裝置處在初期生產(chǎn)階段,技術(shù)和經(jīng)驗收單元負荷增加,經(jīng)冷箱分離后向燃料氣系統(tǒng)返不是十分成熟,隨著生產(chǎn)時間的延長,技術(shù)經(jīng)驗的燃燒尾氣增多,平均可以節(jié)省燃料天然氣積累,生產(chǎn)會越來越穩(wěn)定,甲醇弛放氣的引入也會2000m3/h左右。更加連續(xù)穩(wěn)定,經(jīng)濟效益進一步 提高。USE METHANOL PURGE GAS TO CO-PRODUCE AMMONIAYin Xutao(下轉(zhuǎn)第140頁)140大氛粗2009年第32 卷原方案是將儀表由汽包頂部引到汽包平臺、的伴熱。給水溫度長期保持在150C,效果很好。導壓管線、儀表箱,儀表全部采用蒸汽伴熱。新方0.44 MPa燕汽-一廣一伴熱管網(wǎng)”案則利用汽包自身熱量,將儀表垂安裝于根部上公氣團端,冬季適當加保溫即可,效果很好。0.44MPa燕汽{分氣缸]到工藝回水圖5高壓鍋爐C爐給水流量表伴熱原設(shè)計方案變送器---疏水器一[冷凝器儀表箱到工藝回水管線儀表箱及小平臺圖3高壓鍋爐汽包壓力 表伴熱原設(shè)計方案[變送器[變送器]儀表箱及小平臺圖6高壓鍋爐C爐給水流量表伴熱新方案(汽包實踐證明,以上改造實施各種儀表運行穩(wěn)定、圖4高壓鍋爐汽包壓力表伴熱新方案可靠,并且擴展到蒸汽以外的工藝管道。只要管道介質(zhì)自身溫度達到200C以上,均可采用上述3 C 爐給水流量表改造方案。同樣還有很多儀表可以利用合理的選型，C爐給水流量原設(shè)計方案見圖5,新方案見圖6。來完成節(jié)能減排效果,如合理利用吹氣式儀表、雙原方案取壓點距地面較高,導壓管線較長。法蘭式等無需伴熱的儀表等。新方案將儀表導壓管,同工藝管道平行敷設(shè),并且總之,落實節(jié)能降耗、增產(chǎn)減排要從實際工作將其包在保溫層內(nèi),將儀表箱安裝在平臺直管段的點點滴滴做起,從企業(yè)的自身做起,為創(chuàng)建節(jié)約上。這樣,既保證了管線的伴熱又滿足了儀表箱型社會多做貢獻。NEW CLUE OF THOUGHTS OF HEAT TRACING SYSTEM FOR .INDUSTRIAL CONTROL IN NORTH CHINARen Fu, Song Huan( Inner Mongolia Tianye Chemical lnc. ，PetroChina ，Hhhot ,010070)Abstract Presented a new clue of thoughts of revamping instrument heat tracing in North Chi-na, and proposed executing methods and schemes. It ’s proven by practice that various instrumentsoperate stable and reliable after revamp .Key words: instruments, heat tracing, energy saving and consumption decreasing, lessen in-vestment(_上接第134頁)( Zhongyuan Dahua Branch Co., Henan Coal Chemical Group Co.，Iud., Pusyang ,457004)Abstract Analyzed the characteristics of methanol purge gas and ammonia converting gas intheory . Through the revamp of process flow, methanol purge gas was introduced to ammonia plant, inorder to increase ammonia output and decrease ammonia unit consumption. The influences of processflow revamp on ammonia plant were also analyzed, and relative measures were taken.Key words: methanol purge gas, ammonia converting gas, output, measures