原料气精制和氨合成系统开车运行总结 - 南京国昌化工科技有限公司.docx

原料气精制和氨合成系统开车运行总结张娱的张培玉山东我阳化工股份仃限公司H睁ii：2627001 3山东联盟化工股份有限公司地处山东寿光市，合成氨生产实力300k1.a,主要产品有400kta尿素、175kta平静等.2005年公司领导依据化肥、甲静的市场行情和企业发展的次要，审时度势，本有“生产扩能、节能降耗、环保优先、提高效益”的原则,确定分两步实施“3660”工程.一期工程合成级实力18Okt/a、尿去300kta,同时副产即酹60kta,要求尽可能采纳经过考验，技术成熟,切实可行的先进工艺和设备,以确保平安生产，清洁生产，并为科学管理，文明生产，削减桧修工作M创建条件。公司羟考察、询证后确定选用南京国昌化工科技彳j限公司的“全自热非等乐的烷化”工艺和氨合成技术，井托付国吕公司对合成氨原料气净化和就合成装置迸行设计.2系统蛆成1.1 .全自触羊等压烧化”系统“全自然非等张醉烷化”系统由中出醇化、充米醇化和高压烷化三个子系统组成.工艺流程见图1.OSte7.I-中&出化M环机2中IH化Bi海分3-中IiR）化*3中化软水IUgiR6中IiM化*冷2»6-中H甲M分MIB7-*1.i静化*M4B分8-4压也化整睬气加分9-qaM化塔IOI1.-'H量化水冷B12AJt申第介S6J>13-a±tfi14质优化按屿器“，商正优化12沮校AK煤化*”*怆倭化水冷IS，8-上1±诜化徵冷器19-1*任优化水分aR约上区Bi诜化MP.图1全自热非等压静烧化”工艺流程示懑图1.1.1 中压化系统中压(12.016.OMPa)联扮袋置以产解为主,珞脱碳气中3.5T.(W的C0+C0：大部分(8090%>转化为卬想。通过中压解化系统，髀近比、甲醇产玳调整敢提，同时可以限制进入高压醉化系统工艺气中COKO3含量在1.50-1.80%的指标的国内.中压静化系统的主要设备是中味醇化塔.实行南京国吕公司的GC-R202丫型二轴二径傕化剂自卸结构，下部设有换热器，见图2。该塔掾作弹性较大、塔阻力低，其主要技术参数见表1.表1GC-R202Y型1600中压静化塔主要技术梦数塔里GC-R202Y二轴二卷傕化剂自卸式结构塔径IUI力1次1塔净空而111118000催化剂装填1.619.5设计生产实力kt>OMa50内件运行见力W,n-0.3来自原料气压缩机(Q)五段出口脱碳气体<12.OMPa)与中压静化循环机(1)出口气混合后进入油水分别涔(2),分别油水后迸入中压解化塔(3)内外环Pg换热冷却塔壁，由下部诳入中压解化塔下部换热器管外换热,M度升至210C左右由中心管升至C1.米与£,冷微气混合后进入第一轴向层反应,反应后的气体与外冷激气在箜形分布器混合后进入其次轴向层反应，反应后的气体与右冷激气在外分布筒混合后沿径向进入第一径向层反应，反应后的气体在内集气筒与f，冷激气混合后沿径向进入其次径向层反应,反应后25OC的气体进入中压醇塔下郃换热器的管内换热,温度降至120C依次去软水加热器(4)和水冷器(5),气体温度降到35X3左右进中乐酹分别揖(6)进行气液分别，分别甲醇后的气体去压缩机的六段进门，羟压缩机加压后去高压静化系统.1.1.2 育压化系统图2中压解化塔结构示道图高某醉扮装置以净化为主,系统进口气体中CO限制在1.50-1.80%能够保证系统自热反应而又不需开循环机.在高压条件下CO、CO一群化反应的转化率特别高.系统出口气体中的C(hC(>.200ppm,保证了工2气极高的净化度.高压醉化系统的主要设备是高压耨化塔，实行南京国昌公司的CCR202丫二轴二经催化剂自然结构（见图3），高压髀化塔的主要技术参数见表2。表2GC-R2O2Y型MOO高压即化塔主要技术梦数珞型GC-R202Y二轴二径佛化剂自卸式结构塔径tm4O()塔净空am160(X1俵化剂装地Mm,14.5生产实力ktCHOIka10内件运行用力MPa0.3来自压缩机（0）六段出门25.6MPa的气体，羟高压醇烷化系统的破新气油分（7）分别油水后进入高压醉化塔9）内件与环隙之间自上而下换热,换热后的气体经高压酹化换热器（10）进一步提温后,进入高压醉化塔内件下部换热器，温度升至21.（C由中心管迸入催化剂床层反应（催化剂床层气体路径与中压到化塔相像，此处略,温度升至240T,气体中C0+C0zW200ppm时出塔,依次进入高压酹化换热器（10）.商压解化水冷器（11，温度降到359左右进入尚压醉化甲醉分别涔（12）,分别副产的甲醉后去进高压醉洗塔（13）.洗涤分别后的气体去高压烷化系统.1.1.3 高压烧化系或图3离东醉化塔结构示意图高压烷化系统的作用是将高压醇化系统出口工艺气中微境的CO+CO,（W200ppm）甲烷化反应,深度净化工之气.确保高兴烷化系统出口工艺气中的C()÷COIOppa.表3GC-R201Y型1200高压烷化塔主要技术参数塔型GC-Ii2。IY二粕一役催化剂白和式给构惭径1141200塔净空麻m16d00俵化剂装埴M:n111.5内件内行Ia力MPa-0.2高压烷化系统的主要设备是高长烷化塔（图4）,实行南京国吕公司的GC-R201Y型二轴一径催化剂H和结构（见图4），而压烷化塔的主要技术参数见我3.来自高压静化系统的气体IS入高压烷化换热涔（11>换热,温度升到1809左右后进入提温换热器（15）换热，换热后的260C高温气体进入高压烷化塔（16催化剂床层反应，将气体中澈出的CO+CO：<200ppm）转化为和CHo反应后的气体离开烷化塔进入商压烷化换热器的管内换热.温度降到65X?左右进入高压烷化水冷器（17）.离开高压烷化水冷器的35C气体进入高压烷化城疗器（18）进一步冷却，气体温度降到8C进入高压烷化水分别器（19）进行气液分别,分别后的气体（CO+CO,含量小干IOppm）去氨合成系统.“全自热It等压醉烷化”工艺中，中压砰化系统单独配置循环机（1）,高压静化和高压烷化共同设置循环机<20）,通过设置限制阀门检到各自独立或申联运用,由于高压R?烷化正常不开循环机（20）.主要在伟化剂升温还原和开停车时运用，而压醉烧化循环机（20）配附.一图4高压烧化塔结何示意图台，曲合成循环机通过同门的切换UJ以作为高压静烷化循环机的用途.1.2 气合成系统1.2.1 气合成塔匆合成系统的核心设备是氨合成塔，实行南京国昌的GC-R2I2ZY型二轴二径催化剂自卸结构,一个层间换热器和一个下部换热器均处在催化剂中间（见图5，其主要技术参数见衣4.表4GC-R212ZY型2000氨合成塔主要技术参数塔型GC-R2】2ZY3!：轴二径催化剂自卸式结构塔径mi<>2000用净空高IWIKOOO傕化列装填后n33.5生产实力kt/a经济运行I180实际实力，分200内件运行Bi力MI¼0.4.60.4-Q.61.2.2 工艺流程经循环机（1>1压的循环气进入循环机油分（2）分别气体中的油，分别后的循环气分两路：一路约占总气城30%的气体作为合成塔一次气沿氨合成塔（4）塔壁自上而卜I冷却塔壁后一部分用作冷澈气送至塔痍作为f:冷激气调整第一径向层温度，另一部分气体与另一路约占总气盘70%的气体混合进入热交换器（3）管间，与管内气体换热至180C后分四路进入经合成塔。f“塔副线由塔顶进入氨合成塔调整零米温度：f.冷激气从塔顶进入催化剂层调整其次相向层海度：。从塔底进入一径向层中心换热器,调整第二径向层温度：二次入塔气羟下部换热器换热后与f,汇合进入层间换热器：图5彼合成塔结构示意图反应后的工艺气经下部换热器换热后,温度-300C离开冢合成塔.反应后的气体经废热锅炉（5）换热副产1.3MPa的蒸汽后进入换交换器管内加热入塔气，换热后进入水冷涔（6）冷却至36C左右进入冷交换器7换热段回收冷电，然后进入冷交换器的分别段分别液氨.分别液氨后的气体进入氮冷器（8）降谓后与补充的簇新气汇合进入我分别器9进行气液分别，分别后的气体诳入冷交换器壳程换热，换热后的气体经循环机提压、热交换器换热后进入延合成塔进行焚合成反应。冷交换器和朝分别器分别卜来的液娘送往氨掷（见图6）.图6氨合成系统工艺流程示意图3催化剂的升工坯原及系统运行3.1 催化剂的升还镰中乐醉化、高压酹化、高质烷化、氮合成的傕化剂升温还原期间比较顺当,从2006年9月29H20:30高压烷化升温起先,到2006年10月13H06:00四套系统的佛化剂接连还原结束转入轻负荷运行.由于新建装置较大,单元数较多,因此为了桧妥起见,催化剂首次开船还原的依次：首先利用脱碎气时离压烷化催化剂进行升温还原，再利用合格的烷化气（即高¾O对中压解化催化剂还原，中压S?化催化剂还原还未结束时对高压醇化催化剂升ifi还原，合格的烷化气最终供氨合成催化剂外服还原.3.1.1 非等压呼烷化系统催化剂的还事制压烷化塔装埴四川亚联生产的KJ108-2Q型橡系催化剂U.28m',20个小时顺当完成了升泡还原。中压、高压酹化塔催化剂袋城南化探讨院生产的C2O7和C306,全部采纳高氮、离空速整体还原法，升温还原过程分为升温期、还原初期、还原中期和还原末期四个阶段，在整个还原过程中催化剂床层温度限制平粗、出水顺当.中压静化和高压静化假化剂升温还原时间均为85小时左右.3.1.2 气合成催化剂的还原获合成系统采纳浙江工业高校研制的A301亚铁培氨合成催化剂，装填ift33.5<n',还原过程采纳分段还原法每段升温还原出水均错开进行,上段保化剂还原主期结束,下段催化剂进入还原初期.保证在还原过程中水汽浓度指标合格，同时避开上段催化剂大量出水,下段催化剂出现反亚气化还原的现软，从而保证了还原后的催化剂具有较高的活性。各层催化剂依次经过升温期、还原初期、还原主期、还原末期四个阶段，整个升温还原过程依据“三而四低”（而空速、高氢、高电炉功率和低水汽浓度、低温.低氧冷温度、低乐力的原则进行,床层温度及其它各项指标限制平稳.氨合成催化剂升温还原190小时.3.2 系统运行2006年10月13日氨合成催化剂还原结束后，系统游入轻角荷并逐步加负荷，平均达到日产合成氨600吨,甲醉（折精例>230吨,依据估算中压静和高乐折产盘分别为195吨和35吨.V1.如前工序条件具备，中压解产收还可以适当提离,高压醉不带电炉不开循环机，进塔气中C（M含埴1.21.8%能够完全实现自然平稔操作.系统自投运以来，生产一切正常，湎总了设计的要求（见表5）.4结论依据生产的运行状况可知：南京国吕化工科技有限公司的“非等压醉烷化”和氨合成技术在我公司“3660”一期工程应用特别胜利，系统运行平安、稳定、车席，运行指标达到或优于设计值。.4.1 非等压期烧化系统（1）操作弹性大.招原料气中CO（»：几乎全部转化成甲酹副产品.醇氨比调整敏捷,完全实现了调整产品结何和净化的目的.（2）净化度高：高压醉化系统出口CO+CO：为M0180ppm,烧化气的微收CO+CO：W5ppm,对削M有效气体损失，爱护合成氨催化剂，延长合成双催化剂运用存命特别有利。（3）1600中压酹化塔、1100高压酹化塔和4>1200施压烷化塔操作便利，谢他限制平稳,各催化剂层升、降湿快捷易行,催化剂升温还原操作便利.催化剂还原彻底.（4）中压肿化系