华鲁恒升30万t%2fa低压氨合成设计总结.pdfVIP

第十五届全国气体净化技术交流会暨2014年煤化工脱硫、脱碳技术研讨会论文集 ·177· 华鲁恒升30万t／a低压氨合成设计总结 刘起军，肖 伟，董维佳，李明霞，杨维森 (南京国昌化工T程设计有限公司，江苏南京210061) 摘要：详细介绍了华鲁恒升30万∥a低压氨合成系统的压力选择、合成塔特点、余热利用、流程特 点等内容，并对氨冷冻系统、合成气压缩、驰放气净氨系统等环节进行了叙述和总结，为类似装置的优化 设计和建设提供可靠的依据。 关键词：系统压力 合成塔特点工艺流程余热利用 1概述 式氨合成塔，氨合成催化剂选用IcI74—1铁钴基催 山东华鲁恒升化工股份有限公司是全国500家 化剂，使用压力较低，节省了合成气压缩机的功耗， 最大化工企业和山东省200家重点企业集团之一， 但由于分氨压力的降低，导致冷冻功耗相应增加。 该公司早在2004年就建成首套30万∥a低压氨合 成并顺利投产，装置运行稳定、经济。2011年又启 3个轴径向催化剂床层，层间均采用间接换热，从而 动了第2套30万∥a低压氨合成项目，委托南京国提高氨净值，以达到节能的目的；丹麦托普索公司 昌化工科技有限公司承担设计低压氨合成工艺软 也推出S一300型合成塔内件，它是由3个径向换热 件包设计和合成装置的工程设计，采用GC型全径 式床层组成；以上二者均为15．OMPa等级压力设 向氨合成塔和其配套工艺。其工程设计范围包含 计，采用3个全径向层、2个层间换热器移热和全气 氨合成、氨冷冻、合成气压缩、弛放气净氨4个系统， 量通过所有催化剂床层的结构，使氨净值达到 该装置于2013年6月顺利投产，各项经济技术指标17．5％以上。因此，国内氨合成系统压力主要有 均达到或优于设计指标，节能效果明显。 11．0、15．0、22．0、26．0、32．0MPa等多种等级，哪种 2氨合成系统的设计 等级更为节能说法不一。 2．1氨合成系统压力的确定 目前山东华鲁恒升化工股份有限公司的氨合成 MPa 我国70年代引进的13套30万t／a大型氨合成装置主要运行压力为1l、22、323个等级，南京 装置，大多采用15．0MPa等级设计，只有少数几套 国昌化工科技有限公司针对新鲜气为纯氢氮气的条 由于受惰性气含量等因素影响采用26．9Mpa设计。 件，结合该公司多套装置的实际运行数据、国内外最 80年代由于受世界性能源危机和原材料价格 新的氨合成技术以及国内较先进的氨合成催化剂特 上涨因素影响，各装置纷纷进行改造，特别是改进 性，利用自主开发的合成塔和系统计算软件，分别以 MPa 100∥ 的S一200新型内件，不但把原来S—100型的床层间11．0、15．O、22．03个压力等级在产量为1 冷激降温改为间接换热，而且把原来塔底的塔进出 d(110％负荷)时进行耗水量、动能消耗、余热利用等 口气体换热器移至塔外，改成废热锅炉，生产高压 方面的综合模拟计算，并从经济运行、投资、系统匹 蒸汽，系统压力降低约1．o～2．5MPa，净值提高 配、操作弹性等方面进行综合分析及对比，认为采用 1．5％～4．58％，综合能耗降至8×106kcaL／吨氨。 15．0 MPa低压氨合成较为节能、合理、可靠，其主要 90年代由于采用了低温甲醇洗和液氮洗的先 公共物料及能量消耗对比见表l。 进净化工艺，引进的装置均采用15．0Mpa压力等级 从上表可以看出，15．OMPa与22．0MPa等级 设计，以托普索s一200为主，其主要代表有渭河大相比，冷冻功耗有所上升，但压缩功耗下降很多，其 化、大连大化、南化等，其节能新