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问题:合成氨、尿素、甲醇系统的综合改造
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时间:2022-05-31 16:04:44  编辑    加入/取消收藏    订制/取消短消息    举报该贴    

前 言

山东飞达化工科技有限公司目前具有年产合成氨10万吨、甲醇2万吨、尿素
15万吨、碳酸氢铵2万吨、浓硝酸3万吨、复合肥2万吨、橡胶防老剂系列产
品3000吨、食品级二氧化碳2万吨、氢气320万立方米、人造红宝石80吨的生
产能力。

2006年年初,公司根据市场形势和企业实际现状,提出了工作目标的三大战
略转移,其中首要的一条即是投资重点由新产品开发和项目建设向现有装置
的优化升级,通过综合节能技术改造、降低生产成本,努力创建资源节约型
和环境友好型企业方面转型。围绕这一目标,公司上下统一认识,雷厉风
行,迅速制定措施,针对制约生产的薄弱环节快捷高效地进行了相应技术改
造,成效显著。

1、原生产装置存在的问题

原生产装置由于设备陈旧、工艺落后,存在生产不稳、产量低、原料煤耗
高、电耗高、蒸汽耗高、环境差等问题。归纳起来主要有以下几个方面:

(1)造气系统设备和工艺配置不合理、仪表检测自动化控制水平落后、吹
风气回收装置效率低且运行不稳定,造成系统阻力大、发气量小、原料煤耗
和蒸汽消耗居高不下。

(2)两套φ3500mm的脱硫系统吸收和再生设备不匹配,两套再生系统分别
是4万吨和12万吨的生产能力,存在大马拉小车、电耗高、易偏流、脱硫效
率低、气体净化度差的问题。

(3)两套碳丙脱碳系统由于其中一套已运行10年,常解再生塔的常解段和
真解段以及闪蒸槽淋降板、脱碳塔气液体分布器损坏严重,造成动力消耗增
加、净化度降低。并且两套系统没有能量回收装置和碳丙液精密过滤装置,
造成电耗高运行周期短。闪蒸气和富裕CO2没有得到综合利用。

(4)两套甲醇系统由于其中一套水冷器的换热面积和醇分离器都偏小,气
体带醇严重,造成甲醇损失,同时破坏铜洗岗位铜液组份,影响生产。

(5)φ1000mm铜洗系统在夏季生产时由于合成循环水水温高、氨冷负荷
重、冰机无备机,存在电耗高、铜洗微量经常超标的现象。再生气和余热没
有得到有效利用。

(6)合成系统在夏季生产时冰机负荷重出现超电流现象,入口气氨压力
0.45MPa、出口1.60Mpa,并经常出现超压现象。驰放气和放空气也没有得到
综合利用。

(7)合成、尿素两循环水系统水质差、排污量大,影响环保。

(8)脱盐水系统采用阴阳树脂交换,无预处理设备,存在酸碱消耗高、排
放量大、水质差、环境污染等问题。

(9)尿素生产过程中的解吸废液没有经过深度处理和回用,造成能源浪费
和环境污染。

(10)合成氨生产中的放空气和其它废气没有回收利用。

2、装置优化和综合节能技术改造的主要内容

由于公司位于淮河流域和南水北调的核心区域,环保的要求非常严格,所
以,这次技改的原则:一是要在资源节约和综合利用、清洁生产方面有所突
破。二是节能降耗方面要达到国内同行业较好水平。为了确保这次改造达到
预期的效果,我们经过反复的咨询、论证、考查,采用了国内比较成熟、先
进的新技术、新工艺、新设备、新材料。从2006年初开始准备并逐项实施,
到11月时大修全部投入运行。投资1700余万元,达到了预期的效果。

(1)造气系统改造 将8台φ2600mm造气炉全部更换为φ2600/φ2800mm锥
型炉,除尘器改为内衬铸铁、防磨、旋风式,上下行煤气管道由φ600mm扩
为φ700mm,单炉吹风气回收管道由φ600mm扩为φ800mm;采用4炉1锅1塔流
程,配套两台D600风机,两台900m2带蒸过热器的联合废热锅炉,两台
φ2800mm洗气塔,煤气总管由φ700mm扩为φ1000mm;新上湖南仪峰生产的
DCS自动寻优一套,使造气的仪表监测上了一个台阶;新上3.2YTG圆弹性振
动筛一套,提高了煤加工质量和块煤利用率,保证了入炉煤品质,同时也减
轻了员工劳动强度、改善了操作环境;对油压控制系统进行了改造,通过改
造阀站和油缸,调整蓄能器,更新部分油压阀及部分油管,进一步稳定油
压,提高油压阀门开关速度和安全性。

(2)吹风气回收系统的改造 公司原有两套吹风气回收装置,一套为
φ3400mm燃烧炉,一套为φ5000mm燃烧炉,由于原设计和安装存在缺陷,燃
烧炉顶和烟道经常烧坏,蒸汽过热器使用寿命平均不足半年,为提高吹风气
回收装置的运行周期,减少蒸汽消耗,公司技术人员大胆革新,将两套装置
改造成一套;利用旧设备制作了一台φ5000×11000mm的燃尽炉,串在
φ5000mm燃烧炉后,新上15吨、2.5Mpa余热锅炉一台,后接蒸汽过热器和原
来的两台10吨低压余热锅炉,软水预热器和空气预热器适当加大换热面积。
改造完成后能回收8-12台造气炉的吹风气,排烟温度由过去的320℃降为
140℃,吹风阻力和蒸汽品质得以保障,效益显著。

(3)新增5000m3气柜 投资280万元新建5000m3气柜一座,投入运行后有效
增加了气柜储量,操作弹性增加。

(4)脱硫系统改造 将两台φ3500mm的脱硫塔并联后共用一套再生和冷却
系统,降低阻力和电耗:新上900m2石墨列管换热器,用18℃的地下水降低
压缩一入煤气温度,提高压缩机打气量,同时提高地下水的温度满足反渗透
的工艺要求;利用变换岗位退下来的主热交换器改制成脱硫液冷却器,降低
入脱硫塔的脱硫液温度,提高吸收效率;新上KSDL中空分散玻璃钢冷却塔和
高效过滤器,形成独立完善的脱硫循环冷却水系统,提高了煤气的净化度、
延长压缩机的运行周期。

(5)脱碳系统改造 将φ2600mm脱碳塔的气、液体分布器分别改造成管式
和槽盘式;将φ3400/φ4200mm常解再生塔的常解段和真解段由淋降板式改
为填料式,气提由鼓风改为引风;增加涡轮机能量回收和碳丙液高效过滤
器;利用变压吸附装置回收闪蒸气中的CO2生产20000t/a食品级CO2,回收完
CO2的成品气送往碳化岗位生产碳酸氢铵,尾气送压缩一入回收。

(6)甲醇系统放造 将其中一套φ800mm甲醇系统扩大冷排换热面积,油分
和醇分更换为超滤聚结式内件。

(7)铜洗系统改造 新上100万大卡溴化锂制冷机组、300m2石墨列管换热
器、400t/h中空水分散冷却塔、利用闲置设备改造了一台170 m2的冷却器,
利用尿素系统一吸冷却器的热脱盐水制取10℃的低温水,冷却水冷后的铜液
和合成冷排的循环冷却水,减轻氨冷和冰机的负荷,降低电耗;利用尿素系
统的蒸汽冷凝液在铜洗上加热器中加热铜液,降低蒸汽消耗。

(8)合成、冷冻系统改造 新上高效等压吸氨塔和铜洗再生气氨回收塔,
回收合成放空气、弛放气中的氨制备20%的工业纯氨水外销,回收铜洗再生
气中的氨制备氨水供碳化生产碳酸氢铵;新上变压吸附提氢装置,净氨以后
的合成放空气和弛放气经变压吸附提取99.9%的氢气,送往人造宝石生产装
置烧结红宝石,尾气回收至废气柜,供吹风气回收装置生产蒸汽;冷冻工段
新上两台2500Kw蒸发式冷凝器,减轻了尿素循环水的负荷,冰机节电效果显
著。

(9)合成、尿素两循环冷却水系统改造 利用闲置的旧设备设计改制了两
台高效澄清器,将造气炉夹套、联合废锅、蒸气缓冲罐、余热锅炉、变换饱
和热水塔等装置的排污水澄清后作为两循环水的补水;利用闲置的旧设备设
计改制了四台高效过滤器,新上两格澄清池,过滤循环水保证水质达到提浓
减排防止腐蚀和结垢的目的;反洗水经澄清后去废水终端处理站。

(10)废水源头治理改造 新上80t/h“反渗透”脱盐水项目,淘汰掉即落
后又带来环境污染的软水和浅除盐工艺,“反渗透”排出的浓水用于生产和
生活区冲洗厕所和景观用水;新上15t/h尿素解析废液深度水解装置,尿素
工艺冷凝液经处理后NH3-N含量3-5ppm、Ur含量3-5ppm。处理后的废液再经
除铁、除氧后送往造气炉夹套气包产生蒸气;将脱硫循环水的置换水导入造
气循环水中,经平流沉淀和微涡流澄清后,每小时引出5t高浓度的废水去废
水终端处理站。

(11)废水终端治理改造 按照鲁环发[2006]84号文《关于贯彻实施“山东
省南水北调沿线水污染综合排放标准”的通知》的要求,外排废水中的NH3-
N含量不超过15mg/l,COD含量不超过100mg/l,原终端污水处理设施无法达
到该指标,我们经过反复考查论证最终确定采用徐州水处理研究所开发的改
良A/O工艺。该技术有以下几个特点:①进水按水质分类,清污分流。普通
污水不通过预处理直接进入主处理工艺,高浓度污水则通过预处理再进入,
从而减轻预处理设施的负荷,达到减小投资、节省运行费用的目的。②一级
生化处理采用A/O工艺,但反应池采用改良SBR工艺,省去二沉池减少投资及
占地。③采用短程硝化技术,减少了处理成本,反应池可减少20%的容积,
造价低。

3、结语

投资重点转移是公司一大战略决策,相应项目的实施使公司现有生产装置进
一步得到优化升级,合成氨的综合能耗、电耗、原料煤耗、蒸汽耗以及尿素
和甲醇的消耗都有了明显的下降。在资源综合利用、发展循环经济方面也走
出了一条新的道路,为创建资源节约型和环境友好型企业打下了坚实基础。
下一步,公司将继续按照:节能降耗,资源综合利用,发展循环经济,建设
资源节约型和环境友好型企业的道路走下去。通过努力,在能耗和环境保护
方面达到同行业国内先进水平。




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