抽氢气及合成气工艺在合成氨装置的应用

生产调优化工科技,2004,12(4):30-33CIeNCe TECHNOloGY IN CHEMICAL INDUStRY抽氢气及合成气工艺在合成氨装置的应用王静涛,何淑芹,雷立新中国石油吉林石化公司化肥厂,吉林吉林132021)摘要:介绍了抽气、合成气装置的工艺路线,技术特点,运行情况。该工艺在30万凵/a年合成氯装置上的应用为国内首创,7.0MPa甲炕化工艺的工业化应用亦为国内首创。关键词:氩气;合成气;合成氨中图分类号:TQ113.2文献标识码:B文章编号:10080511(2004)04003004中国石油吉林石化公司化肥厂30万t/a合气装置,可充分发挥合成氨装置的潜力,最大限度成氨装置于2000年4月开工建设,2002年10月地利用合成气、氢气资源。建成试车,2003年6月8日生产出合格产品,合成氨装置生产能力为30万t/a,根据生产2003年10月18日~21日通过了性能考核,各项平衡,现将合成氨的生产能力调整为18万t/a,减指标达到了设计要求。该装置以渣油为原料,采少氨合成所消耗的合成气用量,并为丁辛醇装置用气化压力为8.6MPa的渣油部分氧化法制取抽出25816m3/h的合成气,同时从合成氨装置原料气。此工程由德国林德公司总承包气化工600单元抽出24000m3/h氢气,其中12600m3/h艺采用美国德士古专利技术空分和气体净化工氢气供丁辛醇装置使用(满足24万Ua丁辛醇装艺采用德国林德专利技术,氨合成工艺采用瑞土置用氢要求),其余的11400m3/h氢气通过外管卡萨利专利技术,主要设备由国外引进。目前该网送出,供吉林石化公司其它用氢气装置使用。装置运行稳定,各项消耗指标达到了国内先进水抽氢气及合成气装置2002年9月~2003年1月设计,2002年12月开始建设,2003年7月建1项目背景成投产,工程总投资3800万元。现该装置运行稳定。新建的合成装置主要原料为渣油,由于渣油价格连续上涨,导致合成氨成本上升。加之化肥2工艺路线选择市场持续低迷,使以化肥为主要产品的企业处于2.1合成气的抽出及精制亏损状态。根据吉林石化公司产品结构调整的总30万t/a合成氨装置的渣油气化单元采用的体安排,减少合成氨的产量,多生产高附加值的产是德士古专利技术,利用急冷的方法回收高温裂品成为提高装置经济效益的重要手段。化气的热量并使裂化气被水蒸气饱和,直接去变随着吉林石化公司的发展及化肥厂丁辛醇装换单元。由于现装置的工艺路线所限及合成气的置的扩建,氢气和合成气的用量大大增加,而合成质量要求,需增设2400单元(合成气抽出及热量氨装置具备抽出并外送氢气和合成气的条件,因此利用吉化化肥厂现有合成氨装置的资源优势及回收)。裂化气在渣油气化单元出口抽出,抽出的公用工程条件,对其实施改造,增设抽合成气、氢粗湿裂化气送入2400单元经热量回收、脱水制成1:1的合成气送出界区。中国煤化工收稿日期:2004032.2林石化公司化肥厂工程师,生产副厂长,主要从事生产管CNMH单元出口Co含理及技术工作。量较高,但由于净化釆用的是林德低温甲醇洗联4王静涛,等抽氢气及合成气工艺在合成氨装置的应用合液氮洗的专利技术,经净化后,合成原料气可达到氨合成塔入口气的标准。同样由于现装置的工裂化气→[E241[D21[E241艺路线所限及氢气的质量要求,需增设500A单元(抽氢及冷量回收),2500单元(氢气精制)凝液2600单元(氢气干燥)。粗氢气在液氮洗单元分子合成气去用户筛吸附器出口处抽出,抽出的粗氢经500A单元1-蒸汽发生器;2-粗合成气第一分离器;3-脱回收冷量后送入2500单元进行氢气净化,净化后盐水预热器;4-工艺冷凝液罐;5-最终冷凝器;-粗合成气最终分离器的氢气通过2600单元分子筛干燥后送出界区。由于送人2500单元的粗氢中CO体积分数图1抽合成气流程示意图高达1.73%,使得氢气净化技术变得较为复杂,2,4.2抽氢气及冷量回收(500A单元)经吉林石化公司组织专家、生产厂、设计单位多次从600单元的分子筛吸附器出口抽取的7.55论证,并根据氢气用户对氢气质量的要求及对各MPa,-55.7℃粗氢气经计量后,依次通过合成种脱CO的工艺方法进行比较分析,氢气净化选气/贫甲醇换热器E0518A(出口温度约-44.5择了高压甲烷化工艺流程。℃)、合成气/富甲醇换热器E0505A(出口温度约2.3工艺技术特点-22.5℃)、原料气冷却器E0501A(出口温度约(1)充分依托合成氨装置建设抽氢气、合成30℃)回收冷氢中的冷量。氢气经回收冷量后气装置,节省丁辛醇扩建项目建设投资。(压力约72MPa,温度约30℃,CO体积分数约(2)在生产液氨的同时外供氢气、合成气,使1.73%)直接进入2500单元,见图2。合成氨装置生产调整灵活,确保了装置满负荷经济运行粗氢气一→[E05184→[E050sA→[E0s01(3)结合装置实际,创造性的建设了抽氢气A2M+D201]E25021-E20合成气装置,此项工艺在合成氨装置上的应用为国内首创。氢气去用户D0403(4)(7.0~7.2)MPa甲烷化工艺的工业化1-合成气/贫甲醇换热器;2-合成气/富甲醇换应用亦为国内首创。热器;3-原料气换热器;4-甲烷化炉进出口换热(5)安保设施齐全、自动化控制程度高,劳动器;5-甲烷化炉;6-水冷器;7-氢气水分离器8-氢气干燥器;9-工艺冷凝液罐生产率高。24工艺流程简述图2抽氫气流程示意图24.1合成气抽出及热量回收(2400单元)裂化气(压力约844MPa,温度约248℃)从2.4.3氢气净化(2500单元)自500单元E0501A来的粗氢气经甲烷化炉变换单元入口抽出,进入蒸汽发生器(E2411)中进/出口换热器(E2501A/B)加热至260℃,进入回收热量,产生低压蒸汽。然后在粗合成气冷凝甲烷化炉(R2501),在甲烷化催化剂的作用下,CO第一分离器(D211中,分离出工艺凝液送入工和H2反应生成CH,催化剂热点温度为390℃左艺冷凝液罐(D0403),粗合成气随后进入脱盐水右(温升120~130℃)。出口气体中CO体积分预热器(E2412)预热脱盐水,再进入最终冷数≤10×10-6,满足氢气质量要求。反应后的气(E2413)中被循环水进一步冷却。冷却后的粗合体从R2501下部进入E201B/A换热后,在水冷成气在粗合成气冷凝最终分离器(D2412)中进行器(E2502)中被冷却,冷却后的气体经过氢气水最后的工艺冷凝液分离,并将工艺冷凝液送至工分离器(D2501)进行气、液分离氢气经减压后艺凝液罐(D0403)中,脱水后的合成气经减压至(4中国煤化工后的冷凝液送到29MPa后送往界区外用户(见图1)CNMHG来自2500单元D2501水分离器的湿氢气经第12卷分子筛干燥器(A2601A/B)吸附脱水干燥后,露点氢气总量24000m3/h低于-40℃,送出界区。4主要技术经济指标原料和产品规格主要技术指标见表5。3.1原料规格衰5主要技术经济指标各种原料规格见表1、表2。项目名称豪1粗合成气规格合成气/(m3a)1.86x10氢气/(m3·a“1)p(H2O)/%51.5782年操作时间/h23.4751合成气/(m3·a-11.86×103氢气/(m3a“")(C0)/%23,2196P(Ar)/%低压燕汽/(ta-")0.17779(CH4)/%0.2358粗合成气/(m3a“1)3,84×10粗氢气/(m3a)1.82×103催化剂/(taCOS)/%循环水/(t·a")1.41x10脱盐水/(t·a“1)粗合成气总量5334m3/h仅表空气/(m3a1)2.16×10电/(kWh“a)2,88x10衰2租氲气规格废催化剂/(t·a-1)装置占地面积/m2装量建筑面积/mp(H2)/%97,2961p(N2)/%单位产品综合能耗/(GJt1)9(cO)/%1.7250工艺设备总台数/台P(Ar)/%容器/台CH4)/%换热器/台工业炉冶台定员/人粗氢气总量25273m3/h工程总投资(人民币)/万元32产品规格产品规格见表3、表45存在问题及整改措施衰3合成气规格5.1存在问题p(H20)/%0,1101开车期间热量不足。主要原因是甲烷化催化p(H2)/%剂反应起始温度需在230℃以上,工艺设计上是p(N2)/%P(CO)/%利用热氮加热催化剂床层(蓄热方式)至250℃以甲(Ar)/%0.3665p(CH4)/%上,而后再逐步切换为工艺气。由于催化剂床程2.5225蓄热量较少,致使反应初期催化剂床层温度偏低p(H2S)/%p(c0S)/%(180~220℃),影响生产负荷调整。同时由于催100.00化剂长时间在低温区运行,使催化剂中金属镍与合成气总量25816m3/h氧化碳生成羰基镍而升华分解失活,第一炉催化剂运行3个月后由于甲烷化炉出口氢气中一氧裹4复气规格化碳含量超标而被迫更换。52改措施p(H2)/%85(N2)/%台拉巽(F?501A)改成蒸汽PP(Ar)/%加中国煤化工土期间用蒸汽加热p(CH4)/%2,3143工艺合计/%CNMHG温度。正常生产00.00时停止蒸汽加热,而改为工艺气换热器。该措施第4期王静涛,等.抽氢气及合成气工艺在合成氨装置的应用33在2003年12月份实施后效果较好。展提供了原料基础。6结论参考文献抽氢气、合成气装置投用后,不但满足了该厂1中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司吉林化丁辛醇装置扩建及吉林石化公司其它装置用氢学工业股份有限公司化肥厂合成氨增设抽合成气、氢气装气、合成气的需要,而且优化了合成氨装置的产品置初步设计[z].吉林:吉林石化公司,2002[2]于遵宏,朱炳辰,沈才大,等大型合成氨厂工艺过程分析结构,提高了合成氨装置的经济运行质量,同时使[M].北京:中国石化出版社,1993氢气、合成气成为吉林石化公司的四条原料主线[3]《小合成氨厂工艺技术与设计手册》编委会,小合成氨厂工之一,为吉林石化公司和吉化化肥厂的进一步发艺技术与设计手册[M]北京:化学工业出版社,1995.Application of hydrogen and Synthesis gasextraction process to ammonia plantWANG Jing-tao, HE Shu-qin, LEI Li-xinFertilizer Factory of Jilin Petrochemical Co. Ltd, PetroChina, Jilin 132021, China)Abstract: The technological line, technical features and running situation of Hydrogen and Synthesis GasExtration Plant are described in this paper. The process above is applied firstly to synthetic Ammonia Urof 300 kt/a, and the methanization process of 7.0 MPa is also applied to the plantKey words: Hydrogen; Synthesis gas; Ammonia会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会会公会会会会会会会会会会会公会会会会会会会会公会尝会会会会负会负会负会会会负会会进深圳图书馆的图书馆自动化集成系统(ILAS系简讯统)建立了书目数据库、读者数据库、读者可以在网上检索馆藏资源,实现计算机自动化检索,方便、快捷。吉林石化科技信息资源网开通该网站网址为http∥10..222户可通过局域网直接访问,也可以通过吉林石化由吉林石化公司研究院承建的吉林石化科技研究院门户网站登陆访问,还可以到吉林石化分信息资源网在科技人员的共同努力下,日前在吉公司中心图书馆(研究院图书馆)的电子阅览室进林石公司开通行查阅、检索吉林石化科技信息资源网建有重庆维普中文吉林石化科技信息资源网的建设,是吉林石期刊、中国科技经济新闻万方中文学术会议论文化公司加快企业现代化信息建设的重要手段之库、中国学位论文文摘等中外文专业数据库,以及通过网站建设,真正做到资源共享、提高效率,化工在线、中国化信息网、中国专利网等网上信息从而全面提高企业的生产、经营、管理、决策水平,资源。为了更好的利用该院图书馆的200余种、进20多万册的图书、中文期刊等馆藏资源,专门引心YH中国煤化工经济效益和核CNMHG(宋立新)