SHELL煤气化与赫尔蒂合成回路的衔接

第35卷,第1期安徽化工Vol.35.No.1532009年2月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYFeb.2009.技术进步.SHELL煤气化与赫尔蒂合成回路的衔接魏顺(中石化安庆分公司化肥-部,安徽安庆246000)摘要:通过对SHELL粉煤气化技术和合成回路的特点分析,对原合成氨装置保留部分的工艺改动情况以及改造后的试生产情况进行分析总结.说明实现SHELL粉煤气化技术与赫尔蒂合成回路的衔接取得成功。关键词:SHELL粉煤气化;合成氨;衔接;试生产中图分类号:TQ546文献标识码:A 文章编号: 1008 -53X(20090053-03中石化安庆分公司化肥装置是上世纪70年代从法蒂公司的合成氨装置进行改造，包括新建2000/d 的国引进的技术, 1978年建成投产。该装置以石脑油为原SHELL粉煤气化装置，同时新增配套48000m?/h空分装料生产30万吨合成氨.52万吨尿素,同时还承担着向置、耐硫变换、低温甲醇洗净化、制冷工序等。煤储运、炼油装置供氢、向丙烯腈装置供氨和整体物料平衡等任水、电、蒸汽、污水处理硫回收等公用工程甲烷化、合务。然而,随着国际原油价格日益飙升,公司合成氨的生成单元等,在分公司原有的基础上进行改造。因此,如何产处于亏损状态。分公司于2000年3月启动“油改煤工实现新增加的装置、设备与现有的合成气压缩机和合成程”,先后经中石化总部和国家发改委等批准后,开始进单元的合理衔接,就成为分公司面临的重要课题。通过行原料结构调整的油改煤工程。该T程依托原法国赫尔设计、施工、监理及全体员工的共同努力,油改煤工程的收稿日期:2008-09-29 .作者简介:魏顺( 1968-),男,工程师, 1991年毕业于安徽大学化学系,主要从事无机化工和合成氨的生产工作, 13013199227. wangao1628683@sinacom.率。通过I艺改进,对苯二甲酸单甲酯的得率由文献报(2);: 15-22.道的73%提高到91.2%。KOH的投料量对得率有影响，[5] Yasutaka T,Iwahaka T,Sakaguchi S,et al. Adv. Synth. Catal,以等摩尔投料为最佳。本法原料易得,操作简便,收率2001 ,343(2): 220 -25.6] Sharma S K,Tandon M,Lown J W. Eur. J. Org. Chem,2000, 11:高,适合工业化生产。2005- -2013.参考文献[7] Toshiyasu T,Kosuke Y,Steven v J,et al. Sylet,2001,10:[1] Boehm M F,Zhang L, Baedea B A.et al. J Med. Chem, 194,371555-1556.(18): 2930- 2941.[2]刘萍，边强国外医药-合成药生化药(制剂分册)2001,22[8] Haruo O,Tejji C,Kazuo T. J. Am. Chem.Soc, 1985, 107 (5):1365-1369.(4): 250 -252.[9] Konosonoks A, Wright J,Tsao M-L,et al 1 0rg. Chem,2005,[3]满孝勇,郑敏.中华皮肤科杂志,2006, 39(3): 174-177.70(7): 2763- 2770.口[4]金宁人,刘晓锋.郑志国，等.世界科技研究与发展,2007 ,29Synthesis of Mono -methyl TerephthalateHUANG Bao-li(Dept. of Arts and Science , Anhui Communication Vocational and Technical Collge , Hefei 230051 ,China)Abstract:Mono -methyl terephalate was synthesized from dim中国煤化工lysis in KOH/CH;OH,acidification by bhydrochloride ,and the yield was 91.2%. This rFitable for the industrial:YHC NMH G'process.Key words:mono- methyl terephalate; medical and chemical intermediate; synthesis总第157期2009年第1期(第35卷)安徽化工技术改造于2006年11月19日顺利出氨。下面就改造置了一套用水吸收并蒸馏获得液氨的氨吸收装置和回中的工艺技术、合成单元在改造中的工艺变动以及改造收氢 气普里森装置,用来吸收合成回路弛放气中的氨并后的运行情况进行介绍。提纯氢气。经氨吸收装置和普里森装置后的弛放气用作1粉煤气化和赫尔蒂合成单元工艺简介燃料和预脱硫的氢源，氨吸收回路吸收合成回路弛放1.1 SHELL 粉煤气化装置工艺简介气。合成回路在原装置中不但起着氨合成的作用，而且我公司气化装置是SHELL粉煤气化工艺技术还担负着向轻油脱硫提供氢气的任务,同时向中压废锅(SCGP),日投煤量2000吨,该装置以干粉煤为原料,纯提供热量，也将回收的驰放气送至脱硫作加氢气使用。氧气作气化剂,液态排渣,属加压气流化床工艺。原煤经因此合成回路在赫尔蒂公司提供的工艺路线中起着承破碎后，在磨煤和干燥单元研磨成5~90μm的煤粉,上启下的作用。并经千燥处理后(含水量小于2% )储存于粉煤仓中。在2氨合成单元的改造煤加压输送单元,来自粉煤仓的煤粉经来自空分的高压对氨合成单元改造的总体思想是:合成反应热回收氮气在煤锁斗中加压后,输送至粉煤给料罐中,连续稳的改造 ,维持现有冷冻系统氨吸收和氢回收部分。定的粉煤从粉煤给料罐出来后,与来自空分的高压氧气2.1合成回路中反应热回收部分的改造以及来自蒸汽管网的过热中压蒸汽,按- -定比例进人气合成塔出口的高温气体首先进人新增的1.3MPa 低化单元的水平对称布置的煤烧嘴煤烧嘴安装在气化炉压 废热锅炉E2401回收合成的反应热。合成气温度降至V-1301上。煤粉经烧嘴进人气化炉，并在1400~ 220C后， 进人高压锅炉水预热器E1551进一步回收反1700C的温度下不完全燃烧和气化反应,气化炉顶部出应热,使得合成气温度降到原设计的170C ,进入原合的合成气被经循环气压缩机K1301返回粗合成气激冷成回路流程。 E2401 产生的饱和蒸汽送到耐硫变换单元降温至800~900C ,然后进入合成气冷却器里进-步冷的E2105过热后送至1.3MPa低压蒸汽管网。却至340C ,气化炉膜式水冷器及废锅产生中压蒸汽少高压锅炉给水泵G9201抽出锅炉水经高压锅炉水部分自用外,其余送管网。从气化炉出来的合成气所携预热器 E1551回收合成反应热后送到高压废热锅炉的带的灰粉经陶瓷过滤器除去。来自陶瓷过滤器的合成气汽包,现改为送到SHELL气化炉的中压汽包V1304,然进人湿洗塔，以除去小于20mg/m2的飞灰及少量氨和后回收气化炉的反应热产生5.5MPa的中压蒸汽，供气HCI、HF等,经水洗塔洗涤后约160C并被水饱和的合化装置自用,多余的部分送往界区管网。成气被送到变换装置。2.2驰放气用途的改造1.2合成氨生产工艺简介氨合成回路的驰放气主要做燃料用,在原合成氨装从粉煤气化炉出来的工艺气,经升温、配气并除尘置中送至辅锅做燃料,后来这部分低热值燃料气作为废后,经四段耐硫变换将CO降至0.40%(体积百分比)以气送 到电厂锅炉燃烧,取代少量低价燃料煤,浪费了资下,通过低温甲醇洗除去HS和CO2,再按氢氮比3: 1源。在原合成氨装置节能改造后,改造为一段炉作燃料。的比例配氮,预热后进人甲烷化炉除去残余的HS以及油改煤T.程投用后,这部分低热值的燃料气作为粉煤干CO CO2(小于10ppm)。然后到原装置的保留部分,由合燥处 理的惰性气体发生器的燃料(F1101采用的是炼厂成气压缩机加压后进人合成回路生产合成氨,使整个工干气和合成驰放 气的混合气作为燃料)，或送往辅锅作艺生产过程形成一-个连接的统一整体。 因此新建装置输燃料。送的气体能否满足合成气压缩机人口参数的要求是此2.3氨合成单元增加的部分次化肥原料路线改造的关键;同时原有合成氨装置高压在出合成气冷却器的急冷区和SGC人口配有来自.蒸汽生产路线也因此取消,现有合成气压缩机所需高压反吹气压缩机K3001的7.8MPa.225C的合成气“反吹蒸汽需由外部提供。因此作为油改煤的配套工程,在分系统”,以限制固化的飞灰渣积聚。在合成气压缩机的二公司的电厂新建一台高压蒸汽锅炉产高压蒸汽作为合段出口8.5 MPa.195C引一路合成气作为K3001的备成气压缩机的动力来源。用气源(目前未投用)。1.3赫尔蒂技术合成回路的特点中国煤化工安庆分公司的合成氨装置是赫尔蒂公司提供的工0HCNMH G流程中,预脱硫终脱艺技术,以石脑油为原料的蒸汽转化流程的合成回路是硫都需安加氢将石晒油中的有矶硫变为无机硫,氢源来采用托普索S200型径向合成塔,两级氨冷流程,同时设自合成气压缩机的入口,经氢气压缩机打压后送到加氢.魏顺:SHELL煤气化与赫尔蒂合成回路的衔接55转化器的人口。在石脑油制氢的流程中,为了节能降耗,表1同负荷下改造前后合成回路的运行参数对比从合成气压缩机入口引部分氢气作为- -段炉的返氢气。项目原工况运行参数改造后的运行参数采用SHELL粉煤气化工艺技术后,取消这几路氢源。合成回路压力MPa18.519.5循环气氢含量1%59.7962.2 .3改造后的合成回路运行情况合成塔入口温度C155135改造后配套的净化装置运行正常,特别是含63%的合成塔出口温度心C315329 .CO的粗合成气通过耐硫变换.低温甲醇洗,甲烷化后精第一床层热点温度/心C515505制后的合成气送往合成气压缩机进口,气体组分基本满第二床层热点温度/C475460E1551出口气温度/C201175足合成氨生产的要求。E1503出口气温度/C3533.1原料路线改造后合成回路生产分析CH/%12.514.5Ar5.00.2油改煤工程投用后,合成问路的试生产期间,通过人口氨含最/%3.03.合成塔的热点温度、合成塔的进出口温差、氨净值及合出口氨含量/%15.516.3成回路的压力等参数的对比说明,我厂原料路线的改造弛放气量/m2.h'65008500完全满足合成回路的要求。从合成回路中合成气出原装置合成回路中的氢氮比是靠调整进二段炉的E1503的出口温度来看,改造前后没有大的变化,说明空气量来调节的,粉煤气化是通过进甲烷化炉的配氮气我厂对合成回路的改造是成功的,同时操作上增加了合量来控制。在改造后的试生产中,由于煤烧嘴的切换和成塔出口温度的调节裕度，更有利于合成热的回收利负荷的调整,往往引起氢氮比的失调。后来通过加强公用,工况运行平稳。改造前后的主要运行参数见表1。从司内部各岗位的协调，加强对氢氮比在线分析表的监表1看出,在同等负荷下合成回路的合成压力、催化剂控,基本能够满足合成反应的要求。的热点温度、合成塔的进出口温差和改造前没有大的变4结论化;合成气E1503出口后温度基本- -致 ,保证冷冻回路从合成氨装置原料路线“油改煤工程”的投产以及的正常;弛放气量增加是由于合成回路中的CH4含量增投运后的技术指标来看,我厂合成氨装置取得了连续运加引起的。行41天共生产合成氨50000吨。通过对装置不断地整3.2原料路线改造前后的合成回路差异改完善,装置运行日趋平稳。这标志着目前世界先进的3.2.1合成气组分中Ar含量的减少粉煤气化技术在合成氨工业应用取得成功,也说明了我在合成回路试生产期间,回路中的惰性气体含量中厂的壳牌技术和赫尔蒂氨合成回路技术改造中关键衔Ar比改造前有明显减少。这主要是因为原赫尔蒂公司接问题取得圆满成功。虽然目前装置还存在一些缺陷，生产合成氨的工艺中，二段炉通人空气中的Ar在合成但通过装置的运行,不断发现设计、施T.和操作中的问回路的积存。采用粉煤气化后,由于SHELL是采用纯氧题,及时加以总结,不断消缺整改,加上公司的科学管粉煤气化,这样既提高气化效率,又降低了合成回路中理,我们相信油改煤后合成氨的“安稳、长、满优”运行Ar的积存,更有利于合成氨的生产。很快就能实现。口3.2.2合成气组分中氢氮比的控制The Coal Gas of SHELL Turn to Synthesize the Back with the Heurteys to Link upWEI Shun(Chemical Fertilizer Department of Anqing Branch Co. SINOPEC, Anqing 246000,China)Abstract: By SHELL coal gasification technology and analysis of the characteristics of the synthetic circuit, and introducedthe original ammonia plant to retain part of the process of change, as well as the transformation of post-production testsummary of the analysis shows that the realization of SHELL coal gasification technology and synthetic doherty.The success ofthe convergence loop.中国煤化工Key words:the SHELL powder coal gasify; synthesize ammonia;YHCNMHG