利用甲醇弛放气联产合成氨

200年4月去我第32卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndusVol 32 No. 2利用甲醇弛放气联产合成氨尹旭涛(河南煤业化工集团有限责任公司中原大化分公司,河南濮阳,457004)摘要理论分析甲醇弛放气和合成氨转化气的特性通过改造流程将甲醇弛放气引至合成氨装置,以提高合成氨产量,降低吨氨消耗,并分析了实际并网后对合成氨装置的影响及采取的措施。关键词甲醇弛放合成氨转化气产量措施河南煤业化工集团有限责任公司中原大化分表2理论甲醇弛放气组成公司合成氨装置采用国际先进的 UHDE-AMV低0五 N2 0 CH3OH H能耗工艺流程技术,以中原油田天然气为原料,日6.729.073.479.960.750.020.01产合成氨1000t。随着市场经济的发展,油田开发表3实际甲醇弛放气组成天然气量的逐渐减少,油田给公司供应天然气量下降,装置很少在满负荷生产,日产合成氨远低于3.561000t,吨氨成本上升。为了实现可持续发展,由表2和表3相比较可以看出,实际弛放气2005年年底新上1套煤化工项目,其中年产500的氢气含量低于理论值,而氮气含量高于理论值甲醇于2008年5月顺利投产。利用甲醇弛放气这是由于煤化工气化装置在开车初期输送煤粉是组分与合成氨转化气特性相似的特点,将甲醇弛用氮气输送所致,而设计是用二氧化碳输送。放气引入到合成氨装置联产合成氨,从而降低吨转化气氨消耗,实现循环经济生产。2008年5月26日甲醇弛放气成功引入合成氨装置。变换炉1合成氨转化气和甲醇弛放气的性质1.1合成氨转化气性质合成氨装置经过一段炉、二段炉的转化反应汽包弛放气并回收余热后,温度370℃、压力42MPa的转化废热锅炉气依次进入高温变换炉和低温变换炉,在催化剂汽包炉水锅炉给水变换炉作用下,将CO转化为CO2,出高低变炉CO含量分别为385%和0.36%。进入高温变换炉前转图1并网后高温变换炉流程化气的组成见表1。由表1和表3比较可以看出,转化气和弛放表1合成氨转化气组成气成分相似,只需要将弛放气加热减压就可以引入合成氨装置。根据设计,在变换炉前新加1台cOH换热器,弛放气经减压阀减压后进换热器壳程,变22甲醇弛放气性质中国煤化工经水洗后的理论甲醇弛放气温度55℃,压力CNMH200902-23L,程师,199年毕业于郑749MPa,具体组成见表2。州工业大学化工工艺专业,现在河南煤业化工集团有限责任公司实际引人的甲醇弛放气的温度52℃,压力中原大化分公司合成氨厂从事工艺管理和技术培训工作。联系585MPa,具体组成见表3。电话:039389563111342009年第32卷换炉出口转化气走管程,加热后的弛放气在变换6)甲醇弛放气引入后,根据组分和量的变化炉前与转化气混合一同进入高温变换炉进行反平均氨产量可增加3~6/h,吨氨消耗下降100应,新加换热器设置一旁路阀门来调节变换炉入150m3天然气,见表4口温度,工艺流程见图1。表4甲醇弛放气引入前后对比氨产量h1吨氨消耗/m3负荷/m3h对合成氨装置的影响引人前引入后引入前引人后200目前合成氨装置受原料天然气供应紧张的影15000响,生产负荷大部分时间在45%~80%运行,造19000930成吨氨消耗上升,生产成本升高。煤化工甲醇装置开车正常后,将甲醇弛放气引入合成氨装置来注:合成氨装置设计满负荷28900m3h联产合成氨,理论设计引入量30080m3/h,实际引22负面影响入量15000~30080m3/h1)煤化工气化和甲醇装置连续运行周期不2.1工况调整和正面影响长,弛放气连续引入时间较短,目前最长时间7d1)弛放气引至高温变换炉前,为了保证高变最短时间仅几个小时。合成氨装置需要根据弛放炉汽气比在0.45,需要在一段炉多加水蒸气,即气中断情况及时调整生产工况。增加水碳比,根据计算需要增加3~4th蒸汽2)弛放气组分不稳定,操作中需根据合成氨2)由于目前弛放气氮气含量高,为了维持合某些重要数据的变化来及时调整生产工况。如:成回路氢氮比需要二段炉减少空气加入量。弛新鲜气氢氮比和合成回路氢氮比、二段炉出口甲放气中氮气含量约4%~5%时,相同生产负荷烷含量、净化吸收塔出口气体指标等需要在二段炉减少2000~5000m3/h的空气。为3)由于弛放气中氮气含量高,造成合成气压了保证二段炉空气分布器内的空气流速,需要在缩机循环量增大,压缩机每小时多耗蒸汽2t空气盘管内多加入蒸汽2~3t/h,确保空气流速4)正常引入弛放气后,二段炉空气加入量减大于30m/s以保护空气分布器。同时空气减少少,出口温度下降造成出口甲烷含量上升,虽然后,空气压缩机可稍微降低负荷以节省功耗采取提高一段炉温度等措施,但二段炉出口甲烷3)弛放气并网后,二段炉减少空气加入量造含量还是略有升高,但均未超过设计指标。成二段炉出口温度下降,出口甲烷上升。为了维5)由于弛放气连续引人时间不长,合成氨装持出口甲烷含量不超标,需提高一段炉出口温度置需要经常大幅度调整生产工况,对设备和管道增加一段炉甲烷反应负荷,从而确保二段炉出口阀门不利,影响使用寿命。甲烷含量合格。一段炉由原来的760℃提高至770~780℃。3小结4)根据弛放气中CO和CO2的含量来调整净总之,甲醇弛放气正常引人后,每天增加氨产化工段的K2CO3溶液循环量确保净化工段吸收量100-150t,合成氨产量明显上升,吨氨消耗明后CO2合格。一般弛放气中CO和CO2含量分别显下降经济效益十分可观从而实现节能减排,超过10%和5%时,净化工段的K2CO3溶液循环循环经济生产。据知部分企业的煤化工装置中量要增加50~100m3h甲醇弛放气是白白放掉的,造成能源浪费。现我5)由于弛放气中氮气含量高,并网后,氢回公司煤化工装置处在初期生产阶段,技术和经验收单元负荷增加,经冷箱分离后向燃料气系统返不是十分成熟,随着生产时间的延长,技术经验的燃烧尾气增多,平均可以节省燃料天然气积累生产会越来越稳定,甲醇弛放气的引人也会2000m3/h左右。更中国煤化工提高。USE METHANOL PURGE GAS TOYHsCN MH GONIAYin Xutao(下转第140页)2009年第32卷原方案是将仪表由汽包顶部引到汽包平台、的伴热。给水温度长期保持在150℃,效果很好。导压管线、仪表箱,仪表全部采用蒸汽伴热。新方伴热管网案则利用汽包自身热量,将仪表垂安装于根部上端,冬季适当加保温即可,效果很好。044MPa蒸汽送器二菡水器二怜凝到工艺回水变送器水器冷凝器图5高压锅炉C炉给水流量表伴热原设计方案仪表箱到工艺回水管线仪表箱及小平台图3高压锅炉汽包压力表伴热原设计方案变送器变送器小平台图6高压锅炉C炉给水流量表伴热新方案实践证明,以上改造实施各种仪表运行稳定图4高压锅炉汽包压力表伴热新方案可靠,并且扩展到蒸汽以外的工艺管道。只要管道介质自身温度达到200℃以上,均可采用上述3C炉给水流量表改造方案。同样还有很多仪表可以利用合理的选型C炉给水流量原设计方案见图5新方案见图6。来完成节能减排效果,如合理利用吹气式仪表、双原方案取压点距地面较高,导压管线较长。法兰式等无需伴热的仪表等。新方案将仪表导压管,同工艺管道平行敷设,并且总之,落实节能降耗、增产减排要从实际工作将其包在保温层内,将仪表箱安装在平台直管段的点点滴滴做起,从企业的自身做起,为创建节约上。这样,既保证了管线的伴热又满足了仪表箱型社会多做贡献。NEW CLUE OF THOUGHTS OF HEAT TRACING SYSTEM FORINDUSTRIAL CONTROL IN NORTH CHINARen Fu, Song HuanInner Mongolia Tianye Chemical Inc, Petro China, Huhhot, 010070)Abstract Presented a new clue of thoughts of revamping instrument heat tracing in North China,and proposed executing methods and schemes. Its proven by practice that various instrumentsoperate stable and reliable after revampKey words: instruments, heat tracing, energy saving and consumption decreasing, lessen in-vestment(上接第134页)Zhongyuan Dahua Branch Co., Henan Coal Chemical Group Co, Ltd, Puyang, 457004)Abstract Analyzed the characteristics of methane中国煤化工converting gas intheory. Through the revamp of process flow, methanol pfCNMHorder to increase ammonia output and decrease ammoniaiut mfluences of processflow revamp on ammonia plant were also analyzed, and relative measures were takenKey words: methanol purge gas, ammonia converting gas, output, measures