本文由 盖德化工论坛 转载自互联网 前 言 中原大化集团合成氨装置采用国际先进的UHDE-AMV低能耗工艺流程技术，以中原油田天然气为原料，日产合成氨1000 t。2005年年底新上一套 煤化工 项目，其中年产500 kt甲醇，于2008年5月顺利投产。 目前合成氨装置受原料天然气供应紧张的影响，生产负荷大部分时间在45%～80%之间，造成吨氨消耗增加，生产成本上升。煤化工甲醇装置开车正常后，将甲醇弛放气引入到合成氨装置联产合成氨，从而降低吨氨消耗，实现循环经济生产，并于2008年5月26日甲醇弛放气成功引入合成氨装置。 1 工艺流程 合成氨转化气和甲醇弛放气的成分相似（见表1、表2），只需将弛放气加热、减压就可以引入合成氨装置。根据设计将弛放气引至高温变换炉前（设计引入量30080 km3/h，实际引入量在15000～30080 km3/h），在变换炉前新加一台
换热器，变换炉出口转化气走管程，经过减压阀门后的弛放气走壳程，加热后的弛放气在变换炉前与转化气混合一同进入高温变换炉进行反应，新加换热器设置一旁路阀门来调节变换炉入口温度，工艺流程见图1。由表2可以看出，实际弛放气的氢气含量低于设计值，而氮气含量高于设计值，这是由于煤化工气化装置在开车初期输送煤粉是用氮气输送所致，而设计是用二氧化碳输送。 表1 合成氨转化气组成 ％ 注：压力4.2 MPa，温度370℃。 表2 甲醇弛放气组成 ％ 注：弛放气设计压力7.49 MPa，温度55℃，实际压力5.85 MPa，温度52℃。 图1 并网后高温变换流程 2 弛放气引入后对合成氨装置的影响 2.1 正面影响 （1）为了保证高变炉汽气比在0.45，弛放气引至高温变换炉前，需要在一段炉多加水蒸气，即增加水碳比，根据计算需要增加蒸汽3～4t/h。 （2）由于目前弛放气中氮气含量高，为了维持合成回路氢氮比，需减少二段炉空气加入量，弛放气中氮气含量在40％～55%时，相同生产负荷需要在二段炉减少2000～5000m3/h的空气。空气减少后为了保证二段炉空气分布器内的空气流速，需要在空气盘管内多加入蒸汽2～3t/h，确保空气流速大于30m/s，以保护空气分布器。同时空气减少后，
空气压缩机可稍微降低负荷以节省功耗。 （3）弛放气并网后，二段炉减少空气加入量造成二段炉出口温度下降，出口甲烷含量上升，需提高一段炉出口温度增加一段炉甲烷反应负荷，以降低一段炉出口甲烷，从而确保二段炉出口甲烷含量合格。一段炉由原来的760℃提高至770～780℃。 （4）根据弛放气中CO和CO2的含量来调整净化工段的K2CO3溶液循环量，确保净化工段吸收后CO2合格，严防超标。一般弛放气中CO和CO2含量分别超过10%和5%时，净化工段的K2CO3溶液循环量要增加50～100m3/h。 （5）由于弛放气中氮气含量高，并网后，氢回收单元负荷增加，经冷箱分离后向燃料气系统返燃烧尾气增多，平均可以节省燃料天然气2km3/h左右。 （6）甲醇弛放气引入后，根据组分和量的变化平均氨产量可增加3～6t/h，吨氨耗天然气下降100～150m3，见表3。 表 3 甲醇弛放气引入前后对比表 注：合成氨装置设计满负荷28.9km3/h 2.2 负面影响 （1）煤化工气化和甲醇装置连续运行周期不长，弛放气连续引入周期不长，目前最长时间7天，最短仅几个小时，合成氨装置需要根据弛放气中断情况及时调整生产工况。 （2）弛放气组分不稳定，操作中需根据合成氨某些重要数据的变化来及时调整生产工况。如：新鲜气氢氮比和合成回路氢氮比、二段炉出口甲烷含量、净化吸收塔出口气体指标等。 （3）由于弛放气中氮气含量高，造成合成气
压缩机循环量增大，压缩机每小时多耗蒸汽2 t/h。 （4）正常引入弛放气后，二段炉空气加入量减少，出口温度下降，造成出口甲烷含量上升，虽然采取提高一段炉温度等措施，但二段炉出口甲烷含量还是略有上升，不过均超过设计指标。 （5）由于弛放气连续上述（1）的原因，对设备和管道、阀门不利，影响使用寿命。 3 小 结 甲醇弛放气正常引入后，合成氨产量明显上升（每天增加100～150 t），吨氨消耗明显下降，经济效益十分可观，从而实现节能减排，循环经济生产。据知部分企业的煤化工装置中，甲醇弛放气是白白放掉的，造成能源浪费。现我公司煤化工装置处在初期生产阶段，技术和经验不是十分成熟，随着生产时间的延长，技术经验的积累，生产越来越稳定，甲醇弛放气的引入将更加连续稳定，经济效益更加可观。
