60万吨醇氨技术方案.docx

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1、60万吨呼氨技术方案XXXX合成纪项目最初基于贵州无烟块煤储量卡常、价格便宜、块煤与无烟粉煤市场价格相差不大，同时能消化旅能化公司富余的块煤情况下，认为高端技术的投资效益优势得不到应有发挥，从技术层面上，采用了投资相对较低的环境保护较好的折衷的消化块煤的技术路线作为项目立项的主导技术路线，富氧连续气化技术由于投资相对低廉、环境保护方面的进步成为推荐技术方案。最近，由丁国家大力整治小煤窑和国家经济发展和能源重化工业的强力拉动，贵州省无烟煤价格随着需求的增加正在节节上扬：加之，费州西部煤炭出省通道逐渐通畅，通过泸州走水运的路径已经打通，通过高速运往广西、湖南、湖北已经非常便捷。H前块煤市场供不应求

2、，质量下降，价格由项目建议书时的260元/吨上升到500元/吨，预计短时间内价格难以降低。贵州无烟粉煤价格一直徘洞在较低的相对稳定的水平上，价格不会仃大的上调。根据目前贵州块煤和粉煤价格相差较大情况提出改变原料工艺路线，项目技术方案由使用块煤和常氧连续气化技术改为使用粉煤和粉煤气化技术，是符合事实的，继续沿用原定工艺技术方案中富氧连续气化方式，项目的投资利润率仅8.67%,净现值为负，已经不具有经济可行性，而采用粉煤气化技术，效益会大大改观。因此，本工程选用XXXX能化有限公司生产的无烟粉煤为合成交原料，采用国内外成熟可苑工艺，技术先进并投资最省，同时保证环保的要求。1原料路线和工艺方案的确定

3、本工程合成纸装置以无烟粉煤为原料，依照工艺上要先进、节能，技术要成熟可靠，经济上要合理的原则，生产合成氨50万吨/年，采用的工艺方案如下：（1）煤气化：采用GSP粉煤加压气化工艺。（2）变换：采用中用低变换工艺，节省蒸汽消耗。（5）变换气净化：采用国内专利最先进的低温甲醇洗工艺。（6）合成气的最终精制采用液氮洗工艺。（7）合成气压缩机采用全凝式蒸汽透平驱动的离心式压缩机组，同循环机合二为一。（8）级合成采用卡萨利合成技术，合成塔为两台。(9)新上一套480(X)Nmh制氧装置，选用国内新型全低压单系列，分子筛净化节能工艺，空乐机选用双轴或整体齿轮多级离心式压缩机，全凝式蒸汽透平驱动，可做到节电

4、。并附带液辄液鼠装置。(10)生产装置控制全部集中在中央控制室由DCS臼动优化调节，以最少的原材料、动力投入，获得最大产出.(II)全厂供水采用原水处理、循环冷却水、脱盐水站、消防水、污水处理及排水一体化，节能节水、环保新技术。2全厂工艺物料平衡和消耗定额2.1 全厂概略工艺流程原料煤经破碎、干燥后用高压氮气送入气化炉，与高压氧气、蒸汽等一起燃烧，生产出含有CO、比的粗合成气送到变换工段，在变换工段，大部分的CO和水蒸汽反应生成H2和COj,变换气中的Co2和H2S等酸性气体在低温中醉洗工段中被脱除,得到的净化气送入液氮洗工段精制，并使合成气中的斑赳比达到3：I,精制气进入合成气压缩机，升压至

5、15.0MPa后送入城合成系统生产合成氨。2.2 附全厂方块流程图和物料平衡表3空分装置3.1 概述3.1.1 装置设计规模装置组成与各工序名称。1）本空分装置公称制氧能力为48000m（标）h,负荷调节范用751O5%.生产中压氧气、高压氮气作为气化用气：中压氮气作为合成氨配氮用，低压赳作为净化气提用氮气和全厂公用犯气：液氧、液斑作为产品出售：液短作为备用保安气源和产品出售2）装置组成装置：由空气的过滤和压缩、预冷和纯化系统、冷限制取和空气精幅，氮气压缩、液产品贮窗等工序组成3.1.2 生产方法、流程特点本装置采用蒸汽透平驱动离心式空气压缩机组、全低压分子筛吸附、增压透平膨胀机制冷、氧,轨双

6、内压缩的工艺潦程。采用蒸汽透平驱动离心式赳气压缩机组流程先进、技术成熟、运行安全可考、操作方便、能耗低。装包主要技术性能：I）装置启动时间36小时（从膨胀机启动到氧气纯度符合合同要求）2）装置加温解冻时间36小时3）装置运行周期二年以上（二次大加温时间间隔）3.2 原材料、产品及吸附剂主要技术规格3.2.1 原材料技术规格空分装置以大气空气为原料，空气中不含重尘和油，大气质量要求如下：表421名称最大含量（ppmvCO2400C5C2FU0.1C2H6().1CiHk0.05QH20.3名称最大含地CiHh0.2C4ICOIH2INH3INO(NO+NO2)0.1N2O0.32H2S0.1C1

7、.20.1FCIHCISO?+SOa1HC1.INo2I3.2.2 吸附剂技术规格表4-2-2序号名称规格（型号、尺寸）控制祖分名称标准备注I分子鲫i吸附剂13-APG3-5AI2Oj3.2.3 产品及副产品产量及技术规格产M流StNm/h纯度%v装置出口压力MPa(G)温度C备注氧气47()0099.6837内压液氯100O99.6液帆5(X)99.99O2ppm液加1200OjIppmN：2pprn高压缸气15(W099.996.040内压中年弧气2700099.993.840氟压机中质版气300099.992.540氟压机低压氮气16()0()99.990.64()氮压机装置空气2000

8、露点：-40-C0.520注：液产品为折合气态任。3.4工艺潦程简述3.1 压缩、预冷和纯化系统从入口空气过灌器出来的空气被去除/尘埃和其他机I或杂历后，经过空气压缩机压缩至约063MPa（八）进入进入空气冷却塔，在其中被水冷却和洗涤。空气冷却塔采用循环水和经水冷塔及氨冷涔冷却过的低温水冷却，空气冷却塔顶部设有游离水分高装巴和独特的防液泛装置，以防止工艺空气中游岗水份带出。出空气预冷系统的工艺空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳且化合物的空气纯化系统，纯化系统中的吸附器由两台容冷组成：吸附容器采用立式内绝热轴-径层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污网通过蒸汽加热涔加热后进行再生。

9、在分子筛吸附器之后抽出一股空气作为全厂仪表空气送到全厂管网。3.2 分馀塔系统(1)空气精馈净化后的空气主气流直接进入冷箱，这部分气体先在主换热器与从分储塔上塔即低压精馀塔出来的气态产品进行对潦热交换而冷却至接近于露点，然后进入分值低压精懒塔顶部产生纯凝气，送到氮压机分别压到0.6MPa（G）、2.5MPa（G）3.8MPa（G）送到用户。低压精锚塔中上部的污氮进入过冷落以过冷来自中压粘储塔的液体，然后进入低压主换热器复热，然后分成两路，其中一路用于对空气纯化裾中的分子筛进行再生，另一股进入水冷塔用于冷冻水的降温.低压精储塔顶部得到高纯度常用氮气。该气姒送入过冷器以过冷来自中压精微塔的液体，然

10、后部分去送管网：其余部分进入水冷塔或放空。为了提取筑，从低压精幡塔中部抽出的氮幡分送入粗岗塔，以除去辄气成份。该塔的回流液由粗氮塔冷凝器中的液态富氧空气蒸发而产生，该富氧空气来自中压精馀塔塔底，并在过冷罂中过冷。粗飘流进入精氯塔分离除去氮成份，塔底的产品液氨进入液鼠贮罐，再由液规泵加压后送出，液氢贮城中蒸发的氮气送回冷箱，经蒸发筑再冷凝器冷凝后与产品液氨一起返回贮1.精敏塔底部的蒸发热任由精叙塔蒸发器冷凝来自中压精微塔（的少量中用氮气而产生。冷凝卜的液氮进入低压希锵塔塔顶作回流液。粘氯塔冷凝器的冷量由来自中压精饱塔的液氮经过冷器过冷后的部分液氮在精抗塔冷凝器中蒸发获得。产生的纯氮气与低压精惚塔

11、中上部出来的污叙混合后进入过冷器“（2）冷量:的制取装置所需的大部分冷量由透平膨胀机和压缩空气节流膨胀所提供。从空气纯化系统来的部分空气，进入增压透平膨胀机增压端增压冷却后，进入冷箱内的液轨换热罂，冷却至一定温度后进入透平膨胀机。这股膨胀空气经膨胀机膨胀制冷后进入下塔，参与精储。3.5主要设备的选择I）空气冷却塔、水冷却塔采用填料塔，压降低、能耗低、传热和传质效果好。操作弹性范围大，对水质的适应能力强。与筛板塔相比可大大地缩小塔径、减小占地面积。2）纯化器采用双层床结构，卜层装填活性氧化铝，上层装原分子筛。3）膨胀机（1）增压透平膨胀机组由主机和供油系统两个捻袋块组成.，（2）膨胀机和增压机采

12、用NREC设计软件进行设计和分析，使其效率达到最佳设计值，气动性能和流场分布更加合理。4）分储塔（1）卜.塔结构采用了对流式筛板塔，具有有效流通面枳大，精储效果好的特点.（2）上塔采用填料塔结构，具有阻力小，空压机排压低，节能。（3）主换热器采用J大截面真空钎焊的铝制板翅式换热器.（4）采用氧气内压缩，另有部分液氧产品从主冷抽出,可使主冷中的液氧抽出量增加.充分防止碳氢化合物在主冷中积聚.更好地保证空分装设的安全运行。5）空气压缩机空气压缩机是本装理的关键设备，该压缩机采用单台单轴型多级离心式压缩机，带进口可调导叶，由蒸汽透平驱动。该压缩机具有等温效率高，可独性高，转子稳定性好，可操作范围宽，

13、制造方便，成本低等优点。6）氮气压缩机怒气压缩机是本装理的关键设备，该压缩机采用单台单轴型多级离心式压缩机，带进口可调导叶，由蒸汽透平驱动。4气化I气化工艺方案的确定1.1.1 工艺技术简介气化工艺般分为三种类型：移动床（有时也被称为固定床），流化床和气潦床。1）移动床气化炉是最老的气化炉，它很长时间在煤气化工艺中占主要地位。移动床气化炉中的氧化剂与煤的流动方向相反，通过由燥变为焦油，再到灰等一系列反应区。当空气被作为氧化剂时，温度通常不公超过灰熔点，而纯氧气流床气化炉既可以是干灰也可以是熔渣。由于合成气出口温度（400-500C）相对较低，粗合成气中通常会有液态碳氢化合物。富养气化的特点是投

14、资少，操作简雌，在中型氮肥厂中具有丰富的操作经验，是国家玳点推荐的中氮厂造气技术。由于国家大力整治小煤窑和国家经济发展和重化工业的强力拉动，贵州省无烟煤价格随着需求的增加正在节节上扬。加之，贵州西部煤炭出省通道逐渐通畅，通过泸州走水运的路彼已经打通，通过高速运往广西、湖南、湖北已经非常便捷，无烟块煤价格几年来一宜在上涨。目前已经涨到500元/吨，使合成犯成本大幅上升，项Fi的技经评价指标比项目建议书时下降很多,继续沿用原定工艺技术方案中需氟连续气化方式，项目的投资利润率仅8.67%,净现值为负，已经不具有经济可行性，所以可研报告决定不采控制网路和重要检测点的I/O卡冗余控制罂、电源系统及通讯总

15、线冗余卡点数的备用量为I/O设计数量的10%卡槽位备用空间为10%系统设置所需的机柜和接线端子柜1.1.2 温度仪表集中检测采用钿热电阻或热电偶。t300C选用的热电阻Pt100,e3oc选用热用偶k、s.保护套管主要采用ICrI8Ni9Ti.防爆区域内的仪表，选用相应等级的防爆仪表。就地品示主要采用万向型双金属温度计，保护套管主要采用ICrI8Ni9Ti.1.1.3 压力仪表笫中检测采用智能型3051压力变送器或差乐变送器，有的地方选用远传用力变送器，测量膜片主要采用不锈钢、铝、蒙乃尔合金。就地显示仪表采用一股压力表、不锈钢压力表。对于有腐蚀、易堵的地方，采用隔膜式压力表。1.1.4 流量仪表集中检测的流量采用标准孔板配3051差压变送器。有腐蚀的地方或黑水、