雙塔并聯(lián)應用總結

李彤松，杜艷嶺

(河南心連心化肥有限公司 ，河南 新鄉(xiāng) 453731)

雙塔并聯(lián)應用總結

李彤松，杜艷嶺

(河南心連心化肥有限公司 ，河南 新鄉(xiāng) 453731)

介紹了Φ1000合成塔系統(tǒng)的工藝流程及Φ1600系統(tǒng)的主要設備情況，項目改造完成后，增加了Φ1000合成塔觸媒的使用率和內件的使用率，同時降低了能耗。

氨合成;雙塔并聯(lián)

河南心連心化肥有限公司一分廠Φ1600合成系統(tǒng)是我公司“雙高一優(yōu)”的配套工程，該工程于2003年10月份投產，投產后原Φ1000、Φ800合成系統(tǒng)停止運行。Φ1600合成塔內件采用湖南安淳高新技術有限公司設計的ⅢJD1600型內件，觸媒選用的是山東臨朐大祥化工廠生產DNCA型氨合成催化劑，觸媒裝填量為54.3t，當時是按12萬t/a合成氨生產能力設計的，隨著一分廠產能的逐步擴大，2007年底合成氨日產量達到600 t/d，由于氣量的增加及觸媒活性下降，到2007年底合成系統(tǒng)壓力由最初的23.0MPa升至 28.5MPa，造成壓縮機的動力消耗大幅上升，合成塔觸媒層各段溫度不易控制在指標，第一軸向段觸媒活性明顯下降。所以公司決定利用原Φ 1000烴化塔改為合成塔與Φ1600合成塔并聯(lián)運行，從2008年5月份中修后，合成雙塔并聯(lián)運行，各項工藝條件穩(wěn)定，運行平穩(wěn)，達到了預期的效果。

1 原系統(tǒng)工藝流程及主要設備

氨合成系統(tǒng)流程如下:從烴化系統(tǒng)來的合格氫氮氣與氨冷來的反應后的氣體混合，氣體溫度下降至約－10℃，進入氨分離器進一步分離，使出口氨含量降至3%以下，分離氨后的氣體從冷交底部進入冷交換器管內和管間水冷來的氣體換熱，使氣體由－10℃上升到20℃左右，進入循環(huán)機加壓，由26.0MPa提壓到28.5MPa后，進入合成循環(huán)氣油分離器，出油分的氣體分成三股:一股為主氣(約62%)的氣體去熱交，與從廢熱鍋爐來的管內熱氣體進行換熱，由30℃左右上升到180℃左右，進入合成塔下部換熱器，與出合成塔的氣體換熱，使冷氣體溫度上升到300℃左右，從中心管頂部出來進入第一軸向觸媒層;第二股約占30%的氣體從合成塔下側部進入塔壁環(huán)隙自下而上從合成塔上部引出經冷管閥由兩根引氣管重新引入塔內進入冷膽與第三徑向段觸媒進行換熱后由四根上升管引入第二層軸向層進口分布器;第三股約8%的氣體直接進入第三層徑向層，經過三層反應后進入第四徑向層，反應后經過下部換熱器出塔，溫度降到300℃左右進入廢鍋，廢鍋出來進入熱交換器，溫度降到90℃進入一、二級水冷，溫度降到25℃左右，進入冷交換器分離液氨;分離氨后的氣體進入氨冷進一步降溫，降到－14℃左右與新鮮氣匯合后重新進行下一個循環(huán)。

2 Φ1600氨合成系統(tǒng)主要設備

表1 Φ1600氨合成系統(tǒng)主要設備

3 雙塔并聯(lián)前的合成工藝條件

合成系統(tǒng)壓力為28.5MPa;循環(huán)量為290 000 Nm3/h;第一軸向層熱點溫度450℃;第二軸向層熱點溫度475℃;第三徑向層熱點溫度475℃;第四徑向層熱點溫度480℃;循環(huán)氣甲烷含量10.8%;出口氨含量11%。

4 項目主要內容及完成情況

將Φ 1000烴化系統(tǒng)更換下來的Φ 1000塔與Φ 1600合成塔并聯(lián)，兩塔進口同為熱交冷氣出口氣體，出口去廢鍋，另外在油分離器出口增加了兩條Φ 1000合成塔的副線。本次Φ 1000合成塔共裝填XHC－1型還原態(tài)觸媒16 t，使用的是湖南安淳公司生產的還原態(tài)觸媒。

該項目于2008年5月份檢修后投入運行，在合成補氣流量增加3000 Nm3/h的前提下，變壓吸附提氫進口流量由檢修前的2200 Nm3/h下降到1700 Nm3/h，減少了合成氣體放空量。

合成系統(tǒng)壓力為25.5MPa;循環(huán)量為208 000 Nm3/h;第一軸向層熱點溫度482℃;第二軸向層熱點溫度470℃;第三徑向層熱點溫度470℃;第四徑向層熱點溫度475℃;循環(huán)氣甲烷含量14%;出口氨含量14%。

5 同類技術對比

部分廠家并塔流程為合成塔降溫氣全部采用油分出口冷氣，對合成觸媒和內件的使用不利。我公司Φ1000塔各層塔溫以經過熱交換熱的出口氣體降溫為主，以冷氣為輔助調節(jié)手段，增加了Φ1000合成塔觸媒的使用率和內件的使用壽命。

關鍵技術及創(chuàng)造點:Φ 1000合成塔裝填還原態(tài)合成觸媒前合成塔內件的安裝，壓填料試壓，用氮氣將烴化塔內置換合格后裝填還原態(tài)合成觸媒。

6 經濟效益

效益分析:合成雙塔并聯(lián)后，系統(tǒng)壓力由27.5MPa 降到25.5MPa，下降了2.0MPa，每臺9.5m3/min合成循環(huán)機電流由55 A降到45 A，下降了10A，每天可節(jié)電2650 kW·h;1臺2.5m3/min合成循環(huán)機電流由280 A降到240 A，下降了40 A，每天可節(jié)電690 kW·h?？傆嬅磕旯?jié)約691 845元。

TQ113.2

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1003－3467(2010)05－0049－01

2009－11－09

李彤松(1977－)，男，助理工程師，從事工程技術管理工作，電話:13938736032。