三聚氰胺裝置冬季獨(dú)立運(yùn)行技改小結(jié)

和志紅

(河南煤化集團(tuán)中原大化公司,河南濮陽(yáng) 457004)

1 改造背景

我公司主打產(chǎn)品是尿素和三聚氰胺,尿素的原料是合成提供的NH3和CO2,三聚氰胺的原料是來(lái)自尿素的75%尿液,可見(jiàn)三聚氰胺裝置的運(yùn)行是離不開(kāi)合成和尿素裝置的。面臨天然氣市場(chǎng)價(jià)格暴漲而尿素價(jià)格不高而造成虧損,但是三胺卻盈利銷(xiāo)售很好的局面,2010年12月10日集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)果斷采取停合成及尿素主裝置,而讓三胺裝置熔成品尿素單獨(dú)運(yùn)行的方案。三胺裝置自2000年投產(chǎn)來(lái)從來(lái)沒(méi)有單獨(dú)運(yùn)行過(guò),由于原始設(shè)計(jì)是基于主裝置運(yùn)行,要使三胺與主裝置脫離開(kāi),打通三胺內(nèi)部與鍋爐及煤化工的聯(lián)系,所以必須進(jìn)行相應(yīng)的管線(xiàn)及系統(tǒng)改造。

2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

三胺裝置冬季單獨(dú)運(yùn)行,所應(yīng)進(jìn)行的改造涉及面較廣,下面分別說(shuō)明。

2.1 蒸汽管線(xiàn)改造

2.1.1 12.5 MPa蒸汽管線(xiàn)改造(流程示意見(jiàn)圖1)從3號(hào)鍋爐汽包上引一條12.5 MPa的蒸汽管線(xiàn),到合成廢鍋08E001出口至三胺高壓廢水裝置的切斷閥后,實(shí)現(xiàn)3號(hào)鍋爐直接向高壓廢水(E6202)供應(yīng)飽和高壓蒸汽。另外,為了保證小解吸水解裝置水解器的5.2 MPa蒸汽,在該管線(xiàn)靠近高壓廢水裝置區(qū)處將蒸汽減壓后向解吸水解引一條5.2 MPa的蒸汽管線(xiàn),于現(xiàn)有的水解器蒸汽管線(xiàn)流量調(diào)節(jié)閥FV80951前相接,以取代現(xiàn)有的從大尿素界區(qū)來(lái)的12.5 MPa蒸汽,實(shí)現(xiàn)3號(hào)爐單獨(dú)向解吸裝置供應(yīng)蒸汽。從3號(hào)爐來(lái)的飽和蒸汽相關(guān)數(shù)據(jù)是,壓力12.5 MPa,溫度320℃,總流量10t/h。去解吸水解裝置蒸汽管線(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)是,介質(zhì)飽和蒸汽,壓力5.05 MPa,溫度320℃,總流量4 t/h。

2.1.2 1.6 MPa蒸汽管線(xiàn)改造

從30 kt/a三胺的1.6 MPa蒸汽總管上引一條蒸汽管線(xiàn)至二套三胺西管廊端去高壓廢水裝置的切斷閥后,實(shí)現(xiàn)30 kt/a三胺裝置也可以供應(yīng)高壓水解蒸汽。另外,產(chǎn)生的冷凝液回到30 kt/a三胺裝置的閃蒸罐V8128。從30 kt/a三胺來(lái)的飽和蒸汽相關(guān)數(shù)據(jù)是,壓力1.6 MPa,溫度205℃,總流量10 t/h。返回30 kt/a閃蒸槽V8128管線(xiàn)的蒸汽冷凝液相關(guān)數(shù)據(jù)是,壓力0.6 MPa,流量8 t/h。去高壓廢水蒸汽管線(xiàn)尺寸5″;30 kt/a三胺中壓蒸汽總管尺寸12″;E6205冷凝液管線(xiàn)4″;去V8128中壓蒸汽冷凝液管線(xiàn)7″。

2.1.3 0.6 MPa蒸汽管線(xiàn)改造

從30 kt/a三胺的0.6 MPa蒸汽總管上引一條蒸汽管線(xiàn)至二套三胺西管廊端,低壓蒸汽分別去高壓廢水裝置(蒸汽伴熱)和解吸水解裝置(C8501)的切斷閥后,達(dá)到30 kt/a三胺裝置也可以供應(yīng)高壓水解裝置和解吸水解裝置低壓蒸汽的目的。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì) 飽和蒸汽,壓力0.6 MPa,溫度5℃,總流量7 t/h。

圖1 12.5 MPa蒸汽管線(xiàn)流程示意

2.2 E6202冷凝液管線(xiàn)改造

正常情況下,高壓水解裝置的加熱器E6202所產(chǎn)生的冷凝液送往二套三胺裝置的蒸汽閃蒸罐V6128。為了實(shí)現(xiàn)30 kt/a三胺裝置與高壓水解裝置的單獨(dú)運(yùn)行,以及避免高壓水解裝置運(yùn)行二套三胺蒸汽系統(tǒng)無(wú)法停車(chē)檢修的問(wèn)題,在加熱器E6202產(chǎn)生的冷凝液管線(xiàn)上增加一條去30 kt/a三胺裝置區(qū)蒸汽閃蒸罐V8128的管線(xiàn),這樣,利用該管線(xiàn)實(shí)現(xiàn)兩套低壓蒸汽管網(wǎng)共享,避免當(dāng)二套三胺停運(yùn)時(shí)低壓蒸汽管網(wǎng)超壓的問(wèn)題,也可隨時(shí)切開(kāi)。

相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì) 冷凝液,壓力0.6 MPa,流量10 t/h。E6202冷凝液管線(xiàn)尺寸4″。

2.3 高壓廢水裝置產(chǎn)生的碳銨液引至一套吸收塔

在高壓廢水裝置的碳銨液泵 P6202出口至二套三胺吸收塔C6103丁字管廊交接處增加一條去一套三胺裝置吸收塔C3103的碳銨液管線(xiàn)(LV31264閥后),這樣,高壓廢水裝置產(chǎn)生的碳銨液也可以送往一套部分回收。相關(guān)數(shù)據(jù): P6202至C6103管線(xiàn)尺寸1″～(1/2)″;介質(zhì)溫度50～70℃,總流量5 t/h,密度980 kg/m3;氨19% (質(zhì)量分率,下同),二氧化碳6%,水75%。稀碳銨液入口壓力0.8 MPa,出口壓力0.45 MPa。

2.4 沖洗水管線(xiàn)改造

從30 kt/a三胺的低壓沖洗水總管上(9區(qū)循環(huán)閥前)引一條沖洗水管線(xiàn)至二套三胺西管廊端低壓沖洗水管線(xiàn)去解吸水解裝置的切斷閥后(P8503處),達(dá)到30 kt/a三胺裝置也可以供應(yīng)解吸水解低壓沖洗水的目的。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì)氨含量不高于 5%的稀氨水,壓力 0.8 MPa,溫度50℃,總流量0.5 t/h。介質(zhì)密度980 kg/m3。

2.5 廢水管線(xiàn)改造

目前,三套三胺的廢水管線(xiàn)全部聯(lián)通,只有在P8201出口至二套界區(qū)處有一道切斷閥,一套高壓廢水泵P3201以及二套高壓廢水泵P6201出口至廢水總管都沒(méi)有切斷閥。當(dāng)一二套停運(yùn)時(shí),一二套高壓廢水泵出口管線(xiàn)非常容易被30 kt/a三胺的滯留液堵塞,已經(jīng)發(fā)生了兩次,所幸堵塞不嚴(yán)重,及時(shí)處理通了。所以提出在現(xiàn)有的一二套高壓廢水泵P3201和P6201的出口管線(xiàn)上增加切斷閥,以實(shí)現(xiàn)有效的切斷,防止管線(xiàn)堵塞。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì)生產(chǎn)廢水,壓力12 MPa,溫度165℃,管線(xiàn)尺寸3″。

2.6 小尿素外送液氨管線(xiàn)改造

小尿素副產(chǎn)的氨正常情況下由P8305送往大尿素中壓吸收塔C101,大尿素停車(chē)情況下利用界區(qū)引氨管線(xiàn)送往三套三胺氨回收槽V116。為防止小尿素副產(chǎn)的氨進(jìn)入反應(yīng)器,必須間斷送氨,切換頻繁,一定程度上影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為解決這一問(wèn)題,決定對(duì)小尿素外送氨管線(xiàn)進(jìn)行改造。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì) 液氨,壓力 2.6 MPa,溫度40℃,管線(xiàn)尺寸1″。

2.7 P3133出口去大尿素熔融尿素裝置管線(xiàn)改造

尿素裝置停車(chē)后,可在 T101內(nèi)熔化尿素,為三胺裝置提供原料尿液。因大尿素裝置停車(chē),無(wú)法提供熔化尿素用的熱水,故從一套三胺裝置P3133出口接一根蒸汽冷凝液管為 T101提供熱水熔化尿素。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì)蒸汽冷凝液,壓力0.6 MPa,溫度100℃,管線(xiàn)尺寸3″。

2.8 煤化工來(lái)CO2管線(xiàn)改造

尿素裝置停車(chē)后,無(wú)法為三胺裝置獨(dú)立運(yùn)行時(shí)提供所需的CO2,此時(shí)可通過(guò)原三胺裝置至煤化工裝置的廢水管線(xiàn),從煤化工引一股CO2,向三胺裝置提供生產(chǎn)用CO2,因煤化工來(lái)CO2中S含量超標(biāo),在進(jìn)入三胺CO2管網(wǎng)前(合成一段爐東),增加一臺(tái)CO2脫硫塔,使過(guò)濾后CO2中的S含量在5×10-6以下。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì) CO2,壓力2.2 MPa,溫度45℃。

2.9 CO2汽化裝置改造

尿素裝置停車(chē)后,無(wú)法為三胺裝置獨(dú)立運(yùn)行時(shí)提供所需的CO2,當(dāng)大尿素裝置和煤化工裝置都無(wú)法提供CO2時(shí),CO2汽化裝置可為三套三胺裝置提供CO2。

首先將購(gòu)買(mǎi)的液態(tài)CO2通過(guò)槽車(chē)加壓,送入液態(tài)CO2儲(chǔ)罐V9201內(nèi),通過(guò)液態(tài)CO2泵P9201升壓后,送入水浴式CO2汽化器 E9201內(nèi),液態(tài)CO2在汽化器內(nèi)被升溫至60～70℃,由液態(tài)變成氣態(tài),并通過(guò)氣體回流來(lái)提高CO2儲(chǔ)罐的壓力,當(dāng)壓力大于CO2管網(wǎng)壓力時(shí),可將CO2送入系統(tǒng)。相關(guān)數(shù)據(jù):介質(zhì) 液態(tài)CO2,壓力2.0 MPa,溫度-40℃。

2.10 熔化尿素系統(tǒng)改造

小尿素裝置原有一套尿素熔化系統(tǒng),在尿素裝置停車(chē)無(wú)法為三胺提供尿液時(shí),熔化固體尿素,保證三胺裝置的運(yùn)行。但熔化過(guò)程中,固體尿素需用電動(dòng)葫蘆吊至頂樓才能充裝,影響熔化速度,且下料不均勻,容易堵塞下料管線(xiàn)。故在尿素熔化裝置南側(cè)新上1臺(tái)斗提機(jī)裝置,為熔化尿素裝置提供均勻連續(xù)的固體尿素,確保三胺裝置高負(fù)荷運(yùn)行。相關(guān)數(shù)據(jù):物料尿素,輸送量35 m3/h,輸送機(jī)高度23.25 m,料斗容積0.0078 m3,斗寬0.3 m,斗距0.3048 m,料斗運(yùn)行速度0.5 m/s,傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速16.48 r/min,電動(dòng)機(jī)功率5.5 kW,電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S-4,減速機(jī)型號(hào)XWD5.5-6-43;斗提機(jī)材料為不銹鋼,物料容重約0.74 t/m3,物料溫度為常溫,物料粒度＜5 mm,實(shí)際輸送量約18 t/h。

2.11 增加煤化工至三胺裝置鈍化空氣管線(xiàn)

三胺裝置的鈍化空氣用于一些關(guān)鍵設(shè)備(CX101、CX106等)的防腐。斷鈍化空氣代表著設(shè)備失去保護(hù)層,導(dǎo)致腐蝕。為避免設(shè)備損壞,裝置必須停車(chē)。目前三套三胺裝置的鈍化空氣由K3102A/B、K8102 3臺(tái)空壓機(jī)供給,另外從合成02壓縮機(jī)組出口連接一條管線(xiàn)送至三胺界區(qū)。正常生產(chǎn)期間,三胺界區(qū)的3臺(tái)空壓機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài),三胺裝置的鈍化空氣由合成02提供。

考慮到冬季三胺獨(dú)立運(yùn)行時(shí),合成裝置停車(chē),無(wú)法為三胺裝置提供4.0 MPa的鈍化空氣,三套三胺裝置的3臺(tái)鈍化空氣壓縮機(jī)必須同時(shí)運(yùn)行,才能保證裝置的鈍化空氣用量,任何一臺(tái)壓縮機(jī)出現(xiàn)故障,都無(wú)法保證三胺裝置高負(fù)荷生產(chǎn)。目前 K8102由于備件不到,無(wú)法運(yùn)行, K3102A打量不好。考慮到這些因素,計(jì)劃從煤化工裝置引一股6.5～7.0 MPa的鈍化空氣至三胺裝置,確保鈍化空氣的供應(yīng)。

實(shí)施方案 利用原有煤化工至合成氨裝置的高壓氮?dú)夤芫€(xiàn)(此管線(xiàn)當(dāng)合成氨裝置停車(chē)時(shí)不用),從煤化工02K002出口(壓力6.5～7.0MPa)引一條管線(xiàn)至弛放氣管線(xiàn),送至天然氣化工裝置,從合成氨裝置界區(qū)處的高壓氮?dú)夤芫€(xiàn)上,引一條管線(xiàn)至合成02出口至三胺裝置的管線(xiàn)。當(dāng)冬季三胺獨(dú)立運(yùn)行時(shí),可通過(guò)煤化工裝置向三胺裝置供應(yīng)鈍化空氣。

3 運(yùn)行效果

三聚氰胺裝置與合成、尿素主裝置分開(kāi)單獨(dú)運(yùn)行,起初系統(tǒng)操作不太穩(wěn)定,經(jīng)過(guò)幾天的摸索,進(jìn)行了一系列的優(yōu)化,系統(tǒng)漸漸趨于平穩(wěn)。三胺成品無(wú)論在質(zhì)量還是在產(chǎn)量上和以前一樣,質(zhì)量達(dá)標(biāo),這讓我們受到很大的鼓舞,可以自豪地說(shuō)三聚氰胺裝置冬季獨(dú)立運(yùn)行成功了。

4 結(jié) 語(yǔ)

三胺裝置經(jīng)過(guò)改造管線(xiàn)及系統(tǒng),達(dá)到了獨(dú)立運(yùn)行的目的,滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行了50 d,為公司創(chuàng)了不少利潤(rùn)。改變了合成尿素不運(yùn)行三胺就無(wú)法運(yùn)行的歷史,這是河南煤化集團(tuán)中原大化公司一個(gè)歷史性的轉(zhuǎn)折。