降低氨合成系統(tǒng)壓力是節(jié)能、減排、降耗和安全穩(wěn)定生產(chǎn)的途徑

趙永興（陜西寶雞新豐化工有限公司）

我公司原是一個(gè)年產(chǎn)合成氨4 萬噸小氮肥企業(yè)， 2011 年2月通過對(duì)氨合成系統(tǒng)的改造，不僅增加了合成氨的生產(chǎn)能力，而且大幅度降低了氨合成系統(tǒng)壓力，對(duì)公司的生存及節(jié)能減排、降低成本起了決定性的作用，使企業(yè)在市場(chǎng)上取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 現(xiàn)將改造情況總結(jié)如下：

一、流程

工藝流程簡(jiǎn)述

本單位合成采用兩套合成系統(tǒng), 兩系統(tǒng)各自獨(dú)立。

流程敘述∶

壓縮六級(jí)送來的經(jīng)精制合格的氫氮混合氣， 經(jīng)油水分離器分離油水后， 通過補(bǔ)氣閥補(bǔ)入的新鮮氣與冷交出來的氣體混合后進(jìn)入氨冷器降溫，降溫后的氣體進(jìn)入冷交下部分離液氨后，在冷交上部與管內(nèi)氣體換熱，再進(jìn)入合成塔,從塔壁下部出來進(jìn)入熱交換器,加熱后的氣體從合成塔二進(jìn)進(jìn)入塔內(nèi)件反應(yīng)，合成后的氣體經(jīng)后置鍋爐、熱交換器、水加熱器、冷排，然后進(jìn)入氨分分離液氨，再進(jìn)入循環(huán)機(jī)加壓，經(jīng)油水分離器分離油水后，進(jìn)入冷交，出冷交氣體與補(bǔ)充的新鮮氫氮?dú)饣旌涎h(huán)生產(chǎn)。 分離出的液氨進(jìn)氨槽。 如圖1 所示

二、改造前后設(shè)備情況：

原合成系統(tǒng)為兩套φ600 的合成系統(tǒng)， 開十二機(jī)生產(chǎn) （折L3.3 機(jī)）日產(chǎn)合成氨115 噸，合成系統(tǒng)壓力32MPa; 改造后，其中一套將合成塔改為φ800，氨冷器由原60m2 改為180m2，循環(huán)機(jī)由原1.8m3 改為4m3, 改造后合成在同等產(chǎn)量情況下壓力為23Mpa。 共投入資金500 萬元。 改造前后消耗情況及產(chǎn)量對(duì)比如表1 所示

由上表可以看出， 無煙煤下降300kg/tNH3，， 煙煤耗下降120kg/tNH3，綜合電耗下降了250kwh/t NH3，合成氨日產(chǎn)量增加了20t。

三、改造后合成系統(tǒng)壓差減小，系統(tǒng)壓力大幅度降低，增加了氨冷卻面積，使合成塔進(jìn)口氨含量下降，合成塔出口氨含量大幅上升， 使氨的產(chǎn)量在同等條件下有了提高，見表2.

由表2 可看出：①由于合成氨系統(tǒng)阻力的減小，從而保證了合成壓力的降低，使合成放空氣量大幅度減小，無煙煤耗，煙煤耗，電耗下降。 ②由于合成系統(tǒng)裝置能力的擴(kuò)大，使系統(tǒng)阻力下降，循環(huán)機(jī)耗電成倍減少。 ③由于合成氨冷卻效率的提高，使合成塔進(jìn)口氨含量下降，氨凈值提高，合成放空量下降。

四、經(jīng)濟(jì)效益分析：

1、日節(jié)約成本：

無煙煤日節(jié)約成本總額：300×135×1400/1000= 56700 元。

煙煤日節(jié)約成本：120×135×480/1000=7776 元。

綜合電耗日節(jié)約成本總額：250×135×0.325=10968 元。

表1∶改造前后消耗情況對(duì)比

表2：

共計(jì)日節(jié)約56700+7776+10968=75444 元。

2、維修費(fèi)用和勞動(dòng)強(qiáng)度大幅減小

通過上述改造，將使氨合成系統(tǒng)的壓力大幅下降，合成氨日生產(chǎn)能力提高到135 噸，年生產(chǎn)能力達(dá)到6 萬噸。 合成壓力的降低，使壓縮機(jī)各段壓力下降，從而延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的使用周期，大幅度的降低了維修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了設(shè)備安全長(zhǎng)周期運(yùn)行。同時(shí)由于合成壓力的下降，從而使前工段壓力下降，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的負(fù)荷，故障將大幅減少，使系統(tǒng)中小維修費(fèi)和輔材消耗下降，生產(chǎn)能耗下降。

3、投資回收期短，總投資500萬元，在二個(gè)月內(nèi)可收回全部投資，投資回收周期短，節(jié)能減排效果明顯。

五、結(jié)論和建議：

近幾年的運(yùn)行情況和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)檢測(cè)以及發(fā)揮出的經(jīng)濟(jì)效益說明：降低氨合成生產(chǎn)過程的終端壓力，有利于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的長(zhǎng)周期動(dòng)行； 增大合成系統(tǒng)氨合成塔有利于合成設(shè)備更大潛能的發(fā)揮。這一改進(jìn)確保了安全生產(chǎn)，是一個(gè)很好的節(jié)能、減排、降耗和安全穩(wěn)定生產(chǎn)的途徑。