氨合成回收塔改造小結(jié)

劉銳杰,龐偉玲,馮圣君

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731)

氨合成回收塔改造小結(jié)

劉銳杰,龐偉玲,馮圣君

(河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731)

介紹了氨合成系統(tǒng)中馳放氣處理系統(tǒng)的改造。針對回收塔排出的馳放氣中氨含量和氨水滴度問題提出了改進(jìn)措施，通過改造前后的工藝參數(shù)對比，說明該改造措施具有良好的效果。

回收塔；馳放氣；改造

河南心連心化肥有限公司年產(chǎn)45萬t合成氨、80萬t尿素原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目合成氨采用15MPa低壓合成工藝。合成系統(tǒng)共2套裝置，自2013年11月份開車以來，經(jīng)過不斷的技術(shù)改造與優(yōu)化，2015年尿素產(chǎn)量突破100萬t，其中，合成氨已達(dá)59萬t。在氨合成系統(tǒng)中，等壓回收塔排出的馳放氣中氨含量與氨水滴度不能同時(shí)滿足生產(chǎn)要求。在2015年5月停車中修中，通過配備一臺(tái)氨水泵進(jìn)行改造。

1 合成崗位流程簡介

經(jīng)NH壓縮機(jī)將液氮洗精制過的3：1氫氮?dú)猓釅褐?2MPa左右后送至氨合成補(bǔ)氣油分，分離氣體中攜帶的油污后與由循環(huán)機(jī)來的、經(jīng)循環(huán)氣油分分離過油污的氣體匯合，匯合后氣體分為兩路：一股分流氣體作為爐溫操作控制冷氣，另一股分流氣體作為主進(jìn)氣經(jīng)熱交主進(jìn)閥進(jìn)入熱交換器殼程，與廢熱鍋爐來的230℃左右的氣體進(jìn)行換熱(主進(jìn)氣走殼程，廢熱鍋爐來氣走管程)。換熱后的主進(jìn)氣分為兩股：一股分流氣體作為爐溫操作控制熱氣，另一股氣體溫度約210℃從合成塔下部兩側(cè)進(jìn)入合成塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。

反應(yīng)后氣體溫度約330℃從合成塔下部兩側(cè)出來，進(jìn)入廢熱鍋爐(氣體走管程、水走殼程)，經(jīng)廢熱鍋爐后氣體溫度降至23℃左右進(jìn)入熱交換器管程與循環(huán)氣油分來的氣體換熱，換熱后氣體溫度降至120℃以下進(jìn)入軟水加熱器降溫至90℃以下，進(jìn)入循環(huán)水水冷卻器，繼續(xù)降溫至40℃以下進(jìn)入溴化鋰水水冷卻器，出來的氣體溫度約12℃左右進(jìn)冷交的管間，在冷交內(nèi)與氨分來的-7℃左右的氣體換熱后進(jìn)入旋流板分離液氨，分離液氨后的氣體溫度約2℃左右進(jìn)入一級(jí)氨冷卻器，氣體溫度降至-3℃左右進(jìn)入二級(jí)氨冷卻器，氣體溫度再次降溫至-10℃左右，進(jìn)入臥式氨分，分離液氨后進(jìn)冷交管內(nèi)，與管間溴化鋰水冷來的氣體進(jìn)行換熱，溫度提高到15℃左右進(jìn)入循環(huán)機(jī)，開始新一輪的循環(huán)。

從冷交與氨分分離出來的液氨經(jīng)減壓至5.0MPa左右后進(jìn)入中壓閃蒸槽，馳放氣送往氮?dú)鋲嚎s機(jī)一段，液氨再經(jīng)減壓至2.0MPa左右后進(jìn)入低壓液氨中間槽(1.6MPa)，馳放氣送往洗氨塔，經(jīng)凈氨塔脫除氣體中夾帶的氨氣后送往低壓氮?dú)鋲嚎s機(jī)一入，低壓液氨中間槽(1.6MPa)出口約1.7MPa，5℃左右的液氨經(jīng)氨氨換熱器提溫至20℃左右送往尿素使用。

2 馳放氣處理流程簡介

從液氨中間槽來的馳放氣從回收塔下部進(jìn)入，通過氣體分布器的氣孔均勻分布到塔內(nèi)，與塔頂下來的脫鹽水進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，經(jīng)洗滌，氣體中的大部分氨被吸收，經(jīng)凈化后的馳放氣從塔頂排出送往火炬崗位做燃料使用，或送低壓氮?dú)鋲嚎s機(jī)進(jìn)行回收，洗滌液(即氨水)從塔底排出外送，送往煙氣脫硫或脫鹽水崗位使用。

3 存在問題

正常狀況下，馳放氣送往火炬崗位做燃料使用，或送低壓氮?dú)鋲嚎s壓機(jī)回收(氣氨含量工藝指標(biāo)要求≤50×10-6)，氨水送往煙氣脫硫或脫鹽水崗位使用(氨水滴度工藝指標(biāo)≥80tt)。

目前運(yùn)行情況，自開車以來，回收塔配備兩臺(tái)計(jì)量泵，原則上，一開一備。系統(tǒng)運(yùn)行初期，由于是按設(shè)定負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)開啟一臺(tái)計(jì)量泵時(shí)就可以滿足要求。隨著系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，產(chǎn)能不斷增加，進(jìn)入回收塔馳放氣流量增大，馳放氣中的氨不能很好的被吸收，導(dǎo)致出塔氣中氨含量增多，并且氨水滴度也不能滿足外排的要求。為了解決這一問題，先嘗試對泵進(jìn)行不同工況操作。當(dāng)一臺(tái)計(jì)量泵連續(xù)工作時(shí)，馳放氣氨含量可以控制在≤50 ×10-6的指標(biāo)內(nèi)，但是氨水滴度低于80tt，煙氣脫硫及脫鹽水崗位無法使用。如果間斷啟用計(jì)量泵，氨水滴度可以控制在80tt以上，但是馳放氣氨含量達(dá)到200×10-6～5000×10-6，嚴(yán)重超標(biāo)，只能送火炬崗位作為燃料氣(伴燒氣或長明燈用氣，剩余部分送主火炬燃燒)，不能送往低壓氮?dú)鋲嚎s機(jī)回收，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。當(dāng)兩臺(tái)計(jì)量泵投入使用時(shí)，因計(jì)量泵打液量大，回收塔液位上升較快，當(dāng)回收塔液位超過80%時(shí)，需要停計(jì)量泵，不能有效的控制塔內(nèi)馳放氣氨含量，導(dǎo)致凈氨塔內(nèi)氨不能有效回收、浪費(fèi)氣體。為了使這兩者能夠同時(shí)達(dá)到指標(biāo)要求，特對回收塔這一部分進(jìn)行改造。

4 改進(jìn)措施

經(jīng)過項(xiàng)目論證會(huì)，最終決定通過增加一臺(tái)氨水泵，當(dāng)系統(tǒng)開車或是減量生產(chǎn)時(shí)，需要開一臺(tái)計(jì)量泵滿足要求，當(dāng)系統(tǒng)超出設(shè)定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，需要開啟一臺(tái)計(jì)量泵和氨水泵，原則上兩個(gè)計(jì)量泵不同時(shí)投入使用。當(dāng)啟動(dòng)氨水泵時(shí)，使回收塔內(nèi)低濃度氨水再次回到塔內(nèi)，重新在塔內(nèi)與馳放氣進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，提高氨水濃度，有效降低回收塔馳放氣氨含量。增加后示意圖如圖1所示。

圖1 改造示意圖

5 優(yōu)化意義

當(dāng)氨水滴度與馳放氣氨含量不能滿足工藝要求時(shí)，逐漸將新增的氨水泵并入系統(tǒng)，經(jīng)過不斷的調(diào)整，使氨水泵運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定。經(jīng)過長時(shí)間的投入使用，隨機(jī)取樣進(jìn)行分析馳放氣與外排的氨水對其進(jìn)行檢測，其結(jié)果如表1所示。

表1 改造前后工藝參數(shù)對比

通過上述參數(shù)對比可知，當(dāng)新增一臺(tái)氨水泵后，馳放氣中氨含量在150×10-6～250×10-6，氨水滴度在80～110tt，達(dá)到了工藝指標(biāo)要求，這一改造解決了馳放氣中氨含量與氨水滴度問題。另外，也有效的回收了凈氨塔中的馳放氣，減少了氨的排放，節(jié)約了成本。

6 結(jié)論

通過對現(xiàn)有回收塔進(jìn)行小的技術(shù)改造，改造后不僅有利于環(huán)境受保護(hù)，而且馳放氣中的氨也得了回收。改造后，大大降低了回收塔排放的馳放氣中氨含量，達(dá)到了減排的效果，有效降低了污染物的排放，另外也提高了外排的氨水滴度，符合工藝指標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期的改造目的。

(本文文獻(xiàn)格式：劉銳杰,龐偉玲,馮圣君.氨合成回收塔改造小結(jié)[J].山東化工，2017，46(04)：101-102.)

The Summary of Transformation of Ammonium Synthesis Recovery Tower

LiuRuijie,MangWeiling,FengShengjun

(Henan Xinlianxin Fertilizer Co., Ltd., Xinxiang 45300,China)

Mainly introduced thereformationabout ammonia synthesis system ofammonia content in released gastreatment system. Aiming to the problem of released gas and ammonia drops about recovery tower, a measures is given. Through contrast of the transformation of process parameters before and after, it suggests that the reform measures has good effect.

recovery tower; released gas; reformation

2017-01-11

劉銳杰(1981—)，工程師，從事化工工藝研發(fā)及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的研究工作。

TQ113.25

A

1008-021X(2017)04-0101-02