氨吸收制備氨水技術(shù)改造

(兗礦魯南化工有限公司，山東 滕州 277527)

兗礦魯南化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)魯南化工)有兩條尿素生產(chǎn)線(xiàn)，第一條尿素生產(chǎn)線(xiàn)為6萬(wàn)m3/h空分、3臺(tái)德士古氣化(2開(kāi)1備)、全低變+NHD脫硫脫碳+甲烷化精制、高壓法氨合成、雙高壓水溶液全循環(huán)法尿素生產(chǎn)工藝，第二條尿素生產(chǎn)線(xiàn)為6萬(wàn)m3/h空分、1臺(tái)四噴嘴水煤漿氣化爐(無(wú)備爐)、全低變+NHD脫硫脫碳+甲烷化精制、低壓氨合成(卡薩利工藝)、CO2氣提法尿素工藝。魯南化工第一條尿素生產(chǎn)線(xiàn)的氨水制備不能正常運(yùn)行，存在系列問(wèn)題。

(1)因氨吸收裝置主要用于回收合成及氨庫(kù)貯罐氣中的含氨尾氣，相關(guān)設(shè)備、管道設(shè)計(jì)處理能力較小，氨水產(chǎn)量最高僅能達(dá)到5 t/h。

(2)由于系統(tǒng)無(wú)法生產(chǎn)高濃度氨水，一是無(wú)法完成2018年簽訂的氨水銷(xiāo)售合同，對(duì)企業(yè)信用造成影響；二是市場(chǎng)上對(duì)高濃度氨水需求量較大，利潤(rùn)較高，無(wú)法銷(xiāo)售高濃度氨水，將給魯南化工造成極大經(jīng)濟(jì)損失；三是不能滿(mǎn)足熱電站煙氣脫硫要求，造成環(huán)保不達(dá)標(biāo)。

1 改造情況

1.1 改造方案

針對(duì)上述問(wèn)題，魯南化工探討了如何對(duì)現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，以達(dá)到生產(chǎn)高濃度氨水的目的。通過(guò)分析討論，決定利用原氨精餾系統(tǒng)的閑置設(shè)備、管線(xiàn)、閥門(mén)、機(jī)泵等進(jìn)行改造，通過(guò)改造實(shí)現(xiàn)制備10%(w)或15%(w)氨水，滿(mǎn)足生產(chǎn)及銷(xiāo)售需求，改造內(nèi)容如下：①利用原氨吸收界區(qū)內(nèi)閑置的氨精餾塔、III氨吸收塔以及機(jī)泵、管道進(jìn)行改造，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自調(diào)閥、流量計(jì)進(jìn)行移位；②將凈化二閑置的200 m3儲(chǔ)槽改為成品氨水槽；③將原尿素一退出的220 m2的換熱器作為氨水制備水冷器；④對(duì)停滯多年的原有氨水泵進(jìn)行拆檢、修復(fù)，同時(shí)利用舊庫(kù)存閑置的氨水泵1臺(tái)。

1.2 改造流程

本次改造將原氨精餾塔作為氨吸收塔、將原III氨吸收塔作為尾氣吸收塔，氨水貯槽閃蒸氣全部送往尾氣吸收塔，打破了原氨水貯槽直接排大氣的固有模式，杜絕了環(huán)境污染，具體改造流程如下。

(1)從氨庫(kù)來(lái)的液氨(濃度≥99.8%、壓力≤2.2 MPa(a))，經(jīng)液氨自調(diào)閥減壓及流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入氨吸收塔(原氨精餾塔)底部的液氨噴射器，塔頂部加入尿素工段過(guò)來(lái)的精制水或管網(wǎng)來(lái)的軟水進(jìn)行吸收，精制水分兩路加入：一路通過(guò)第一精制水上水閥加入吸收塔第一、二層填料之間；另一路通過(guò)第二精制水上水閥加入吸收塔頂部，精制水與上升的氣氨在填料上逆流接觸，混合反應(yīng)制成濃氨水。

(2)從吸收塔底部出來(lái)的氨水送往氨水冷卻器冷卻，冷卻后氨水溫度≤40 ℃，然后通過(guò)氨水泵加壓后一路通過(guò)自調(diào)閥送往尿素氨水槽或氨吸收成品氨水貯槽；另一路做為循環(huán)氨水與第一精制水管線(xiàn)混合后送往吸收塔第一、二層填料間繼續(xù)循環(huán)吸收，以調(diào)節(jié)精餾塔液位和控制氨水濃度。

(3)從氨水槽出來(lái)的成品氨水經(jīng)氨水泵加壓送往魯南化工氨水管線(xiàn)外賣(mài)，當(dāng)氨水濃度較低時(shí)，將氨水送往氨精餾塔第一、二層填料間與第一精制水管線(xiàn)混合后，進(jìn)行循環(huán)提濃。

(4)氨水槽為常壓槽，頂部設(shè)放空氣送往尾氣吸收塔(原Ⅲ氨吸收塔)底部，與尾氣吸收塔頂部加入的精制水逆流接觸，回收氨并制造氨水，使放空氣達(dá)標(biāo)排放。尾氣吸收塔下部出來(lái)的氨水利用位差送往原氨水貯槽，尾氣吸收塔頂部放空閥全開(kāi)，塔操作壓力為常壓。

(5)系統(tǒng)開(kāi)車(chē)前，視情況可往吸收塔內(nèi)部通入0.1～0.2 MPa(a)的氮?dú)?，開(kāi)車(chē)過(guò)程中可根據(jù)壓力高低決定是否開(kāi)氮?dú)忾y，吸收塔壓力由塔頂壓力自調(diào)閥控制，吸收塔頂部產(chǎn)生的少量不凝氣，通過(guò)自調(diào)閥送往尾氣與氨水槽頂部氣相一起進(jìn)入尾氣吸收塔，回收氨制造稀氨水。

1.3 儀表閥門(mén)改造前后情況

儀表閥門(mén)改造前后情況見(jiàn)表1。

表1 儀表閥門(mén)改造前后情況

1.4 改造后操作參數(shù)

改造后操作參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 改造后操作參數(shù)

續(xù)表

1.5 分析監(jiān)控

分析監(jiān)控見(jiàn)表3。

表3 分析監(jiān)控

2 改造后項(xiàng)目運(yùn)行情況

氨水制備項(xiàng)目自2018年6月1日投運(yùn)以來(lái)，可產(chǎn)15%氨水20 t/h，運(yùn)行穩(wěn)定，除滿(mǎn)足自用外還可對(duì)外銷(xiāo)售，獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 滿(mǎn)足內(nèi)部自用量

改造項(xiàng)目自2018年6月1日運(yùn)行至11月30日，每天往熱電站供應(yīng)15%(w)氨水150 t，截至11月30日，合計(jì)供應(yīng)150×153=22 950 t。

2.2 銷(xiāo)售氨水效益

(1)1 t 10%氨水制造成本為：氨成本=2 077×0.10=207元、水成本0.5元，合計(jì)207+0.5=207.5元/t，按目前10%氨水售價(jià)350元/t來(lái)計(jì)算，則每噸氨水可得利潤(rùn)：350-207.5=142.5元。

(2)根據(jù)2018年6～11月生產(chǎn)及銷(xiāo)售情況，年氨水銷(xiāo)售量約為50 000 t，年增效益約為：142.5×50 000=712.5萬(wàn)元

2.3 對(duì)外銷(xiāo)量

自2018年6月1日運(yùn)行至11月30日對(duì)外銷(xiāo)售10%(w)氨水見(jiàn)表4。

表4 對(duì)外銷(xiāo)售10%(w)氨水情況統(tǒng)計(jì)

3 社會(huì)效益

(1)保證了熱電鍋爐煙氣脫硫脫硝氨水供應(yīng)，避免了環(huán)保事故的發(fā)生。

(2)氨水貯槽閃蒸氣全部送往尾氣吸收塔，打破了原氨水貯槽直接排大氣的固有模式、杜絕了環(huán)境污染。

(3)新配一條稀氨水提濃管線(xiàn)，將氨吸收A#、B#成品氨水槽的稀氨水進(jìn)行提濃，一是解決了稀氨水無(wú)處外送問(wèn)題，杜絕了環(huán)境污染事故的發(fā)生；二是回收稀氨水中的氨，節(jié)能降耗。