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1、乌石化一化肥扩能技术改造第2O卷第11期2004年l1月甘肃科技GansuScienceandTechnologyV_0Z.2O.11N.2004乌石化一化肥扩能技术改造高胜庆(中石化兰州设计院,甘肃兰州730060)摘要:选用成熟,可靠,先进的枝术,对合成氨装置通过增建和改造各个工序,既扩大了装置的生产能力,又降低了能耗,物耗,增加了装置的经济效益.关键词:油改气;枝术改造;方案中图分类号:TQ0541概述乌鲁木齐石化分公司化肥厂的一化肥原设计是以减压渣油为原料,由年产30万t合成氨和52万吨尿
2、素两大生产装置组成.合成氨装置是1978年从日本宇部兴产株式会社成套引进;尿素采用荷兰斯达米卡邦CO2气提法技术,引进基础设计,国内完成工程设计.该工程于1985年7月建成投产.投产之后,由于渣油质量逐步恶化,渣油中盐类及灰份含量远高于设计值,导致气化炉结渣和设备堵塞,严重影响了装置长周期稳定运行,为此,1995年增设第三系列备用气化系统.近年来,随着原油价格不断上涨,渣油制氨装置的原料成本的大幅度上涨,若原料由渣油更换为天然气,每吨尿素的原料成本可降低90元左右.准葛尔盆地南缘呼图壁气田距乌石化
3、仅有76km.1999年已探明储量达210亿m3,日产天然气量达150万m3,乌石化公司从整体资源合理配置着手.将一化肥的生产原料全部由渣油更换为天然气,并将现有的备用气化炉投入运行,增建或改造其它工序,一方面油改气顶替出的渣油可满足本公司重油催化裂化装置的需要,另一方面投用备用炉后.化肥装置生产能力扩大,进一步降低生产成本和能耗.2工艺技术改造方案本次改造根据原有技术路线的特点,充分发挥现有设备潜力,降低消耗,进行了多方面的综合分析,采用先进,成熟,稳妥可靠的技术,并达到节能降耗的目的.原料由渣
4、油全部更换为天然气后,总工艺流程不变,两套气化系统油改气,改造后能力按三套气化能力平衡;现有合成氨的CO变换,液氮洗工序不改动,低温甲醇洗进行改造,氨合成系统全面改造(包括增设新鲜气压缩机,氨冰机,合成塔内件及系统配套设备及阀件改造).现有装置能力不足部分需要增设CO变换(中变及低变),MDEA脱碳,甲烷化等工序,改造后合成氨能力增加50%.各系统具体改造方案如下:2.1气化系统原设计工艺流程是先进行耐硫变换,变换后气体近一步采用低温甲醇洗脱硫脱碳,这种工艺最优的匹配为激冷气化流程,此次扩能改造仍
5、保留原有流程.原料全部由天然气替代渣油后,由于原料组份总碳量降低,重质碳氢化合物变为轻质化合物,气化炉能力可提高10～15%;另外,没有重金属等灰份对气化炉耐火衬里的侵蚀和结渣.从而延长了气化炉的运行周期,备用气化炉可转为常周期连续运转的生产炉,也就是说气化可采用三套系统同时生产,从而扩大了装置的生产能力.天然气和渣油的组成表见表1,表2.表1天然气组成表too1%.表2渣油组成表wt%CIHINlSlOl灰合计由于原料中C/H发生了较大的变化,本次气化系统改造主要对氧气流量等操作参数进行了修改.
6、其改造后的流程为:天然气(0.9MPa)通过离心式压缩机压缩到10.7MPa,再经加热器,用320℃高压蒸40甘肃科技第20卷汽加热至280℃,通过ZnO脱硫后,经工艺喷嘴环隙进入气化炉;由空分单元供给的98%O,以9.62MPa,30℃进入气化系统.天然气及氧气经过流量调节控制一定o/c比,氧气流中加入少量蒸汽经过工艺喷嘴中心管进入气化炉反应室,在1300～1400"(2范围内进行非催化部分氧化反应.气化炉壳体不需要改造,但由于采用天然气为原料时气化炉内火焰短,气化炉上部温度高,对气化炉内上部耐
7、火衬里进行局部改造,喷嘴更换为天然气喷嘴,增加一台喷嘴冷却水冷却器.在原有净化流程中,原料渣油中硫含量较高,故使用活性较高的耐硫催化剂,变换出口CO含量1～1.5%;当更换为天然气原料时,硫含量≤10ppm,因此在进入气化炉前采用钴钼加氢,干法脱硫脱除微量硫,变换系统耐硫催化剂更换为铁铬系非耐硫变换催化剂,变换出口CO含量将达2.5%以上.由于CO含量的增高,增建低变系统,将变换出几的CO由2,5%降至0,5%.据初步估算,对日产1000t氨能力,变换出口CO由2.5%降至0.5%,每年可多产尿素
8、1.68万t,以1500元/t尿素计,每年可增加2523万元效益,增建低变系统的投资1.67年即可收回.2.2脱碳系统净化系统原采用德国林德公司低温甲醇洗脱硫脱碳一步法的五塔流程,以甲醇为吸收剂,在低温高压下吸收,吸收后的溶剂采用减压解析,气提和加热再生,再生后的溶剂循环使用.原料全部由渣油改变成天然气,由于天然气总碳量比渣油降低的多,则进入低温甲醇洗单元的原料气组成发生了变化:气体中CO2量减少约33%;气体中cO2浓度降低约8.7%.同时低压再生区域的操作参数将发生变化,导致了
