第4章化工工艺及系统

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1、第4章化工工艺及系统4.1概述4.1.1装置设计规模、装置组成（1）装置设计规模云峰分公司30万吨/年合成氨节能技改项目的生产规模公称能力为30万吨/年总氨即使氨醇公称能力为1000吨/天；现合成氨生产能力为1034吨/天，其中合成氨产量为～965吨/天，精甲醇～57吨/天即液氨28.95万吨/年，精醇产量为1.7万吨/年。各工艺装置设计能力如表4.1-1所示。表4.1-1各工艺装置设计能力序号工艺装置名称产品名称单位设计能力操作范围1空分装置氧气Nm3/h700060%～110%2煤气化装置2.1型煤煤棒104t

2、/a602.2造气半水煤气Nm3/h14000060%～110%3净化装置净化气Nm3/h12954060%～110%4合成装置4.1氨合成液氨t/h40.1760%～110%4.2精甲醇合成精醇t/h2.3670%-150%（2）装置组成本项目的工艺装置有空分装置、煤气化装置、净化装置和合成装置，工艺装置代码及WBS详见表4.1-2。表4.1-2工艺装置代码及WBS序号装置工序（区）主项WBS码代码名称代码名称代码主项名称A工艺装置01空分装置000010001气体压缩00011002气体净化000120002煤

3、气化装置000020001型煤00021002造气00022003气柜000230003净化装置000030001半水煤气脱硫00031002原料气压缩00032003变换00033004变换气脱硫00034005PSA脱碳00035006精脱硫000360004合成装置000040001合成气压缩00041002醇烷化00042003氨合成00043004冷冻00044005氢回收00045006无动力氨回收00046007尾气转化00048004.1.2生产工艺特点本项目采用固定床富氧造气生产半水煤气，湿式栲胶

4、氧化法脱除半水煤气中的H2S，半脱气经过往复式原料气压缩机加压至3.0MPa，全低温耐硫变换将煤气中的CO转化为H2和CO2，再经过湿式栲胶法脱除变换气中残存的H2S，变压吸附法脱除变换气中的CO2，净化气经离心式合成气压缩机加压至15MPa后进行醇烷化气体精制，精制后的氢氮气进行氨合成。本项目工艺流程主要特点：（1）造气：型煤富氧造气工艺。采用当地粉煤成型为气化原料，降低原料的成本；利用富氧造气，可提高蒸汽分解率和制气效率。（2）脱硫：采用栲胶法半水煤气和变换气脱硫，工艺成熟，适应性强，原料供应便宜。（3）变换：

5、3.0MPa耐硫变换工艺，(触媒)低温活性好、活性温区宽、耐硫抗毒性强。（4）PSA脱碳：有运行费用低（较湿法脱碳工艺，吨氨可节电140KWh）、装置可靠性高、维修量少、操作简单、便于管理的优点。（5）合成气压缩：采用合成气和循环气压缩一体机，并采用蒸汽透平驱动离心式压缩机组。特点是单机打气量大，占地面积小，运转平稳无脉冲，维修少无需备用，出口气体不含油，用蒸汽透平驱动可减少一次能量转换的损失等优点。（6）醇烷化精制：采用与氨合成等压的醇烷化精制合成气工艺，气体精制度高，氨合成催化剂寿命长；在副产甲醇的情况下还可放

6、松对CO变换和脱碳的气体净化度要求，减少合成氨生产的能量消耗。（7）氨合成：15MPa氨合成工艺，氨合成塔采用轴径向流合成塔内件，采用大体积、高效合成催化剂，氨净值高，压降低；采用水冷及两级氨冷冷凝分氨，降低入塔氨含量；氨合成反应余热用于副产蒸汽，热利用率高。（8）尾气回收：氨合成驰放气通过高压膜提氢，氢气返回合成系统；氢回收尾气经过转化装置将惰气甲烷转化为CO和H2经过变化及PSA提氢回收有效气后送入合成装置离心式压缩机入口，降低单位氨产品的原料煤气消耗。（9）冷冻：氨压缩机采用蒸汽驱动离心式压缩机，具有单机打气

7、量大，调节能力强，适用于多工况制冷用户。压缩机运行稳定，无需备机，维护工作量小。（10）空分：采用分子筛净化、增压透平膨胀机补充冷量，液氧自增压流程，安全性高可靠性好。4.1.3本装置的三废治理及环境保护的措施与实际效果合成氨生产产生的废气主要是造气的工艺放空气、脱碳的CO2气、氨合成的放空气回收完有效气的尾气、氨罐驰放气回收氨后的尾气、开车及事故排放气。本项目设置有三废混燃炉，造气的工艺放空气送三废混燃炉燃烧后经尾气送到型煤工序利用热源后经除尘、脱硫后排放。本项目设置全厂火炬，生产装置在正常开停车及非正常工况停车

8、时，排放出的工艺气经过火炬燃烧排放。合成氨生产产生的废水主要是CO变换工艺冷凝液、循环水装置的排污水和地面冲洗水。CO变换工艺冷凝液、合成循环水装置的排污水排至脱硫循环水作为补充水；脱硫循环水装置的排污水排至造气循环水作为补充水；造气循环水装置的排污水及地面充洗水排至合成氨污水处理装置，经除油后一部分去回用水处理装置处理后作为合成循环水装置的补充水，另一部分