鸿化46.5kt／a合成氨装置脱碳工艺改造

第４期　中　氮肥　Ｎｏ．４　２０１２年７月　Ｍ—Ｓｉｚｅｄ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｊｕ１．２０１２　鸿化４６．５　ｋｔ／ａ合成氨装置脱碳工艺改造　田又晗　（昊华鸿鹤化工有限责任公司，四Ｊｌ』自贡６４３０００）　［中图分类号】ＴＱ　１１３．２６　４　［文献标识码】Ｂ　［文章编号］１００４—９９３２（２０１２）０４－００４５—０２　我公司联碱系统产能由２８５　ｋｔ／ａ扩至４５０　ｋｔ／ａ，合成氨新、老系统２套装置需配套扩能，　１改造前的情况　合成氨总产能由９６．５　ｋｔ／ａ扩至１５０　ｋｔ／ａ，其中　合成氨老系统脱碳工序采用的是苯菲尔溶液　新系统扩至９０　ｋｔ／ａ，老系统由４６．５　ｋｔ／ａ扩至６０　脱碳工艺…，但与标准的两段吸收、两段再生　ｋｔ／ａ。合成氨老系统的转化、合成工序均进行了　工艺流程略有区别。脱碳工序共有吸收塔２台　相应改造，而变换脱碳工序利用原有设备的设计　（半贫液吸收塔和贫液吸收塔）、再生塔２台　裕量，仅进行了少量的填平补齐。经过１　ａ的运　（第一再生塔和第二再生塔），按半贫液吸收一　行，脱碳工序瓶颈问题显现，制约了合成氨装置　富液再生为半贫液、贫液吸收一富液再生为贫液　的扩能达产。为此，对合成氨老系统脱碳工艺进　方式分为２个塔组。低变气以串联方式先后通过　行了改造，用新设计制作的１台两段式吸收塔替　半贫液吸收塔、贫液吸收塔，而２台吸收塔吸收　换原有的２台吸收塔，并改变再生工艺流程，解　ＣＯ　后的富液分别在２台再生塔中再生为半贫　决了脱碳工序瓶颈，以较少投人实现了系统扩能　液、贫液，半贫液、贫液返回２台吸收塔吸收　达产降耗的目的。　ＣＯ，。改造前脱碳工序的工艺流程见图１。　图１　老系统脱碳工序改造前流程　Ｃ２０３、Ｃ２０１一吸收塔；Ｃ２０４一第一再生塔；Ｃ２０２一第二再生塔；Ｐ２０８Ａ／Ｂ－－贫液泵；Ｐ２０１　Ａ／Ｂ一半贫液泵；　Ｈ２１５Ｂ一蒸汽再沸器；Ｈ２０１、｜Ｉ２１５Ａ一低变再沸器；Ｖ２０１一再沸器分离器　【收稿日期］２０１１－１１－１８　脱碳工序存在的主要问　有［作者简介］田叉啥（１９７３一），男，重庆人，四川大学化工学　（Ｉ）吸收塔能力不足，负荷高时塔阻力升　．：、　．　．　院工程硕士，吴华鸿鹤化工有限责任公司研究院主任工程师。　高，造成拦液泛塔，塔顶出口碱洗气中ＣＯ２含　・４６・　中氮肥　第４期　量在０．４％～０．５％，经甲烷化后新鲜气中甲烷　将其保留，仅将２台再生塔碱液由分别独立循环　再生流程改为２塔串联循环再生流程，再生流程　更趋合理。为保证２塔间的碱液输送，新增加塔　间接力泵，将第一再生塔出来的一部分半贫液加　压送至第二再生塔继续再生成为贫液。　含量高达１．１％～１．５％，导致原料天然气消　耗高；　（２）碱液分为独立两部分分别在半贫液吸　收再生塔、贫液吸收再生塔组中循环，溶液组分　分别调节，操作困难，同时未充分利用贫液的吸　收能力；　（３）新增加１台换热面积为２７７　１ＴＩ　的ＣＯ　水冷器，与原来的水冷器串联使用，降低再生塔　（３）再生塔顶出口ＣＯ　经降温后，温度仍　达６５～７０℃，造成塔中碱液再生效果不好，最　出口ＣＯ：温度至５０℃以下，降温后的ＣＯ　送纯　碱系统使用；同时再生塔出口再生气管线管径由　终降低了碱液吸收ＣＯ　能力。　２改造的内容　（１）新设计制作１台两段式吸收塔替换原　４００　ｍｍ扩至５００　ｍｍ，降低管阻，以降低再生压　力，提高贫液和半贫液再生效果，增强碱液吸收　ＣＯ，的能力。　（４）新增１台低变再沸器，充分利用低变　有的２台吸收塔，塔体分为上、下２段，上部为　贫液吸收段，贫液流量约为全部碱液的１／４，保　证出吸收塔的碱洗气体中ＣＯ　含量在０．２％以　下；下部为半贫液吸收段，吸收工艺气中的绝大　气余热为脱碳碱液再生提供部分热量，降低再生　蒸汽消耗。　（５）调整优化工艺指标和操作。适当提高　碱液中Ｋ　ＣＯ　浓度，添加新型活化剂＿２　Ｊ，增强　部分ＣＯ　。改造后贫液、半贫液利用更充分，吸　收ＣＯ，效果更好。　（２）改变碱液再生流程。对原有２台再生　碱液吸收ＣＯ　能力；控制富液再生温度在１１０—　１２０　ｏＣ［３　３，强化再生效果。　（６）引入ＤＣＳ控制提升装置整体技术水平。　塔校核计算后认为能满足扩能后的使用要求，故　改造后脱碳工序的工艺流程如图２所示。　图２老系统脱碳工序改造后流程　ｃ２０３一新吸收塔；ｃ２ｏ４一第一再生塔；ｃ２０２一第二再生塔；Ｐ２０１　Ａ／Ｂ一半贫液泵；Ｐ２０８Ａ／Ｂ－－贫液泵；Ｐ２０９Ａ／Ｂ－－新增接力泵　Ｈ２０１一新增低变再沸器；Ｈ２１５Ａ一低变再沸器（利用原Ｈ２０１）；Ｈ２１５Ｂ一新蒸汽再沸器；Ｖ２Ｏｌ一再沸器分离器　３改造后的效果　合成氨装置老系统脱碳工序实施改造后，达　莞　昙　：扩能降耗效果明显，主要表现　（１）经各工序填平补齐改造后，天然气投气　第４期　中　氮肥　Ｎｏ．４　２０１２年７月　Ｍ—Ｓｉｚｅｄ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ　Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　Ｊｕ１．２０１２　增压机振动故障分析及处理　马军旗　（河南龙宇煤化工有限公司，河南永城４７６６００）　［中图分类号］ＴＨ　４５２　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００４—９９３２（２０１２）０４—００４７－０３　１机组基本情况介绍　“。　增压机主要参数（见表１）　表ｌ增压机主要参数　１．１机组配置　参数名称　数值　该机组是为河南龙宇煤化工５３　０００　ＩＴＩ　／ｈ大　入口压力／ＭＰａ　型成套空分装置而设计的空气离心式压缩机组。　进气流量／ｍ　・ｈＩ１　轴功￣－／ＫＷ　空压机（ＲＩＫＴ１２５－４）和增压机（ＲＧ５０－５）由德　五级排气压力／ＭＰａ　国曼透公司设计制造，共用１台由德国西门子公　五级排气温度／ｑＣ　司设计制造的冷凝式透平汽轮机（ＳＳＴ６００．　输入轴转速／ｒ・ｍｉｎ　ＨＮＫ５０／７１）驱动，即一拖二配置。　四、五级额定转速／ｒ・ｍｉｎ　四、五级轴振动报警值／¨ｍ　空压机为四级水平剖分离心式压缩机，首级　四、五级轴振动联锁值／Ｉｘｍ　叶轮采用半开悬臂式结构，轴向进气，人口有可　调导向叶片。增压机为整体齿轮式压缩机，五级　２增压机故障特征与历次检修内容　压缩，一、四级人口装有可调导向叶片，轴封采　２．１故障特征　用碳环密封，其中一、二级同轴，四、五级同　２．１．１似一一特征１　∞　～一∞∞　　　轴。齿轮箱中共有５个齿轮，分别为输人轴齿　在机组检修后的开车过程中，当空分氧负荷　轮、大齿轮与３根高速轴齿轮。整体齿轮式压缩　机和单轴压缩机相比，具有低能耗、压缩比高、　达到正常值时，ＶＥ０１８１４１Ｘ／Ｙ（四级轴振动ｘ　向与Ｙ向振动探头位号，呈９０。布置）通常在　叶轮数量少、投资费用低和占用空间少等特点。　２０～２４　ｍ，高于ＡＰＩ　６１７标准的要求振幅（根　据ＡＰＩ　６１７计算，Ａ＝２５．４×（１２０００／Ｎｍ　）　＝　［收稿日期］２０１１—１２－０５　１９．６　Ｉｘｍ，式中Ⅳ　为增压机四、五级转子的最　［作者简介］马军旗（１９８６一），男，安徽濉溪人，助理工程师。　高连续转速）。机组运行１个月后ＶＥ０１８１４１Ｘ值　量由原来的４　８００～５　０００　ｍ　／ｈ提高到了６　５００—　９００万元以上，经济效益显著。　７　０００　ｉｎ。／ｈ，装置产能为６０～６５　ｋｔ／ａ，实现了扩　［参考文献］　能目标。　（２）吸收塔出口ＣＯ　含量由改造前的０．４％　［１］陈五平．无机化工工艺学（一）［Ｍ］．北京：化学工业出　降至０．２％以下，工艺指标控制合理，降耗效果　版社，１９７９　［２］王凤荣，张志翔，苑慧敏．合成氨脱碳用新型活化剂的研　明显。　究开发［Ｊ］．天然气化工，２０１０，３５（４）：４２　（３）装置吨氨天然气消耗由改造前的９８０　［３］曾群英，赵光辉，白玉洁，等．超重力技术在合成氨脱碳吸收　ｒｎ　下降到８８０　ｉｎ　，仅此一项每年可以节约费用　剂再生工艺中的应用研究［Ｊ］．现代化工，２ＯＯ９，２９（１Ｏ）