ICI_AMV低能耗合成氨工艺在海南天然气化肥厂的应用.docx

ICI2AMV低能耗合成氨工艺在海南天然气化肥厂的应用李维春(海南富岛化工有限公司,海南东方,572600)摘要介绍同是用ICI2AMV低能耗合成氨工艺建厂,海南天然气化肥厂独到之处。对生产中发生的问题进行原因分析,提出解决的办法,使生产处于高负荷稳定运行之中。最后对ICI2AMV工艺作一简单的评价。关键词特点问题解决办法评价海南天然气化肥厂(简称海天化)是以天然气为原料,用ICI2AMV工艺建成的日产1000t氨的大型化肥厂,生产流程见图1。海天化于1994年12月28日动工建设,1996图1海南天然气化肥厂合成氨工艺流程图年10月25日出氨,历时22个月建成投产,原始开车后生产很快转入正常运行。1997年7月10～12日进行了3天的装置性能考核,产量、质量和能耗均达到了设计要求,产量分别为1010,1024,1031t,平均1022t,能耗见表1。目前世界上用AMV工艺建成的大型氨厂有3个,虽然都采用AMV工艺,然而海天化更具有先进性和可靠性,其特点分述如下。111工艺方面(1)燃气轮机与锅炉的匹配。整个装置只有1台燃气轮机废热锅炉,其有3个烧嘴,燃气轮机不开车时只能点1#、3#两个烧嘴,另一个只有燃气轮机开车时才能使用。此废锅有两种运行方式,其一是“TEG”方式,即用燃气轮机的乏气作燃烧空气;其二是“FDF”方式,以送风机吸大气作燃表1性能考核的吨氨能耗GJ项目天然气电脱盐水冷却水输出中压蒸汽合计能耗34174013901080150-611529156自1996年底至现在整个装置处于92%～100%的负荷,稳定长周期运行之中。收稿日期:1997-10-24。1海天化AMV工艺的特点李维春1ICI2AMV低能耗合成氨工艺在海南天然气化肥厂的应用第4期257烧空气“,TEG”和“FDF”可以自动切换。全厂的高压蒸汽由两个汽包提供,一是燃气轮机废锅汽包,另一个是二段炉、高变炉和合成塔后的3台废热锅炉公用的一个汽包,产的均是1215MPa、513℃的高压过热蒸汽,输入同一高压管网供应合成氨和尿素两套装置生产之用。海天化用的天然气压力为215MPa,加上燃气轮机的轴流式压缩机由电机驱动,装置开车灵活。(2)配置了氮气循环升温系统,对检修后的开车带来很多方便,当原始开车或催化剂更换后进行升温还原时更是如此。(3)Benfield脱碳系统采用四级喷射闪蒸,不设蒸汽压缩机;用空分114MPa高压氮来满足脱碳开车时溶液循环的静压要求。112设备选型主要设备选型如下:①一段转化炉采用侧烧炉,反应管温度控制十分方便;②燃气轮机为意大利新比隆公司制造的PGT210型,机型成熟、热效率高、空气中的NOx含量可用喷射蒸汽来减少;③双壁式液氨贮罐生产的冷氨以-3214℃,一个大气压(绝压)贮存。共设置2个2500t贮罐。因海南地处热带,为防止冷损失过大而采用了双壁式贮罐,壁间充填膨胀珍珠岩,充N2维持微正压(约012kPa)防止湿空气进入,达到保冷效果。113仪表及自控系统海天化的仪表及自动控制系统实现了90年代水平,在整个合成氨系统具体表现为。①在线分析:全系统有22个气体组分在线分析,节约定员,减轻劳动强度并能及时、准确地提供分析结果。②五大自动调节系统:一段炉带碳原子校正的水碳比自动调节;一段炉出口温度自动调节;氢氮比自动调节;氨合成塔催化剂床层温度自动调节以及蒸汽发生量自动调节。这些措施为稳定生产、增加产量、降低消耗、防止误操作提供了可靠的保证。③选用先进的控制系统:海天化的集散型控制采用了日本横河必威体育精装版产品Centum2CS型;为了使大机组运行可靠、配置了TDM自诊断系统;为了单元的优化操作,设置了DCS与上位计算机之间的通讯,今后可以实现合成塔最适宜曲线的操作等。氨生产装置投产后的第1年即1997年,共生产合成氨2714万t,为设计能力的9113%。投产初期能达到如此高的产量,实属不易。AMV工艺的3个特征均得益于ICI7421氨催化剂优良的特性。二段炉加过量20%工艺空气,势必造成新鲜气中H2/N2低于通常采用的3/1,为此要求在低H2/N2气氛中具有高活性的催化剂,使氨的合成连续稳定进行,ICI7421具有这一性能。AMV工艺弛放气深冷回收氢的装置,气源取于循环压缩机的出口,回收的氢气进入其入口,实现等压回收的过程。弛放气的氢回收配置很有特色,一旦氢回收深冷系统发生故障,循环气中H2/N2低于指标,氨生产仍可进行,但要减产约10%。2存在的问题及解决的方法在生产过程中发现AMV工艺也存在一些不足之处,主要分述如下。211燃气轮机的应用燃气轮机引入化肥生产装置时间不长,便充分显示出它的优越性,每吨合成氨可节约211GJ的能源。由于乏气废热的利用,燃气轮机的综合循环效率可达85%以上。但是也有不成熟的一面,1997年全年燃气轮机跳车6次,