超滤技术在氨分离器上的应用

超滤技术在氨分离器上的应用刘小平贺探宇(湘氮实业有限公司株州412005)一、简述我公司是年产20万吨合成氨、25万吨尿素、10万吨复肥、4万吨纯碱及其它多种化工产品的中型化工企业。新上的一套φ1600合成氨系统于1999年10月建成投产，该系统内有TC450透平循环机三台，两开一备，有φ1000冷交、φ1000氨分各一台，其内件均为传统的旋流板和折流板结构，透平循环机位于氨分之后，由于原氨分分离效果差，带液至透平机，造成透平循环机一直开不正常，透平机检修十分频繁。由于两台透平机不能同时运行，致使系统只能维持低负荷生产，入塔气量100000~140000m3(标)/h，直接影响我公司的经济效益，为此决定对氨分进行改造。经理论计算论证及专家论证，认为φ1600合成氨系统内φ1000冷交和氨分直径偏小，冷交和氨分的直径必需在φ1200以上，若换成φ1200的氨分，仅高压外筒就需增加费用50多万元，且还需一定制作周期，经多方调研，决定采用西安超滤净化工程有限公司的超滤技术。该技术用于氨分离器属国内首创。利用氨分φ1000高压外筒，重新设计内件，该内件由我公司自己设计制作，费用不到10万元，并于2000年8月投入系统生产，经3个多月的使用，效果很好。工艺流程见图1。图1合成氨系统工艺流程示意图1-氨合成塔；2-塔外换热器；3-水冷器；4-氨分离器；5-透平机6-循环气油水分离器；7-新鲜气油水分离器；8-冷交换器；9-氨蒸发器；10-除沫器；11-软水预热器；12-废热锅炉二、技改前氨分使用情况及效果我公司φ1600合成系统自1999年投产以来，一直未能转入高负荷生产，有多方面的原因，原氨分效果不好是其主要原因之一。因氨分效果差，氨分液位难以建立，给操作带来很大难度。同时，从氨分气体出口管取样分析，气体中氨含量高达百分之十几，管子下部取样口排出的气体可见雾状氨。因大量雾滴状液氨带至透平机，至使透平机排油罐排出大量液氨，造成透平机无法正常运行。同时，对合成系统产生如下不良影响：(1)合成反应生成的氨没有得到有效的分离，直接影响产量，影响经济效益。(2)带液到透平循环机，使透平机产生液击，影响透平机的正常运行，甚至损坏透平机。(3)加重了冷交的负荷，造成入塔氨含量高，合成反应率降低，系统压力升高，阻力增大，既增加了能耗，又影响正常生产。三、技改后氨分的应用效果根据我厂实际情况，取设计流量为180000m3(标)/h，系统压力26MPa，于2000年8月初投入生产，效果明显。在操作温度30℃左右，系统压力26MPa的工况下氨分出口气体中氨含量一般在8.4%左右，此即为该状态下氮氢混合气体中的饱和氨含量，透平循环机运转正常。10月9日，同时开两台透平机，入塔气量达到215000m3(标)/h，氨分出口气体中氨含量为8.6%。由于冷交效果差，入塔气中氨含量较高，致使系统压力升高，被迫减少气量，但一直开两台透平机，保持入塔气量180000m3(标)/h左右。目前我们正在着手对冷交内件进行改造，仍决定采用超滤技术。具体应用效果如下：(1)采用超滤技术，避免了大量雾滴状液氨夹带至透平机导致产生液击现象，有利于透平机的正常运转；避免了减产抢修，同时降低了透平机、冰机的电耗。(2)采用超滤技术，氨分出口不再有夹带液氨雾滴现象，并使氨分出口氨含量由19%降至8.4%左右(3)采用超滤技术，正常情况下可将入塔氨含量降低(0.2~0.5)%。按年产14万吨合成氨，入塔气量230000m3(标)/h，入塔氨含量降低0.2%计，则每小时回收氨为：17×0.2%×230000/22.4=349.11Kg/h，每年多回收氨为：349.11×7200=2514吨以上。目前我公司已将超滤技术用于甲醇生产系统φ800油分及合成氨系统φ700冷交上，12月初大修后即可投入生产系统。