化肥厂工艺对外培训教材

1川化股份有限公司化肥厂简介川化股份有限公司化肥厂，是川化股份有限公司下属的二级生产单位，是四川化工控股集团公司川化基地的核心骨干企业。化肥厂始建于2008年12月，其前身为川化股份有限公司原第一化肥厂（即老系统或国产化装置）、第二化肥厂（即新系统或引进装置）。化肥厂主要装备为：大、中型氮肥生产装置各一套即：年产20万吨合成氨、14万吨尿素的国产化中氮肥装置和年产36万吨合成氨、72万吨尿素的大化肥引进装置。化肥厂下设第一合成车间、第二合成车间、第一尿素车间、第二尿素车间、成品包装车间、电气仪表车间、设备检修车间、生产科、设备科、安全环保科、厂部办公室等三科一室和七个车间，现有员工1200余人。20万吨国产化中氮肥装置（简称一化系统或老系统），是国家独立自主发展我国现代大化肥装置的国产化“样板”工程，也是川化建厂的奠基石和川化发展的助推器。一化系统合成氨装置，始建于二十世纪五十年代中期，是国家布点的四套国产化中氮肥装置之一，采用以焦碳为原料，设计能力年产合成氨7.2万吨。该工程于1956年9月破土动工，1959年9月建成投产，从而结束了四川无氮肥生产的历史。进入六十年代后，对装置实施了多次重大的技术改造：1963年—1964年，实施了合成氨7.2万吨/年的“填平补齐”技术改造，改造后实际年产量达到7.2万吨；1964年—1966年，进行了围绕合成塔技术改造为中心的革新挖潜，使合成氨实际年产量达到了12.8万吨；1967年—1971年，实施了原料由焦炭改为天然气的“天改工程”，并使“气头”达到了年产合成氨原料气18—20吨的能力；1971年—1975年，装置实施了整体性的革新挖潜改造，使合成氨年产量达到了18万吨，比原设计能力提高了1.5倍；1988年—1990年，对“老系统”实施全面技术改造，采用最新的工艺技术，新建20万吨/年合成氨“国产化样板”装置，1988年3月动工建设，1990年12月建成投产。一化系统尿素装置，采用水溶液全循环法工艺技术，设计能力年产尿素11万吨，1971年开工兴建，1978年建成投产，八十年代后经过不断的技术改造，使产能提高到了14万吨/年。一化系统建成投产以来，坚持走自主创新与学习引进相结合的路子，不断创新发展，先后进行了多次重大技术改造，生产能力不断扩大，整体功能日趋完善，主要技术经济指标逐步达到先进水平，特别是20万吨合成氨“国产化样板”装置的建成投运，整体技术水平得到了全面的提升。一化系统在50多年的发展历程中，创造了许多宝贵的中氮肥2生产管理经验，积累了丰富的技术成果，培养了大量的管理和技术人才，为川化的发展壮大提供了物质基础和技术支撑，先后荣获化工部“科学技术进步一等奖”、“科学技术进步特等奖”、“企业技术进步奖”、“国家重大技术装备成果奖”、四川省“安全生产先进单位”等荣誉称号。年产30万吨合成氨、48万吨尿素的现代大化肥装置（简称二化系统或新系统），是二十世纪七十年代初从日本成套引进的我国第一套现代化大化肥装置，由日本东洋工程公司（TEC）设计，合成系统采用美国凯洛格公司（KELLOGG）技术，设计能力日产合成氨1000吨；尿素系统采用日本东洋工程公司（TEC）水溶液全循环改良C法工艺技术，设计能力日产尿素1620吨。该装置于1974年5月破土动工，1976年6月建成投产，1977年正式交付生产运行。川化大化肥装置的建成投产，使川化由一个中型化工企业跃入了中国化工大型企业的行业，实现了川化发展的一次大跨越。川化大化肥装置投产运行以来，坚持走引进、吸收、消化、创新之路，不断提高装备技术水平。1991年采用卡萨里公司节能内件，对合成塔进行改造，提高了装置产能和设备寿命。1995年采用天津大学天久公司洗涤技术，对尿素造粒塔粉尘回收系统进行技术改造，实现了尿素粉尘达标排放。1997年与日本绿色和平组织合作，采用日本东洋工程公司（TEC）技术，对一段炉进行了烟道气回收综合利用改造（即：中日合作合成氨装置一段炉废热回收示范项目），提高了废热回收利用率，收到了明显的节能和环保效益。2001年引进荷兰海得鲁技术，对尿素系统进行了生产大颗粒尿素的技术改造，增加了尿素品种和市场竞争力。2003年，从日本引进工艺软件包和主体设备，由中国成达化学工程公司开发设计，对合成氨、尿素系统进行了增产节能技术改造。此次改造，合成系统对脱碳、合成进行了改造，增加了中压汽提、电动空压机和氢氨回收装置；尿素生产工艺由水溶液全循环改良C法，改为TEC改良ACES二氧化碳汽提法，增加了工艺冷凝液解析、水解回收等环保装置。2006年4月技改装置通过性能考核，合成氨和尿素装置分别节能10%和20%，产能分别提高20%和50%。30多年来，在开好、管好引进大化肥装置的生产实践中，川化人传承了中国工人阶级勇于攀登、勇于奉献的光荣传统与优秀品质，艰苦创业，开拓进取，创造了两年半建成投产、36个月收回建设投资的“川化速度”，取得了全国大化肥行业劳动竞赛十个第一的好成绩，1981年创造了连续安全运行379天长周期记录，先后荣获化工部“安全生产先进集体”、“四川省先进集体”、成都市“先进基层党组织”等荣誉称号；“天府”3牌尿素曾获评国家银质奖，四川省“名牌产品”、“免检产品”。川化大化肥装置的建成投运，点燃了川化第二次跨越的发动机，开启了我国对外成套引进生产装备的先河与现代化大化肥建设的序幕；始终坚持以我为主的方针，探索、总结出了“三不原则”、“四个认真对待”、“六个一定要”等一整套具有川化特色的我国现代大化肥生产管理经验，广为全国同行业学习和借鉴；充分发挥了“跳板”、“样板”和“大学校”作用，为全国同类型装置培养和输送了大批的管理和技术人才，为四川的农业生产和我国现代大化肥事业的蓬勃发展做出了重要贡献。2008年12月，川化为适应市场经济发展的新形势，加速培育企业竞争优势，打造一流化肥企业，将原第一化肥厂（一化系统）、原第二化肥厂（二化系统）合并组建化肥厂，实现了强强联合，从而达到了资源优化，优势互补。新的化肥厂成立后，从组织架构、人力资源、技术装备、运行管理等进行了整合，精简了机关科室，优化了生产辅助系统，使得整个组织架构更加科学、精干、高效。化肥厂将认真贯彻落实科学发展观，坚持以人为本的理念，着力推进安全、环保、文明生产；坚持科技进步的发展方向，着力推进技术改造和装备升级；努力减少管理环节，优化管理流程，广泛实施以“日事日清”为主要载体的“精细化”管理；重视加强干部、党员和职工队伍建设，着力打造以绩效为核心的企业文化，推动企业建设不断迈上新台阶。合成氨工艺流程概述（二合）氨是氮和氢两种元素组成的,氮的来源是由空气取得的,而氢的来源是多种多样的,主要是由能产生热能的燃料,如天然气、液态烃和煤与水蒸汽反应而制得的.本装置以天然气为原料,本装置经增产节能改造后日产液氨1200吨，并付产二氧化碳气体输往尿素装置制造颗粒状尿素产品和尿液。生产工艺主要经过四道工序:原料天然气的压缩和脱硫.粗合成气的制备(转化和变换)合成气的净化(脱碳和甲烷化)精合成气的压缩和氨的合成在实际生产过程中,要实现上述工序和回收能量,还要增加一些必要的措施1.原料天然气的压缩和脱硫.天然气于0.4-0.6Mpa,35℃引入系统,分作原料及燃料天然气使用,原料天然气经分离罐(116-F)分离凝析油及水分后,进入由中压蒸汽透平带动的三缸三段天然气压缩机4(102-J).经过三段压缩后,天然气压力提高到4.1Mpa温度104℃,流量31360Nm3/H,与来自合成气压缩机(103-J)一段出口抽出的约4000Nm3/H的合成气混合,使混合气中含氢气量5.0%,以用作CO-MO加氢器转化有机硫为无机所硫需氢气用.混合气送至原料加热器(103-B)经二段予热至371℃再进入装有27.8M3触媒(分二层)的加氢器(101-D),将天然气中有机硫转化为H2S,然后串联通过二台各装有29.1m3氧化锌脱硫剂的脱硫槽(102-DA、DB),使原料中的总硫量降到0.5PPm以下,送往一段转化炉(101-B).2.粗合成气的制备(转化和变换)脱硫后的天然气（31360Nm3/H），与温度333℃，压力4.0Mpa的过热蒸汽（由中压气提塔16.8吨压力4.0Mpa饱和蒸汽和62.605吨368℃压力4.0Mpa混合而成），按水碳比为3.20（过热蒸汽79.405吨/H）混合，混合后的气体总量132220Nm3/H，去一段转化炉对流段第一组（A—EC101）予热，使温度升高到510℃，压力3.65Mpa，然后分成十路进入十根进气支管，又通过炉内十排共四百根转化管的猪尾管由上而下进入转化管，在管内的镍催化剂参加下，依靠顶部220个烧嘴天然气和弛放气外部供热，进行甲烷转化反应，使甲烷含量由93.01%降到11.97%，一段炉炉膛内温度为1036℃，全部转化管总传热量为65.57㎜kcal/H，转化管内平均最高温度912℃，转化管底部出口温度805℃，转化气汇集与下集气管进入上升管，气体由下而上流动时进一步被加热，从顶部出来进入上集气管时温度为839℃，压力为3.30Mpa，上集气管汇集了十根上升管来的气体，在管外有水夹套，转化气体在上集气管经过时，由于热损失，温度降到815℃后，进入二段转化炉（103—D）。转化气进入二段顶部与由中压蒸汽透平带动的二缸四段的空压机（101—J）和电动空压机（101-JA）压缩的工艺空气和蒸汽混合进入二段炉。空气加入量按氨合成所需要的H2/N2加入。混合气总量为48843.648Nm3/H，其中空气量43934.89Nm3/H，蒸汽3.944吨/H，进入二段炉之前，先经过一段转化炉对流段第二组予热，使温度达到620℃后再进入转化炉顶部混合器，在二段炉顶部工艺空气和转化气燃烧，以供给工艺气进一步转化所需要的热量，这样，气体通过催化剂后，工艺气中甲烷进一步转化，在出口温度1006℃下残余甲烷可降到0.3%，为了回收热量，从二段炉出来，温度1006℃左右的工艺气体（232645.28Nm3/H）直接进入二个并联的第一废热锅炉（101—CACB）产生10.5Mpa的高压蒸汽，工艺气温度降至482℃，为进一步回收废热，又进入第二废热锅炉（102—C），产生10.5Mpa高压5蒸汽，第二废锅设有旁路伐，使工艺气体出第二废锅后温度降低至371℃，进入变换系统。为了维持系统蒸汽平衡，在一段炉炉侧设有辅助锅炉（101—Bu），辅助锅炉烟道与一段炉对流段相连，烟道气588℃与一段炉烟道气混合后一起去回收热量，使一段炉总热回收率达90%左右。一段炉对流段主要是回收烟道气中热量，对流段中按烟气流动方向设置的回收设备是天然气蒸汽预热器（A—EC—101），空气蒸汽预热器（A—EC—102），蒸汽过热器（A—EC—103），烟道气废热锅炉（A—EC—106），锅炉给水预热器（A—EC—104），燃料气预热器（A—EC—105），燃料空气预热器。由于热量逐步回收，烟道气温度逐渐下降（982℃→866℃→807℃→602℃→419℃→367℃→211℃→204℃→155℃），最后由中压蒸汽透平带动的引风机（101—BJ）抽至烟囱而排出，引风机能力为277600Nm3/H，进口压力为-208㎜水柱。燃料空气由一台电动送风机强制送入。进高温变换炉的工艺气中CO为12.3%,H2O/CO比为4.9,高变换炉内装有氧化锌触媒59m3,气体流经触媒层,CO和蒸汽发生变换反应,出口温度达到428℃,出口气中CO下降到2.81%,高变出口工艺气先经过高变废锅,(103—C)回收热量,产生10.5Mpa高温蒸汽,然后再经过甲烷化预热器(104—C),加热去甲烷化的工艺气,进低变炉(104—DB),温度在226℃,低变炉内装有铜—锌—铝触媒62.6m3,,使工艺空气中CO和蒸汽在H2O/CO为17的条件下进一步反应,在出口温度为244℃下,CO含量降为0.39%.3.合成气的净化(脱碳和甲烷化)低变出口气先进入低变废热锅炉（1104-C）产生0.45Mpa饱和蒸汽（经作为四级闪蒸用蒸汽后进入再生塔，作