主要生产工艺简介净化[1]1

1主要生产工艺简介一、本装置为年产18万吨合成氨30万吨尿素工程合成氨生产过程为：气化——半水煤气脱硫——气柜——静电除尘——一、二、三、四段压缩——变换（变换压力为3.5Mpa）——变换气脱硫——精脱硫——NHD脱碳——甲烷化——蒸汽透平压缩——氨合成（采用卡萨列先进的低压合成技术）；尿素生产过程为：改进型二氧化碳气提工艺：脱碳来的CO2——一、二、三、段压缩——脱硫、脱氢——四、五段压缩——合成分解——蒸发——大颗粒造料——包装；合成放空气经降压净氨后经膜分离回收氢氨罐驰放气等压回收氨后与氢回收装置尾气一并送气化吹风气回收装置。生产装置概略流程示意图见图煤空气蒸汽尿素成品燃料气成品氨空气回收煤气化栲胶脱硫氨库合成气压缩NHD脱碳原料气压缩静电除尘气柜变换变换气脱硫精脱硫尿素氨氢回收氨合成冷冻站甲烷化2二、主要工艺流程简述1气化煤经破碎筛分、由皮带输送到气化厂房顶部的煤斗，通过给料机、自动加煤机、定期加入炉内进行气化。在半水煤气的生产过程中，煤气炉在175秒一个工作循环中，可具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净五个阶段。（1）吹风阶段：由鼓风机送来的空气进入煤气发生炉，与炉内灼热的炭层反应，产生的吹风气进入吹风气回收装置。流程示意图如下：去吹风气回收装置空气空气该阶段的主要作用是通过燃烧来产生热量，以提高炭层的温度。该阶段的主要反应为：C+O2=CO2+Q2C+O2=CO+Q2CO+O2=CO2+QC+CO2=2CO-Q（2）上吹（加氮）阶段：从管网来的0.5Mpa的过热低压蒸汽经缓冲罐，进入φ800低压蒸汽总管，减压后0.3Mpa的过热蒸汽与夹套锅炉和煤气显热回收器副产的0.07Mpa饱和蒸汽混合，经煤气显热回收器加热，再经蒸汽调节阀与空气鼓风机送来的加氮空气混合后，从气化炉底进入，与炉内赤热的碳层反应，生成半水煤气，并经除尘、换热、洗涤后温度降至40℃，经半水煤气总管到半脱工段。流程示意图如下：蒸汽半水煤气煤气发生炉集尘器废热锅炉洗气塔半脱空气鼓风机煤气发生炉炉。。机烟囱废热锅炉集尘器3该阶段的主要作用是置换炉底空气，以水蒸汽与炭层发生反应来制取半水煤气，同时向煤气中加入部分空气，以获得合适的氮氢比。其主要反应是：C+2H2O=CO2+2H2-QC+H2O=CO+H2-Q（3）下吹阶段：上吹制气一定时间后，气化层上移，煤气炉下部温度降低，操作条件已不能满足制气要求，为维持正常的反应温度，需将蒸汽和空气由炉顶部通入制气，蒸汽和空气从上气道进入炉内，制取的半水煤气由炉下部经下气道进煤气显热回收器、煤气洗涤塔洗涤、除尘、冷却后经半水煤气部管到气柜。下吹制阶段所发生的化学反应，基本上同上吹制气阶段。流程示意图如下：蒸汽半水煤气（4）二次上吹阶段：将炉底及进风管道中的煤气用蒸汽吹净并回收入气柜。流程同上吹阶段。（5）吹净阶段：气体流程同上吹阶段相同，只是通入的是空气而不是蒸汽。空气吹净后，立即转入下一个循环的吹风阶段。气化的五个阶段采用油压微机控制，由各自专用油压阀来实现。另外，本工程设有吹风气回收装置，该装置由燃烧炉、废热锅炉、空气预热器、蒸汽过热器、软水加热器等装置组成，气化吹风阶段产生的吹风气与等压回收和氢回收后的合成放空气和氨驰放气混合燃烧，燃烧废气依次通过空气预热器、废热锅炉、软水加热器降温后由主烟囱排空。换热产生的蒸汽和软水分别送气化和变换工段使用。2、半水煤气脱硫放气发生炉洗气塔半脱4自气化工段来的半水煤气分别从两个并联的脱硫塔底部进入，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，脱除硫化氢后的半水煤气由塔顶出来送至气柜。吸收了硫化氢的富液，由脱硫塔底部进入富液槽，再经富液泵加压后打至喷射再生槽的喷射器，在喷射器内自吸空气并在喉管及扩散管内进行反应，然后气液一起进入再生槽底部进行溶液的氧化再生和硫泡沫浮选，再生后的贫液流入贫液槽，由贫液泵分别送往两个脱硫塔，循环使用。由再生槽上面浮选出来的硫泡沫溢流到硫泡沫中间槽，再用硫泡沫泵加压输送至硫回收工段的熔硫釜进行连续熔硫，硫膏排入熔硫釜副产硫磺；清液经静置分层后去地下槽，然后补入系统。主要流程示意图如下：半水煤气去气柜半水煤气硫泡沫来自气化副产硫磺3、电除尘来自气柜的半水煤气（40℃、0.004MPa）经水封进入4台并联的电除尘器下部，自下而上地通过沉淀极，在高压静电作用下，管中电晕极产生电晕放电现象，当含尘的半水煤气通过电晕极与沉淀极之间形成的不均匀电场时，灰尘微粒便移向沉淀极，使半水煤气净化，净化后的半水煤气由除尘器顶部出来，经出口水封去压缩工段，附于电晕极、沉淀极的尘粒定期进行冲洗除去。4、原料气压缩脱硫塔富液槽硫泡沫槽再生槽富液泵贫液槽贫液泵熔硫釜5由电除尘来的半水煤气0.002Mpa,40℃,自室外总管分别进入各压缩机。首先经过水封及一级前缓冲器，分别进入一段缸加压至0.18Mpa,出一段缸经缓冲、冷却、分离后，进入二段缸加压，压力提至0.575Mpa后，出二段缸，经冷却、分离后与脱碳来的高闪气汇合，一起进入三段缸，加至1.45Mpa后，经冷却、分离，再进入四段缸继续加压，最终压力提至3.65Mpa,经四冷冷却，四分分离后，汇入压缩机出口总管，送往变换工序。5、变换从压缩来的半水煤气温度40℃，压力3.5Mpa,经焦炭过滤器过滤分离油水，再经过除油器除油后，进入煤气预热器，与第二低变炉出口变换气换热至195℃后在蒸汽混合器中与来自管网的过热蒸汽混合。再进煤气换热器与来自甲烷化加热器的变换气换热到255℃后进中变炉进行反应。中变炉上、下层间用来自冷凝泵的变换冷凝液冷激到300℃后进中变炉下层继续反应，出中变炉下层变换气温度约360℃。经甲烷化加热器与来自甲烷化工段的净化气换热至340℃后，再进煤气换热器与进本工段的半水煤气换热，变换气温度降至约320℃后，进淬冷过滤器Ⅰ，用来自冷凝液泵冷激至约230℃进第一低变炉一段，在低变催化剂的作用下进行变换反应，出第一低变炉一段出口变换气温度约260℃。第一低变炉一段出口的变换气在淬冷过滤器Ⅱ中被来自冷凝液泵的冷凝液冷激到约225℃进第一低变炉二段继续进行变化反应。第一低变炉二段出口的变换气温度约为230℃，经锅炉给水冷却至约200℃后进第二低变炉继续进行变换反应，出第二低变炉变换气温度约为205℃。然后依次经过锅炉给水预热器和脱盐水预热器回收变换余热后进变换气水冷器将变换气冷却到小于40℃后送至变脱工段。开车时以半水煤气为载热体，以二硫化碳为硫化剂，用电加热炉提供6热量，对触媒进行硫化，使其呈现活性状态。流程示意图如下：半水煤气来自压缩变换气变脱工段冷却至40℃6、变换气脱硫变换气首先进入脱硫塔底部，在塔内自下而上穿过填料与自塔顶喷淋而下的脱硫液逆流接触，使变换气中的硫化氢降低到不大于10mg/Nm3。脱除硫化氢后的变换气从脱硫塔顶部出来去精脱硫工段。塔底出来的含硫富液经调节阀送至喷射再生槽，进行喷射再生。再生后的贫液经溶液循环泵输送到脱硫塔顶部，循环使用。在喷射氧化再生槽中浮选所析出的硫泡沫进入硫泡沫槽，经硫泡沫泵输送硫回收工程，一起回收产品硫磺。7、精脱硫从变脱工段来的变脱气进预脱塔Ⅰ、Ⅱ，在预脱塔Ⅰ、Ⅱ内活性炭吸附剂的作用下，出塔预脱气H2S含量小于0.5mg/Nm3，再进精脱塔将气体中的有机硫吸收，出口总硫含量≤1mg/Nm3，送至脱碳工段。流程示意图如下：8、脱碳从精脱来的精脱气首先进入气体换热器，冷却至15℃左右，并在变换焦炭过滤器煤气预热器蒸汽混合器中变炉二层中变炉一层煤气换热器第一低变炉二段第一低变炉一段甲烷化换热器脱盐水预热器淬冷过滤器Ⅰ淬冷过滤器Ⅱ变换气水冷器锅炉给水预热器第二低变炉锅炉给水预热器7分离器分离掉冷凝液后进入CO2吸收塔底部，气体在塔内与自上而下的NHD溶液逆流接触，含CO2＜0.15%的净化气从塔顶出来，经净化气分离器气液分离，再又回到气体换热器换热后，温度约35℃去甲烷化工序。吸收了CO2的脱碳富液从CO2吸收塔塔底流出，经涡轮回收能量后至加压闪蒸槽内,闪蒸压力0.98MPa，闪蒸出氢气、氮气和部分二氧化碳，从加压闪蒸槽顶部出来的高闪气经高闪气分离器气液分离后，进原料气压缩三段入口，从加压闪蒸槽底流出的富液再进入低压闪蒸槽，在0.03MPa的压力下继续闪蒸，低闪气成分主要CO2，其浓度为98.5%以上，从低闪槽顶部出来的低闪气经低闪分离器气液分离后，回到气体换热器，换热后温度约为35℃，送往尿素装置。从低压闪蒸槽底部流出的富液，被富液泵加压后，打到气提塔顶部，向下流经填料层，与气提空气逆流接触，溶液得到再生，再生后贫液从气提塔底部流出送至贫液泵，由贫液泵打入氨冷器，经氨冷器降温至-2—-5℃左右再送到CO2吸收塔顶部。气提空气由引风机风机做功（引风机风机入口设自洁式空气过滤器），空气经空气冷却器，在空气冷却器管内被气提再生塔塔顶来的解吸气冷却，进入空气分离器分离去冷凝水后，进气提塔底部，气提空气向上流经填料层与溶液逆流接触，溶液中的CO2被彻底解吸出来，气提空气以及被解吸出来的CO2一起从气提再生塔顶离开，经空气冷却器换热后进引风机出口放空。NHD溶剂具有吸水性，它将原料气和汽提空气中的水分吸收而使溶液中水含量积累提高，当NHD溶液含水超过3%（W）就会降低其吸收CO2性能。因此需要抽出部分溶液进行脱水。溶液经富液泵出口进入过滤器，经过滤后，溶液分两路，一路进入脱水塔上部的冷凝器，另一路进入溶液换热器，8经与脱水塔底部出来的热溶液换热蒸发，脱去水份的溶液从脱水塔底部再经溶液换热器冷却后，由贮槽泵打入系统。另外，脱水塔内的水蒸汽从塔顶出去进入水冷器，经冷凝后进入冷凝液槽，然后排至地沟。流程示意图如下：9、甲烷化来自脱碳工段的净化气40℃，压力3.2MPa，经过甲烷化换热器与来自甲烷化炉的精制气换热到270℃，再进甲烷化加热器与来自中变炉二段变换气换热后，温度升到约280℃进甲烷化炉，在催化剂作用下进行甲烷化反应，出甲烷化炉的精制气温度约为325℃，CO+CO2＜10PPm，经过甲烷化换热器与进入本工段净化气换热后温度降低到90℃，再经过甲烷化水冷器冷却到小于40℃后送至合成气压缩工段。10、合成气压缩来自净化工段合格的氢氮气（3.02MPa、40℃）进入压缩机一段入口，压缩至7.0MPa时经过段间水冷器和段间氨冷器冷却后，进入分子筛净化装置,将H2O和CO2吸附后进入压缩机二段入口提压后与合成工段来的循环气在循环段混合，提压至14.9MPa后送至合成工段。11、氨合成由甲烷化来的新鲜气，和氢回收装置来的渗透气经合成压缩机一段提压后，经分子筛干燥后送往合成气压缩机二段入口加压后与合成塔来的合成循环气在缸内混合后再经循环段压缩，达到14.9MPa后送到合成热气气换热器与从锅炉给水预热器来的合成气换热后，温度提到214℃进入合成塔。出塔气经废热锅炉回收热量后为277℃的气体入锅炉给水预热器进一9步回收热量，温度降至239℃进热气—气换热器加热入塔气，冷却后温度降至93℃经水冷器冷却至40℃进入冷气—气换热器与高压氨分离器来的冷气换热后，温度降至28℃，依次进入第一氨冷器、第二氨冷器，经氨冷器冷却后的气液相混合物（-10℃）进入高压氨分离器，冷凝下来的液氨在分离器中被分离，并从底部出口经减压阀减压排至中压氨分离器，出高压氨分离器的循环气经冷气—气换热器回收冷量后分为两路：其中绝大部分循环气进合成气压缩机循环段，重复上述循环，另外一小部分作为驰放气至氢回收装置。高压氨分离器来的液氨经减压后（-10℃、2.46MPa）进入中压氨分离器，槽底出来的液氨产品送往冷冻回收冷量后去尿素装置，为保证尿素装置平稳运行，液氨总管上设有液氨流量调节系统。正常生产时可由此调节送往尿素装置的液氨流量，当尿素装置短期停车时，产品液氨送氨库。中压氨分离器顶部出来的闪蒸气减压后（-10℃、0.5MPa）送燃料管网。从高压氨分离器出来的气体中一部分驰放气送往氢回收装置另设一管路接到放空总管。氨冷器所需液氨从冷冻装置提供，蒸发后的气氨送冷冻装置，形成闭路循环。废热回收器所需锅炉给水从锅炉房提供。所产3.0MPa中压