年產33萬噸三聚氰胺設備搬遷技改項目可行性研究(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 胺成品。具有代表性的德國BASF工藝。該法的優點：主工藝設備處于無水的工藝條件，腐蝕性小，材質要求低；氣相淬冷結晶直接得成品，蒸汽消耗低（設備、管道保溫伴熱用）。缺點：由于壓力低，設備體積龐大，單套裝置能力受限制，最大能力小于3萬噸/年；壓力低，氣體體積循環量大，電耗高；尾氣壓力為常壓，與尿素聯產時蒸汽和電力消耗大不適合。 3）國內生產三聚氰胺方法，有代表性的有四川化工廠80年代引進的 DSM的低壓法（已停產）；2000年前后由中原化肥廠、四川化工廠、烏石化、福建三明、重慶建峰引進的歐技公司的高壓法。 4）常壓循環法工藝有90年代建設的棲霞山樹脂廠、山東海化魁星；2000年以后由清大華業設計的河南濮陽、河北滄州、山東濰坊、廣州建韜等常壓循環法，南京規劃院設計的金陵石化、 萬噸裝置常壓循環法，這些裝置均已停產。5） 目前正在運行的常壓循環法裝置有：丁澤華先生設計的河南正陽1 套 ；丁澤華先生于 2003年發明的三聚氰胺、聯堿聯產專利并設計的三聚氰胺裝置，有河南金山 4 套 、山西豐喜1套1萬噸、（已運行1套）；、河南駿馬2套、宜興三木1套；；其它裝置大多數為小型裝置，間斷生產，需精制，能耗高，污染較嚴重。 6）最近幾年開發的加壓氣相淬冷法，具有單套裝置能力大、電耗低、投資省等優點，已建成的5萬噸以上規模的加壓氣相淬冷法三聚氰胺裝置就有10套，但由于在一些關鍵技術問題上與常壓法比沒有取得技術進步， 甚至有些問題比常壓法裝置更嚴重，如運行周期、催化劑消耗、產品質量、設備故障率、尾氣的利用等方面，導致裝置的實際產能不到名牌產能的50%。而丁澤華先生開發的加壓氣相淬冷法三聚氰胺與尿素聯產工藝，將原來在常壓法三聚氰胺工藝中的一些突出問題作了專題試驗研究，并完成了一套日產70噸三聚氰胺的加壓工業試驗，該裝置運行近1年，運行周期、產品質量、物料消耗和裝置正常率等各項指標處于國內領先水平，尤其開發的低能耗三聚氰胺尾氣制碳銨工藝，是氣相淬冷工藝在尾氣利用上取得的一次成本突破，將推動三聚氰胺生產技術的更新換代，也將促成三聚氰胺生產企業的重新洗牌。 .2三聚氰胺工藝技術方案的確定 通過比較，確定采用具有投資省、運行成本低、操作穩定的加壓氣相淬冷法為三聚氰胺生產工藝。尿素經斗提機進入熔融釜內，與來自尿洗塔138℃左右的回流液尿接觸（或用蒸汽間接加熱）融化為液體尿素（液尿），靠高度差流入液尿貯罐，再經液尿泵分兩路分別送至液尿塔頂部噴嘴和反應器噴嘴。送至液尿塔頂部噴嘴的液尿（約占液尿循環總量的99％左右）與冷氣風機送來的混合氣順流接觸，除去氣體中夾帶的三聚氰胺及低溫副產物，再經柱狀旋風分離器進行氣液分離，氣體進入集氣箱，由集氣箱出來的氣體一部分經載氣旋風到載氣壓縮機做循環氣源，一部分經冷氣除沫器去結晶器與過濾器來得320℃的三聚氰胺工藝氣逆向混合淬冷結晶出固態三聚氰胺，過剩的氣體去尾氣處理系統；分離得到的液尿進入液尿貯罐，由液尿泵送入尿洗塔循環使用；送入反應器的液尿，經兩支噴頭（約占液尿循環總量的1％左右）在霧化氣的作用下噴入390177。5℃處于流化狀態的流化床。反應器內的熱量由熔鹽鍋爐提供。反應生成的三聚氰胺和副產的CONH3等氣體經內旋風分離夾帶的催化劑后進入熱氣冷卻器，在此利用道生油的氣、液相變將工藝氣體冷卻至320177。5℃，再進入熱氣旋風分離，在此除去氣體中夾帶的催化劑細粉和部分高溫副產物，熱氣再進入熱氣過濾器在此除去未分離的催化劑細粉和高溫副產物；穿過濾布的氣體集結到集氣室從過濾器的頂部出來去結晶器。進入結晶器內的320℃左右工藝氣體與冷氣除沫器來的135℃左右冷工藝氣體混合，溫度降至210177。5℃，在此固態的三聚氰胺成品析出。靠冷氣風機的作用，工藝氣體經過成品旋風分離器分離出三聚氰胺成品；分離出的三聚氰胺產品自分離器下部的螺旋送料器出到小料斗，再由送料風機送至成品一、二級旋風后經過振動篩篩分進入包裝罐。成品旋風頂部出來的工藝氣體，經冷氣風機進入尿洗塔頂部與噴淋的液尿順流接觸，除去其中夾帶的三聚氰胺后，氣體被冷卻到135℃左右，再經柱狀旋風分離器進入集氣箱，然后分三路輸送給不同的用戶。為確保廢氣達標排放工藝上把尿素熔融釜放空氣、濃氨水槽放空氣等污染性氣體，統一回收送至廢氣吸收柱回收利用。柱狀旋風分離器分離出來的液尿進入液尿貯罐循環使用。圖41三聚氰胺生產工藝流程圖表41 三聚氰胺生產消耗表原料名稱及規格單位消耗單耗小時年尿素t98000硅膠催化劑t3 x10366煤t22110電Kwh560新鮮水t4000脫鹽水t540000循環水t2400 x106壓縮空氣Nm179。432000本裝置所用主要原料尿素、氨，其中氨為易燃易爆介質，屬乙類危險物質。根據上述特征，在既確保安全，又便于操作，節省投資原則下，對生產裝置實行就地與集中相結合的控制方案，對需要現場操作的過程參數實行就地檢測與集中顯示為主，重要參數如：溫度、壓力、流量、液位、傳動設備電流等引入操作室集中顯示、記錄、調節、報警。采用集散型控制系統（簡稱 DCS） ，就地檢測，集中到車間控制室。根據防爆規程，控制系統均為隔爆型。DCS的功能主要表現為：通過下位機過程控制 I/O接口，采集主要的工藝參數的模擬量和開關量，在機柜內進行初步運算，數據處理，然后通過數據通訊總線傳輸至上位機統一處理，操作站由 1 個工程師站、2 個操作站、1 個數據采集存儲站，數據采集存儲站對所有輸入、輸出數據形成定時儲存文件。采用計算機控制系統實現全廠生產的三級梯階控制，既第一級為局部控制室，它直接控制整個裝置的各個生產單元，構成各局部的小系統；第二級為階梯控制級，它對第一級各子系統進行協調控制；第三級為協調控制級，根據全廠生產的總目標對第二級進行協調控制，完成生產管理、控制的總任務。本方案緊急停車和安全聯鎖系統的設計按照一旦裝置發生故障，該系統將按起到安全保護的原則進行。在系統故障或電源故障的情況下，該系統將使關鍵設備或生產裝置處于安全生產狀態下。本方案工藝參數越限報警由計算機實現。所有的報警信息（過程報警、系統報警）可在計算機的顯示器上實現聲光報警，并通過打印機輸出。為保證操作人員和生產裝置的安全，本方案考慮了以下必要的安全技術措施：1）所有控制室位于安全區域，并考慮防火、防水、防塵、防雷等安全措施。2）設置必要的報警系統、緊急停車和安全聯鎖系統。3）安裝于爆炸危險區域內的儀表符合防爆要求。4）在可燃或有毒氣體可能泄露和聚積的場合，設置可燃氣體或有毒氣體檢測報警器。5）儀表電源由不間斷電源供電。6）控制室的位置都應選擇在非爆炸、無火災危險的區域內，其位置應符合《建筑設計防火規范》(GB500162014)的規定。所選儀表及控制設備均是先進的、可靠的，可以保證工藝裝置的長期、安全生產和操作。1)溫度儀表：集中部分選用鎳鉻—鎳硅熱電偶，且為隔爆型，特殊場合的，如：測量爐壁溫度，采用鎧裝電熱偶，引出線需經防爆接線盒，作為防爆措施，低溫場合選用 Pt100鎧裝電熱阻。 2) 壓力儀表：就地顯示一般選用不銹鋼壓力表；集中顯示部分選用 1151 智能型 壓力變送器，對于易結晶介質，采用氨氣吹掃方式進行檢測，對于液態尿素壓力測量，采用1151智能型單法蘭遠傳壓力變送器測量。 3) 流量儀表：就地選用金屬轉子流量計；集中部分，如：液態尿素流量測量，選用高溫型電磁流量計，載氣流量測量選用進口熱式氣體質量流量計。 4) 液位儀表：一般液體介質選用1151智能型壓力變送器測量；含有沉淀物液體，氣相易結晶的采用進口纜繩雷達液位計；對于粉狀成品物料，則采用音叉式料位計。 5) 執行機構：選用氣動、電動執行機構。即 DCS 輸出至電/氣閥門定位器或電磁閥（均為隔爆型） ，將氣源引至氣動執行機構上。DN40 以下常規介質一般的選用氣動薄膜調節閥；易結晶、DN40 以上口徑的選用活塞式輕型多功能調節閥；過濾器氨氣吹掃系統的大口徑閥，選用活塞式加長型三通閥。 A、電源：由電氣專業提供220V/AC，50HZ，3KW的電源。 B、 氣源：由空分儀表空壓站提供凈化儀表空氣，工作壓力：， 供給量：400Nm3/h，露點：25℃，無塵，無油。1. 《爆炸危險環境電力裝置設計規范》 GB500582014 2. 《自動化儀表選型設計規定》 HG/T2050720143. 《控制室設計規定》 HG/T205082014 4. 《儀表供氣設計規定》 HG/T205102014；三聚氰胺生產裝置包括反應、熱氣過濾、結晶分離、液尿洗滌四個部分，主要非標設備有熔鹽加熱爐、反應器、熱氣過濾器、結晶器、旋風分離器及液尿洗滌塔等。由于采用了加壓法流程，主要設備的設計壓力為低壓設備，對材質無特殊要求，主要考慮高溫設備的氮化、和液尿設備的腐蝕。 (1) 反應器 反應器為立式圓筒流化床反應器。反應所需熱量由熔鹽加熱管供給，設備本體溫度在390~400℃，筒體按 420℃設計，根據 10多年的使用經驗16MnR 氮化腐蝕嚴重，所以反應器筒體選用 0Cr18Ni9，熔鹽盤管選用0Cr18Ni10Ti比較適合。 (2) 液尿洗滌塔 ，塔總高約30米。根據操作條件，材質選用00Cr17Ni14Mo2不銹鋼；液尿噴頭采用實心錐形噴霧噴嘴，材質為316L不銹鋼。(3) 材料選用 本流程設備所接觸的介質主要為尿素、三聚氰胺、氨、二氧化碳等，由于采用了加壓法流程，操作條件對材質無特殊要求。所用材質主要有：介質為液尿的設備及部件，選用00Cr17Ni14Mo2；結晶分離部分，與三聚氰胺介質接觸的設備，為保證產品純度，選用0Cr18Ni9不銹鋼；其余設備或部件則根據操作條件選用普通低碳鋼或低合金鋼(4) 大型超限設備 本裝置非標設備中，大型超限設備有： A、反應器：，總高約 米，重約 300 噸。 B、熱氣過濾器： 米，總高約 米，重約 150 噸。 C、結晶器：，總高約 20 米，重約 100 噸。 D、液尿洗滌塔： 米，總高約 30 米，重約 115 噸。 上述設備須采用分片或分段制造，現場組裝。對現場組裝的設備除應符合有關設計的規定外，還應符合 GB502362011《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》的規定。片或段的劃分，根據設備特點及有關運輸規定確定。三聚氰胺裝置主要設備（）表42 三聚氰胺裝置主要設備一覽表編號設備名稱臺數尺寸備注1壓縮機12冷風機13反應器1φ520004催化劑貯罐φ52005熔鹽爐11700萬Kcal/h6氮氣預熱器、載氣預熱器1余熱鍋爐、空氣預熱器+風機、鹽槽、鹽泵。7熔鹽槽1φ2000,60m38600m3熔鹽泵2某設備9液尿洗滌塔1φ3200/240010600m3液尿泵2某設備11400 m3液尿泵2某設備12尿素熔融罐1φ320013尿素斗提機114柱狀旋風4φ160015循環流化床熱氣冷卻器1φ460016過濾器2φ580017熱氣循環風機118壓縮機電機變頻1冷風機電機變頻19結晶器1φ540020成品旋風2φ320021壓力螺旋輸送機422成品風送風機+旋風223成品料倉2φ4000某設備24成品中間罐2φ1000某設備25星型下料器2某設備26自動包裝機227往復泵4某設備28熱水循環泵2291某設備30液尿泵2600m3/h31尿洗塔空冷器13233+閃蒸罐34+閃蒸罐本項目各裝置中所需用的標準設備均選用標準的高質量產品。非標設備的制造應符合設備制作的有關規范標準，這樣既有利于標準零部件的選用，又提高了材料及配件的標準化程度。1. 《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼和鋼帶》GB91220082. 《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》 GB/T32802015 3. 《不銹鋼熱軋鋼板》 GB/T423720154. 《輸送流體用無縫鋼管》 GB816320085. 《高壓化肥設備無縫鋼管》 GB647920136. 《高壓鍋爐用無縫鋼管》 GB531020087. 《鋼制對焊管件》 GB/T1245920058. 《化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列》 HG/T 2055320119. 《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》 HG20592～20635200910.《鋼制化工容器材料選用規定》 HG/T 20581201111.《化工裝置管道材料[合訂本]》 HG/~1.《壓力容器 [合訂本]》 GB ～GB 2.《固定式壓力容器安全技術監察規程》 TSG R000420093.《熱交換器》