年產46萬噸合成氨80萬噸尿素項目申請報告-資料下載頁

　　

【正文】 定，本項目甲醇貧液泵進口。 (3) 氣體精制　　 氣體精制的主要設備為冷箱。冷箱為深冷工藝的核心設備，此裝置為成套的一整體式結構，亦屬林德公司的專利設備。該裝置內有壓力高（）、溫度低（～－200℃）的關鍵設備用材問題，以及大型板翅式換熱器其制造采用釬熔焊，制造難度大。該裝置的設計、制造、檢驗目前國內制造尚無成功的經驗，因此，冷箱裝置應考慮整體成套引進。 (4) 壓縮及氨合成　　 合成氣壓縮及氨合成工序的主要設備有：合成氣壓縮機、氨合成塔、開工加熱爐等。　　根據工藝參數的特點，合成氣壓縮機/循環氣壓縮機將采用離心式壓縮機，單機運行。壓縮機將采用耐高壓的筒形 BCL 型缸體，壓縮機將采用二缸，該機組將合成氣壓縮機和循環氣壓縮機合二為一，新鮮氣經過三段壓縮，出口壓力大約為 ，合成塔的循環氣體混合后進入壓縮機的最后一段（共一級葉輪），壓縮至 。合成段氣量為 168220Nm3 /h,循環段氣量為 353270Nm /h，壓縮機的功率為23561kW,壓縮機的驅動機將采用汽輪機，以便壓縮機的流量調節。壓縮機分為高低壓缸，均為筒型結構，高低壓缸和汽輪機直聯，無增速器，軸封一般采用干氣密封，對于高壓的干氣密封國內無法滿足要求需進口。壓縮機和驅動裝置以及所有其它輔助設備（包括控制油系統，潤滑油系統，密封油系統，機組控制儀表，冷卻器、分離器和緩沖器等）應由壓縮機制造廠商成套供應。　　 氨合成塔暫選用托普索（TOPSφE）的專利技術 S300 型徑向流合成塔，催化劑裝填總量為～69 m3 。內件包括催化劑筐及其絕熱層、承壓殼體，床間換熱器、底部換熱器等構成，考慮由托普索（TOPSφE）公司提供。高壓外殼在國內設計、制造。外殼尺寸為:，H=22000。考慮選用層板結構筒體、球形封頭，主要材料為 ＋15MnNbR。　　 開工加熱爐選用典型的立式圓筒形爐，爐內可分輻射段和對流段以及頂部煙囪。輻射段設有盤管（光管），換熱面積 275m2。根據需要對流段可考慮設置廢熱回收管組，燃燒器設在加熱爐的底部。爐子輻射段殼體內徑φ4800mm，總高約 25000mm。爐子殼體材料為Q235A，輻射段管子為0Cr18Ni9，對流段管子為20g，隔熱內襯采用輕質耐火澆筑料及纖維模塊。 (5) 冷凍● 氨壓縮機　　 根據工藝參數的特點，合成氨裝置中的氨壓縮機將采用離心式壓縮機，單機運行。壓縮機將采用水平剖分MCL 型缸體，由于壓縮機的壓比較大，葉輪數較多，且段間有二級補氣，壓縮機將采用二缸。(a), 進口溫度為 40℃，流量為20997kg/h。第一補氣參數為：進口壓力為 MPa (a),進口溫度為 18℃，流量為 54486kg/h。 第二補氣參數為：進口壓力為 MPa (a),進口溫度為 8℃，流量為 17662kg/h。 壓縮機的出口參數為： MPa (a)，流量為93150kg/h。壓縮機的軸功率為10600kW, 壓縮機的轉速約為5000 r/min 之間。 壓縮機的驅動機將采用凝汽汽輪機，以便壓縮機的流量調節，汽輪機的功率為 11011kW。其主蒸汽壓力可采用中壓或高壓。壓縮機分為高低壓缸，均為水平剖分結構，高低壓缸和汽輪機直聯，無增速器，軸封將采用干氣密封，由于氨壓機的出口壓力僅為 ，其干氣密封可以采用國產，為提高可靠性也可進口。壓縮機和驅動裝置以及所有其它輔助設備（包括控制油系統，潤滑油系統，防喘振系統，機組控制儀表，冷卻器、分離器和緩沖器等）應由壓縮機制造廠商成套供應。 (1) 當前世界上尿素生產技術概況　　 當前，世界上最具有競爭力的尿素生產工藝技術，主要有荷蘭斯塔米卡邦 （Stamicarbon）公司的CO2氣提法工藝、意大利斯奈姆普吉 提(Snamprogetti)公司的氨氣提法工藝、意大利泰克利蒙特(Technimont)公司的等 壓雙氣提法工藝(簡稱 IDR工藝)、日本三井東壓/東洋工程(TEC/MTC)公司的節能低成本ACES 工藝等。 ① 荷蘭 Stamicarbon 公司CO2氣提法工藝于 1965 年在傳統的水溶液全循環法的基礎上新開發成功并實現工業化，七十年代末發展為改進型 CO2 氣提工藝。九十年代以來又先后推出新一代改進型 CO2氣提法流程以及最新技術尿素 2000+TM 超優工藝流程。迄今為止，該工藝在世界上建廠最多，計 140 余套生產裝置，占世界尿素總生產能力的45%左右。該法合成反應壓力和溫度較低，氣提效率較高，沒有中壓分解回收段，流程短，操作安全、簡便。該工藝高壓圈物料靠位差流動、節省輸送動力。另外，高壓圈設備高層框架布置使設備布置緊湊、合理，管線較短，占地節省。② 意大利Snamprogetti 公司氨氣提法工藝于1966年研究開發成功并實現工業化，七十年代中期發展成為氨自氣提工藝，八十年代中期以來建廠數增加，建廠數總計 100 余套，總生產能力僅次于CO2 氣提法工藝。該法合成反應NH3 / CO2 摩爾比較高，有利于合成轉化率的提高和減輕工藝介質的腐蝕性。另外，氣提塔選用鈦材或襯鋯雙金屬氣提管，氣提出液溫度可達 205～230℃。而且可以在較低設計負荷下運行。該法采用了液氨噴射泵輸送甲銨液，高壓設備無需高層框架布置，施工安裝和維修方便。③ 意大利 Technimont 公司 IDR 工藝于 1981 年研究成功，隨后在意大利建有 300t/d 和 1200t/d 兩套工業生產裝置。該法合成進料NH3/ CO2 摩爾比高，高壓系統操作壓力，溫度均較高，單程轉化率可達 70%。該法采用 CO2 和氨雙重氣提作用，兼有 CO2氣提法和氨氣提法的優點，與氨氣提工藝相同，設置了中壓分解和循環回收段，除高壓冷凝回收熱量副產 (表)的蒸汽外，中壓分解氣的冷凝熱也大部分回收，故熱回收較好，蒸汽和冷卻水的消耗較低。此工藝采用雙氧水鈍化，防止設備腐蝕。但由于合成回路高壓設備較多，且要求嚴格的防腐系統，不僅投資增高且操作較復雜。 ④　日本三井東壓/東洋工程公司ACES 工藝。該法于 1982 年開發研究成功，它是在 CO2氣提法基礎上發展的。目前世界上建成的有十余套。該法除提高合成 NH3/CO2 摩爾比，提高單程轉化率及設置中壓分解回收循環段外，還采用特殊結構的氣提塔和特殊材料雙相鋼，提高了氣提效率和設備的耐腐蝕性能，而且降低造價，該法熱回收利用較好。另外，高壓回收物料的循環好是靠液位差實現，設備布置需要較高的框架。九十年代末該公司又推出ACES21 新工藝，將原來兩臺甲銨冷凝器改成為單臺，且結構型式為浸沒式立式冷凝吸收器，并利用甲銨反應熱副產蒸汽供后續工序用，合成和氣提壓力降低，投資和能耗有所下降，目前ACES21 新工藝尚未建成新裝置，改造廠已實施裝置能力為60 萬噸/年左右。以上幾種主要的尿素生產方法的特點、流程、生產操作條件及安全性等比較見下表。上述各法的主要原料和公用物料的消耗見xi下表。除以上幾種工藝方法外，還有一些其他生產工藝，如美國化學技術公司好推出熱循環法工藝（簡稱UTI 法）。瑞士Urea Casale 公司也開發“雙塔高效綜合”法（簡稱HEC 法）。這些方法在世界范圍內新建廠不多，熱循環法設計了特殊結構的絕熱等溫反應器和甲銨反應熱的多級回收利用，蒸汽消耗較低，但設備結構復雜，中、低壓段換熱設備多，流程較復雜，操作也不便，目前未被廣泛采用。HEC法設置二個合成塔，轉化率高達75%，氣提塔負荷減少，高壓下冷凝回收熱量，副產蒸汽達到自給。至今，該法未見工業化推廣應用。　　　　　　　　　 主要幾種尿素生產工藝比較 工 藝方法 　　　　　　 改進型CO2氣提法NH3氣提法雙氣提（IDR）法ACES 法研究成功及工業化年代1965～1979　　　　 　 1966～19781981　1982已建裝置　　　　　　　　　　　　　 　　　　 140 余套100 余套310 余套 流程特點等壓氣提　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 是/是是高壓分解　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 /　是//中壓分解　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 /是是是低壓分解　　　　　　 是　　　　　　 是　　　　　　 是　　　　　　 是合成操作壓力 MPa　　　　　　　　　　　　　　～　溫度 ，℃　　　　183　　　　　　　　　　　　 185　　　　　　 190190NH3/CO2(mol)　　　　　　　　　　　　　　　 ～～　H2O/CO2(mol)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 CO2 轉化率%　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 57647068生產的安全性 原料氣脫H2　　　　　　　　　　　　 有無　　　　　　 無　　　　　　 無防腐加氧量，（% Vol）　　 　　　　 　　　　　　+H2O2　　　　 高壓系統尾氣爆炸可能性 無　　　　　　　無　　　　　無　　　　　　無低壓系統尾氣爆炸可能性　　 無　　　　　　 有　　　　　　　　　　　 有有其他條件副產蒸汽壓力，MPa　　　　　　　　　　 　　　　 尿素水解裝置　　　　　　 有　　　　　　 有　　　　　　 有　　　　　　 有設備布置　　　　　　　　 高框架　　　　　　　 中框架　高框架　　 高框架高壓設備材料尿素合成塔襯里　　 316Lmod　　　　 316Lmod　　　　 316LMod　　　　 316Lmod氣提塔（列管）25222　　鈦 或 襯 鋯　25222DP3高壓冷凝器（列管）　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 316Lmod或25222　　 25222　　　　　　　　 25222DP3　　　高壓洗滌器（列管）　25222 或316Lmod　　 /　　25222　　　　 316Lmod甲銨分離器/　　　　　　　　316LMod　　　　 316LMod　　　　 /氨預熱器碳鋼　　　　　　　　　　　　　　　　　　 /　碳鋼碳鋼高壓噴射器316LMod　　　　　　　　　　　　　　 碳鋼316LMod316Lmod主要幾種尿素工藝方法原料和公用物料消耗比較(噸尿素計) 方法　工 藝　　　　　　 改進型CO2氣提法NH3氣提法雙氣提（IDR）法　　ACES 法液氨（100%）kg　　　　　　 568　　　　　　　　　　　　　　　　　　 568569568CO2 （100%）kg　　　　　　 735　　　　　　 735　　　　　　 752　　　　　　 750進蒸汽////，350℃，kg　　　　　　　　11601020，365℃，kg35　　　　　　　　　　　　　　　　　　 409801000輸出蒸汽，～220　　　　　　　　/　　　　　　　　　　　　 50/電，kWh　　　　　　　　　　　　　　　　 1823　　　　　　 25　　　　　　 24冷卻水，t （Δt=10℃）　　 85　　　　　　 93　　　　　　 75　　　　　　 95（2) 國內尿素生產技術概況 我國是尿素生產大國，建廠數為世界之最，生產能力和產量也居世界首位。國內尿素工業的發展始于二十世紀六十年代。至今采用水溶液全循環法建成的中型尿素廠遍布全國各地 50 多家，生產能力近600 萬噸。二十世紀七十年代以來引進荷蘭Stamicarbon 公司CO2 氣提法尿素專利技術，成套引進和自行建設共計 30 套（引進 18 套，消化吸收自行建設的 12 套），規模從4～52 萬噸/年。總生產能力超過 1000 萬噸/年。采用的工藝流程包括傳統的CO2 氣提工藝（二次洗滌流程）計 14 套、改進型 CO2 氣提工藝（脫氫防爆流程）計 14 套、新一代改進型 CO2 氣提尿素 2000TM 超優工藝（池式冷凝器）2 套。 二十世紀八十代年中期以來我國又引進意大利 SNAM 公司氨氣提專利技術，成套引進和部分消化吸收自行設計共計 18 套（引進 16 套自行配套建設2 套）規模 13～52 萬噸/年，總生產能力約 580 萬噸/年。采用的氨氣提工藝均為第二代氨氣提工藝技術，其中有半數的工廠氣提法采用襯鋯的雙金屬管的新技術。除此之外，二十世紀七十年代初我國還從日本 TEC 公司引進兩套改良 C 法的全循環工藝，規模為 48 萬噸/年，其中一套采用ACES21 新工藝進行改造，去年已成功運行。二十世紀九十年代引進2 套ACES 法尿素生產工藝，規模為 5 萬噸/年和 52 萬噸/年。在工廠技改方面，瀘天化廠采用了意大利Technimont 公司IDR（雙氣提）工藝改造原有的500t/d 水溶液全循環法工藝，能力擴大至750t/d。還有美國UTI 熱循環法尿素技術及瑞士Urea Casale 公司HEC 工藝也僅在個別廠中局部應用，尚未推廣。　　 綜上所述，國內尿素工廠通過四十多年來的建設實踐（引進和自行建設），不僅掌握了國外的各種尿素先進的工藝技術，而且通過國內科研、設計、制造、建設單位、生產部門的共同合作，從二十世紀六十年代水溶液全循環尿素工藝的通用設計，二十世紀七十年代 CO2氣提法的國產化首次設計，至二十世紀八十年代改進型大型 CO2氣提法、氨氣提法尿素工廠的合作設計和建設。我國尿素工業在工程設計、設備制造、材料配套和生產建設及工廠管理等方面已進入當前世界尿素生產先進水平的行列。(3) 尿素裝置工藝技術方案選擇① 技術先進，成熟性比較　　從國內外尿素工藝技術概況的介紹