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合成氨装置工艺流程与联锁优化_论文

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第45卷第3期 2019年3 月 合成氨与尿素 Ammonia and Urea 化工设计通讯 Chemical Engineering Design Communications 合成氨装置工艺流程与联锁优化 (中海石油化学股份有限公司,海南东方572600 ) 摘 要:合成氨装置在天然气供应受到限制或者装置在进行检修等原因造成一些工段出现停车的情况下,会借助各个工段 之间刚刚建设的连通线来对局部的装置进行流程优化,并使各个模块组合起来运行。同时,它还优化调整了各个工段之间模块 组合之后的联锁。 关键词:合成氨装置;流程优化;模块化组合 中图分类号:TQ113.251 文献标志码:A 文章编号:1003-6490 ( 2019 ) 03-0002-01 Synthetic Ammonia Plant Process and Interlock Optimization Cui Chao Abstract : In the case of the ammonia plant, when the supply of natural gas is limited or the equipment is inspected for some reasons, it will cause the parking of some sections to be optimized.Each module is combined to run.At the same time, it also optimizes the interlocking after the combination of modules between the various sections. Key words : ammonia plant ; process optimization ; modular combination 本装置釆用了凯洛格-布朗路特公司的组合合成氨工艺技 术。它的核心工艺是KBR深冷净化工艺。釆用有效的KBR 合成流程,卧式合成塔和组*崩淦鳌T诟叽慷鹊暮铣上拢 极大降低了冷冻系统的负荷。但是如果装置出现问题,会使 得整个工段出现停工,氢气将会出现运输中断,因此需要对 其进行联锁优化。 1 概述 合成氨装置本来的原料是渣油,但是当装置进行改造之 后,极大提高了它的年产量。合成氨装置一共有以下七个工段。 一是空分工段。它有两套具备制氧能力的空分装置。二是气 化工段。它的装置是气化炉和压缩机。三是变换工段,它有 两套变化系统,基础是原有的铁系催化剂中温变换。并且还 与一套中温串低温变化系统相连接。它接收不同气化炉的工 艺气。四是气体净化工段,它的系统是独立的,接收变换系 统的工艺气。两套净化系统所釆用的工艺不同,第一套是林 德低温甲醇洗工艺,第二套是MDEA脱碳工艺。净化之后, 氨气纯度会达到98%左右。对于合成后的氨气,一部分会送 到炼厂中。当工艺气净化之后会与高压氮按照3 : 1的比例进 行配比。二者合并后会送达氨合成工段。现在原料天然气和 尿素的竞争越来越大,合成氨装置会改变它的主要作用,会 以外送氢气、氮气、蒸汽为主。 2存在问题 在合成氨装置改进之后,它存在了以下几个问题。 当天然气压缩机和气化炉同时运行时,如果一台压缩机出 现了故障需要检修,那么其他的工段就不能进行工作,会停工。 二是气化炉,如果出现了烧嘴泄漏,就需要立刻停止运行来 对其检修,同样后续相对应的工段也要停工,就会极大增加 停工的时间,无法持续送达氢气,增加了装置运行的能量消耗。 三是在合成氨装置中新增加了中低温变化系统,该系统运行 时需要使用催化剂,但是会受到毒物的影响,降低使用寿命, 不能够长期运行。四是MDEA脱碳系统运行时,设备会出现 严重的腐蚀,不能够连续性的工作,如果出现停工,会使得 氢气无法运送。五是原料天然气的供应受到限制,无法满足 气化炉的用气量。 3解决措施 上述这些问题会带来很严重的后果,因此必须釆取措施来 改进它的工艺,优化设备,使得各个工段能够进行有序的连接, 并且还要借助相应的联锁改造来优化整体工艺流程,使各个 装置之间的模块进行组合,保证装置连续运行。 3.1压缩机与气化炉之间的对应组合 收稿日期:2019-01-05 作者简介:崔超(1980-),男,山东德州人,高级工程师,主要从 事合成氨生产相关工作。 ?2? 为了实现压缩机和气化炉之间的组合,需要设置两台天 然压缩机出口的连通线。通过利用这条连通线,可以在负荷 允许的条件下,如果一台压缩机出现故障停机时,就会降低 气化炉的负荷,同时提高另一台压缩机的负荷,还可以切换 联通线的阀门和出口阀门。把需要检修的压缩机单独进行检 修,最终切除之后再进入检修。 3.2两套变换工艺气的互供 利用水冷器或者两套变换出口联通线来使两套变换工艺 器进行互供。其中一套变换工艺气可以对应两套气体净化中 的一套运行。建立变换出口互供线可以使气化炉或者是中低 温变换系统出现故障检修时,另外两套气化炉在运行时将其 中的中温变换工艺气一部分导入到MDEA脱硫工段,使得氢 气能够持续运输。因为甲烷后床层的温度会起到一定的控制 作用。因此,必须要控制中温变化出口的CO含量,可以避免 出现甲烷化超温的情况。这两套互供线投入可以使得气化炉 或者中温变换系统进行检修时,将另一个气化炉投入到甲醇 洗的工段,减少该工段的停车次数,还可以缩短开车的进度, 使装置能够持续运行。这套互供线投入还可以在脱硫和甲烷 化工段在停工时,将中低温变化系统当中的工艺气段时间的 导入到甲醇洗的工段当中,防止其外放浪费。 3.3甲醇洗带甲烷化运行 建设一个在甲醇洗工段出口到甲烷化工段入口的连通线, 当甲醇洗出口工艺气经过回收完冷量之后,会将其引入到甲 烷化的入口,可以使得在脱硫工段出现故障进行检修时,保 障甲烷化的运行,使得氢气的运输不会发生中断。当甲醇洗 经过甲烷化之后,将产生的氢气当中的一部分送到炼厂来


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