合成氨生产工艺流程文档格式.docx
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以煤为原料,蒸汽、空气为气化剂,在高温高压,催化剂的条件下,经过固定层间歇气化法制得合成氨所需的半水煤气。
C+O2=CO2+Q2C+O2=2CO+Q2CO+O2=2CO2+Q
CO2+C=2CO-QC+2H2O=CO2+2H20-QCO2+C=2CO-Q
C+H2O(汽)=CO+H2-QC+2H2=CH4-QCO+H2O(汽)=CO2+H2+Q
二、工艺流程
1.蒸汽流程:
从大小锅炉,潜热锅炉和复合肥来的蒸汽经过减压后进入蒸汽缓冲罐,在罐内与来自煤气夹套汽包的蒸汽混合后,通过蒸汽总阀和上下吹蒸汽阀,分别从炉底和炉顶交替进入煤气发生炉。
2.制气过程:
向煤气炉内交替通入空气和蒸汽与灼烧的碳进展气化反响,吹风阶段生成的空气煤气,经除尘器后送入吹风气回收系统,或者直接经烟囱放空,或者根据需要回收一局部至气柜,用来调节氢氮比,上下吹阶段生成的水煤气经过除尘,显热回收,冷却除尘后去脱硫岗位,上述制气过程在微机控制下,往复循环进展,每一个循环六个阶段,其流程如下:
A上吹阶段〔加氮〕
蒸汽通过蒸汽上吹阀,空气经过加氮阀→从炉底进入煤气炉→炉上部出→旋风别离器→总除尘器→联合废锅→洗气塔→气柜
B下吹阶段
蒸汽通过下吹蒸汽阀→从上部进入煤气炉→炉下部出→旋风别离器→总除尘器→联合废锅→洗气塔→气柜
C二次上吹阶段
蒸汽经上吹蒸汽阀→从炉底进入煤气炉→炉上部出→旋风别离器→总除尘器→联合废锅→洗气塔→气柜
D空气吹净阶段
鼓风机来的空气→从炉底进入煤气炉→炉上部出→旋风别离器→吹风气回收系统〔或者放空〕
三、岗位工艺指标
〔一〕压力
减压前蒸汽压力≦—0.1MPa
汽包夹套压力≦油泵油压5—16MPa
空气空管压力20——4.5KPa
〔二〕成份
1.半水煤气O2≦0.5%CO2≦11%
2.合成循环氢〔根据合成反响情况而定〕
≦20mmol/L
〔三〕温度
煤气炉上行温度280—400℃
煤气炉下行温度200—300℃
洗气塔出口煤气温度≦50℃
联合废锅出口软水温度≦100℃
〔四〕其它
汽包液位液位计1/2—2/3
气柜高度4000—7200m3
鼓风机电机电流≦
四、事故预案及处理
〔一〕夹套汽包渴水
视渴水轻重分别进展处理
1.假设汽包液位计无水,但夹套排污有水,夹套外形正常,立即停炉,向夹套缓慢进水至正常液位后开炉。
2.假设重度渴水,夹套排污无水,夹套外壳烧红,应立即停炉,拉空炭层,采用蒸汽降温〔严禁向汽包进水〕。
净化车间分有四个岗位〔半脱岗位、变换岗位、变脱岗位、脱碳岗位〕
〔一〕工艺指标
≤0.045MPa(≤350mmHg)脱硫进口压力≥200mmHg
2.脱硫后H2S90—110mg/Nm
—0.45MPa
4.再生温度30—45℃
≤40mmHg
6.精脱后H2S20mg/Nm
8.低变进口温度由实际决定,由生产科下达
9.变换后CO≤1.5%
≤38℃
—150℃
≤500mg/L
—1.25MPa
≤0.8MPa
≤0.2%
≤2.8MPa
≥98%
—12%
20.真解风机出口压力0.02MPa
脱硫岗位操作规程
将气柜来的半水煤气中硫化氢含量降到20mg/Nm以下,以便维持整个生产工艺的稳定性。
吸收反响:
Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3
再生反响:
NaHS+NaHCO3+O2=NaCO3+S↓+H2O
气体流程:
来自气柜的气体经过除尘塔除尘,然后到干式静电触焦塔,经罗茨鼓风机送到净氨塔吸收氨,吸收后到预脱硫塔进展脱硫〔除去大局部H2S气体〕,接着送到脱硫塔进一步脱除H2S〔防止H2S气体进入下一工段〕,经湿式静电触焦塔后进入出口气缓冲罐,最后去压缩。
循环流程:
碱液经泵从旧贫液槽输送到脱硫塔,吸收H2S气体后返回到旧富液槽,经再生泵送到喷射器喷射到旧再生糟,最后回到旧贫液槽。
碱液经预脱硫泵送到预脱硫塔吸收H2S气体,后返回到新富液槽,经新再生泵打到喷射器喷射到新再生槽,最后回到新贫液槽,最后再生槽出来的液体到泡沫池,再到熔硫釜提硫。
变换岗位操作规程
CO+H2O→CO2+H2+Q
来自压缩工段的半水煤气,经除油器除油后由塔底进入饱和塔与热水逆流接触增湿升温后由塔顶出来,与适量蒸汽一起经汽水别离器别离水滴,然后进入主热交换热器内,由变换气加热至反响所需的温度,再通过电加热器进入中变炉上段进展变换反响,为调节床层温度,经中变炉上段变换反响后的气体进入中变炉下段,完成变换反响。
变换气从中变炉下段出来后依次进入主热交管间冷却降温,进入第一水加热器进展调温后从顶部进入低变炉进一步完成变换反响,其中一小局部变换气不经一段冷却器而直接进入低变炉上段以调节上段床层温度,从上段出来的变换气经第二水加热器换热后进入低变炉下段,其中一小局部变换气不经二段冷却器换热直接进入低变炉下段以调节下段床层温度,出低变炉的变换气依次进入第一水加热器,热水塔,加热本系统循环水后进入第二水加热器,加热来自供水岗位的脱盐水以回收热量,变换气再经过冷却器降温,经过别离器别离液滴后去变脱工段。
液体流程:
循环热水从饱和热水塔底部通过“U〞型水封溢流至热水塔,再由热水泵打入第一水加热器,二段冷却器,一段冷却器,加热后进入饱和塔循环使用。
变脱岗位操作规程
2.生产原理
从变换岗位来的变换气首先进入变脱塔进展合成前的最后一次脱硫,此工段的脱硫要求更高。
从变脱塔出来后依次经过气体别离器和液体别离器,最后到精脱塔,出来后去压缩机。
脱碳岗位操作规程
在不同压力下,碳酸丙烯酯吸收CO2的能力不同,加压吸收减压解析。
吸收:
由压缩机四段出口来的变换气进入变换冷却器,冷却后的变换气进入变换别离器,别离夹带的油水后从脱碳塔底部进入脱碳塔与塔顶喷淋下来的碳丙液在填料段进展传质吸收,脱除CO2后的净化气经碳丙别离器别离气体中夹带的局部碳丙液后进入闪蒸洗涤塔,别离夹带的稀液后进入精脱硫槽,脱除硫化氢,脱硫后的净化气送入压缩机五段。
解析〔再生〕:
吸收CO2后的碳丙富液从脱碳塔出来,进入涡轮机进展能量回收后减压至0.4MPa后,进入闪蒸槽进展闪蒸,使溶液在碳丙液中的大局部气体闪蒸出来,然后溶液进入再生塔,经过常解、真解、气提后的液体回到循环槽,通过涡轮机送到冷却器后再进入脱碳塔以此循环。
〔一〕压力(MPa)
进系统变换气压力≤2.7MPa脱碳塔压差≤0.05MPa
〔二〕温度〔℃〕
进入系统变换气温度冬≤30℃夏<40℃
进入系统碳丙液温度冬20—30℃夏30—40℃
罗茨鼓风机出口温度<80℃
〔三〕成分
变换气CO225—27%净化气CO2≤0.8%
PC浓度>98%含水<2%
稀液浓度:
高8—12%低4—6%
〔四〕液位
脱碳塔1/2—2/3闪蒸槽1/2—2/3
洗涤塔1/2—2/3循环槽>20%
铜洗岗位操作规程
在高压、低温条件下用醋酸铜氨液〔以下简称铜液〕吸收来自压缩六段出口气中的一氧化碳、二氧化碳、氧气及硫化氢等有害气体制得合格的精炼气,吸收气体后的铜液经过减压,加热再生后循环使用,解吸的再生气经高位吸氨器净氨塔吸氨后送罗茨风机进口,净氨塔稀氨水送氨回收。
2NH3+CO2+H2O→〔NH4〕2CO3+Q
〔NH4〕2CO3+CO2+H2O→2NH4HCO3+Q
2NH4HCO3+H2S=〔NH4〕2S+2H2O+Q
2CU〔NH3〕2AC+H2S=CU2S+2NH4AC+2NH3
二、工艺流程
本岗位的重要任务是将六段气在适当的温度和压力条件下用铜液洗去一氧化碳、二氧化碳等有害气体,使铜洗出口微量低于20ppm,确保合成触媒正常运行。
〔1〕气体局部
由压缩机加压至12.5MPa的原料气经六段油分别离油水后,进入铜洗塔底部与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触,使气体中的一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢等被铜液吸收,铜洗后的精炼气,由塔顶导出,进入铜液别离器别离夹带的少量铜液后,回压缩工段。
〔2〕铜液局部生产原理
铜液吸收了气体中的一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢等后,从塔底部流出,经减压阀减压后,送至回流塔顶部,喷淋而下与再生器解吸出来的再生气逆流相遇。
吸收了再生气中的80%左右的氨,并回收大局部热量,铜液温度预热到60℃左右,铜液由回流塔出来从下加热器的底部进入列管内,被管间的热铜液间接加热,沿升液管向上,进入中间复原器再进入上加热器继续用蒸气在列管外加热后进入再生器,经过再生后的铜液由再生器下侧出来,进入化铜桶,然后进入下加热器,与回流塔下来的铜液逆流换热后,进入氨反响罐,补充气氨,然后局部进入铜液过滤器滤去铜液中的油污及沉淀物,再经过氨冷器降温降温进入铜液缓冲罐,通过铜液泵加压后进入铜洗塔循环使用。
〔3〕再生局部
铜液中有60%左右的一氧化碳、二氧化碳在回流塔内解析出来与再生气一道,从回流塔上部出来放空或回收,回收时再生气与高位吸氨器打上来的稀氨水混合后送至净氨塔底部上升与净氨塔顶部下来的脱盐水或稀氨水在填料层中逆流接触,吸氨后从顶部出进入再生气气液别离器别离水份后送至脱硫岗位罗茨鼓风机进口。
回收的稀氨水通过氨水泵加压进入氨水冷却器、高位吸氨器、净氨塔打循环,到达合格的滴度送到氨回收岗位。
铜塔进出口压差≤—0.12MPa
—0.4MPa空压机出口压力≥
再生压力:
200—700mm水柱铜塔压力≤12.5MPa
回流塔进口温度:
25—38℃回流塔出口温度:
40—55℃
下加热器出口温度:
60—68℃上加热器出口温度:
74—78℃
再生器出口温度:
74—78℃氨冷器出口温度:
8—15℃
电机温升:
≤65℃
〔三〕成份
精炼气微量CO+CO2≤25ppm
再生后铜液:
TCU2:
2.2-2.5mol/L;
TNH3:
9mol/L;
HAC:
2.3-2.7mol/L;
剩余CO2≤2.0MOl/L;
铜比5—8
净氨塔氨水滴度:
由生产科另行下达指标
铜塔液位:
料位计30—70%净氨塔液位:
1/3—4/5处
电机电流:
≤额定电流分析结果:
1次/小时
过滤器、缓冲罐排气、油分排油:
1次/2小时
铜分排放、铜塔液位计检查:
1次/半小时
四、正常操作要点
〔一〕保证铜液质量
1.按工艺指标要求调整铜液各组份,正常操作时,以控制铜比、入塔铜液温度符合工艺指标要求为主;
2.调节再生器系统加热、温度,保证再生效果;
3.收集后的铜液要求过滤前方可补入系统。
〔二〕保证微量合格
1.加强有关岗位间联系,发现来气质量变化采取补氨,增加铜液流量,加强再生效果,降低氨冷温度,以保证净化气体质量合格;
2.根据系统负荷变化调节铜液流量,降低消耗。
〔三〕严防铜塔带液和回流塔喷液
1.保证铜液时时过滤,保持铜液的干净;
2.定时检查,确保电容式液位计的准确性;
3.开停车时,操作要平稳,防止带液和倒液;
4.注意减压后压力的变化,防止高压气倒入低压系统,再生回流塔温度不易猛升,以防再生气压力突然升高,造成回流塔冒液。
〔四〕巡回检查
1.根据操作记录表,按时检查及记录;
2.注意控制好各压力、温度、液位的变化;
3.按时检查铜泵、氨水泵的运转情况;
4.按时检查各设备厂、管道、阀门的运行情况;
5.按时对铜分、油分、液位计排放检查
五、事故预案及处理
〔一〕铜液泵抽空事故
〔1〕事故发生的现象
1.铜液泵出口压力波动很大。
2.电机电流下降。
3.精炼气微量突然增高。
〔2〕事故发生的原因
1.向铜氨液中加氨操作不当,如过快过猛,使一局部液氨蒸发产生气氨,形成气阻引起铜泵抽空。
另外,加氨时液氨已加完而未能及时向氨瓶补充液氨或关闭加氨阀,使气氨直接混入铜氨液中也会引起抽空。
2.铜液氨冷器盘管泄漏引起铜泵抽空。
铜液氨冷器盘管泄漏后,当氨总管压力高于管内铜氨液压力时,便有大量气氨漏入铜氨液中引起铜泵抽空。
3.从液氨中解吸出来的氢气、氮气及惰性气体在管道内聚集,也可能造成铜泵抽空。
4.铜泵出口止回阀失灵,倒泵操作时不协调,那么可能使高压气倒入铜泵入口,造成铜泵抽空。
5.铜泵开车时,过滤器放空阀未开,过滤器内贮存有气体会使铜泵抽空。
6.化铜桶或过滤器堵塞。
因铜液中的硫化铜、油污、填料纤维等杂物不断在化铜桶或过滤器中累积,假设不及时清理,那么造成铜泵入口压力下降,严重时便引起铜泵抽空。
7.氨冷器盘管堵塞。
当氨冷器温度控制过低时,铜液黏度便增大,同时会析出碳酸铵盐结晶将盘管堵塞,使铜泵进口压力降低而造成抽空。
当氨冷温度低到一定程度时,还会使盘管内铜液冻结,直接造成铜泵抽空。
8.水冷器排管堵塞。
如果使用时间长或安装检修后未将铁屑、焊渣等杂质除净,有时也会造成排管被堵塞。
9.再生器铜液出口管被堵。
10.再生器出口至铜泵入口任一阀门阀头脱落均有可能引起铜泵抽空。
〔3〕事故应急处理措施
1.铜泵抽空后,中控应注意铜洗塔液位微量,并联系调度减量,如微量过高,停顿向合成送气。
2.铜洗现场人员检查各设备的排气阀、加氨阀、加空气阀,消除故障后,开启备机,降卑微量,加量生产。
〔二〕铜洗塔出口气体带铜液事故
1.铜洗现场鼓泡瓶停顿鼓泡或者排出铜液;
2.铜洗中控自调阀不正常关小,系统压差增大;
3.再生液位下降,再生压力升高;
4.铜分排出大量铜液;
5.铜液带入合成,导入阀前鼓泡瓶断气,并且有蓝色铜液溢出,油分可排出铜液,氨别离器液位计的液位变蓝;
气体流经管道阻力增加,循环机压差增大;
6.铜液带入合成塔,塔温剧降,系统压力上升。
1.铜洗塔内填料层太高,塔顶别离空间太小;
2.铜洗塔内填料局部堵塞,使阻力增大;
3.铜洗塔内控制液面太高或产生假液位;
4.铜液严重污染,严格控制进铜塔H2S、CO2气体含量,加强油分排污;
5.铜液温度过低,或铜液总铜浓度过高;
6.铜洗岗位控制不当。
开关阀门过猛、过快,开停车加量过猛、过快;
7.铜塔除沫器损坏。
1.铜洗岗位中控迅速降低铜洗塔液位,并联系调度减量或停车。
2.铜洗现场人员迅速翻开铜分排放,排净铜分铜液,防止继续带液。
3.合成现场人员切导,开导入放空〔根据导入压力〕,假设不超压,可在油分排油阀处排。
4.合成现场人员紧停CC机,加强冷交放氨监控,开大近路。
5.合成现场人员关合成塔进气阀和冷副阀,同时翻开导入油分、循环气油分排净铜液。
6.工长通知车间并协助现场人员处理,堵住处流沟道,并回收铜液。
7.放掉油分铜液,塔前吹净后,以彻底去除系统内铜液。
8.如铜液已进入合成塔,使催化剂中毒,那么可在高温低压下用新鲜气进展置换和复原,以恢复催化剂活性。
如处理无效,那么只有更换催化剂。
〔三〕铜洗塔出现假液位事故
在操作中,关小或开大铜液减压阀时,铜洗塔液位计的液位不变化或升降速度缓慢,而且液面跳动不正常,同时再生器液位有显著变化
1.液面计气、液相管线被油污等杂物堵塞。
2.液面计气相阀填料少量泄漏,致使沿塔壁下淋的铜液串入液位计气相管而使液位计指示偏高。
3.塔内严重堵塞,造成塔内液位分层,使液位计反映失灵。
4.气体成分不好,硫化氢含量较高,造成铜液起泡,致使液面波动很大,液位计指示不准确。
1.事故发生后,铜洗中控应立即通知仪表工将液位计气、液相管线的气体排除,消除管道的堵塞,保证管线畅通,然后根据正确的液位进展操作。
2.铜洗中控通知工长及现场,现场加强铜分排放,防止带液。
3.铜洗中控密切监视再生器液位,阀门调节不能波动变化过大。
4.铜洗中控密切监视减压阀门开启度,监视减压后的压力、铜塔进出口压差的变化。
5.铜洗现场人员密切监视鼓泡瓶,防止带液。
6.合成现场勤排导出油分,防止带液。
〔四〕铜洗复原器近路阀泄漏
当发现复原器近路阀兰,阀体大量泄漏,钳工无法处理时,需及时向中控、调度、当班工长汇报并要求紧急停车。
〔2〕事故应急处理措施
1.铜洗现场人员关铜洗塔进出口阀。
2.铜洗现场人员停铜泵,关铜洗塔减压阀。
3.铜洗现场人员关下加热器至氨反响罐连通阀。
4.关加气氨、液氨阀,关导淋、排气阀。
5.中控、工长迅速直到现场协助处理、上报及做好铜液回收。
注意:
如果开化铜桶迅速停用,切断进出口阀。
〔五〕铜洗塔液位计指示读数与塔内真实液位不符
2.液面计气相阀填料少量泄漏,致使沿塔壁下淋的铜液串入液位计气相管而使液位计指示偏高。
3.塔内严重堵塞,造成塔内液位分层,使液位计反映失灵。
1.事故发生后,铜洗中控应立即通知仪表工将液位计气、液相管线的气体排除,消除管道的堵塞,保证管线畅通,然后根据正确的液位进展操作。
4.铜洗中控密切监视减压阀门开启度,监视减压后的压力、铜塔进出口压差的变化。
〔六〕回流塔喷液
〔1〕事故发生的现象
铜氨液从回流塔喷出
1.假液位或铜洗塔控制液位太低,高压气串入低压系统,使回流塔压力突然升高,气体流速过快将铜氨液喷出回流塔。
2.原料气中CO、CO2含量高,铜氨液吸收了大量CO、CO2在再生器解吸逸出造成再生压力升高,将铜氨液喷出。
3.空气鼓入量过多,使再生压力升高。
4.加氨量太多,使再生压力升高。
5.再生器温度突然升高,造成大量气体从铜氨液中解吸出来,将再生压力升高。
6.铜洗塔升气管底部泄漏,高压气体随铜氨液一起进入回流塔,使再生压力升高。
7.回流塔局部被结晶或其他杂质堵塞,使气液通道减小,气体流速过快,以致引起回流塔喷液。
8.回流塔填料层过高,别离空间过小造成回流塔喷液。
9.回流塔铜氨液出口管有堵塞,使回流塔液位过高,造成回流塔大量喷液。
10.回流塔铜氨液喷头及其接收泄漏,使铜氨液随再生气直接喷出。
1.消除假液位,将铜洗塔液位控制在工艺指标内。
2.通知变换、脱碳降低原料气中CO、CO2含量。
3.减小空气鼓入量。
4.控制液氨参加量。
5.适当降低再生器液位。
6.利用检修时机修复铜洗塔升气管。
7.适当提高回流塔温度或停车清理填料。
8.按图纸要求降低回流塔填料高度。
9.疏通回流塔出口管。
10.利用检修时机修补回流塔喷头及接收。
〔五〕铜液带入合成系统
1.铜洗现场鼓泡瓶停顿鼓泡或者排出铜液。
2.
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