30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介

30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介（精选4篇）

篇1：30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介

30万吨合成氨联产50万吨尿素项目

一、项目概况

本项目是以煤为原料生产合成氨联产尿素（氮肥），合成氨是生产氮肥和磷肥的中间产品。近年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流。目前合成氨产量规模以中国、俄罗斯、印度等国最大，约占世界总产量的一半以上。合成氨主要原料有天然气、石油、重质油和煤等，但是自从石油涨价后，由煤制氨法重新受到重视，因从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍。另从氮肥产品结构看，由于原来生产碳铵的中氮肥厂转产尿素，使尿素产品成为主要产品，因而煤制氨-尿素厂在氮行业中占主要地位。

二、国内外生产消费情况及需求预测 国内生产能力现状

中国合成氨工业经过40多年的发展，产量已跃居世界第一位，2004年产量达4222万吨，目前我国合成氨生产设备是大、中、小规模并存，总生产能力为4.4×107吨/年。目前我国已投产的在大型合成氨设备有30套，设计总能力为1.8×107吨/年，实际生产能力为2.0×107吨/年，约占我国合成氨总生产能力的23%。中国内地中型合成氨生产设备有48套，生产能力为9.2×107吨/年，约占我国合成氨总生产能力的11%，我国小型合成氨设备有500多套，生产能力为5.6×107吨/年，约占我国合成氨总生产能力的66%。中国合成氨生产主要集中在华东、华南及华北地区，合成氨产量分别占全国总产量的29.46%、23.73%和16.15%。

国内市场供需情况分析及预测

2000年中国合成氨产量为3.3×107吨/年，进口量为9.2×105吨，出口量为1.34×106吨。2004年中国合成氨产量为4.2×107吨，进口量为6.29×104吨，出口量为零，1995—2004年中国大陆合成氨表观需求量为年均增长4.83%。预计2006年对合成氨的需求量将达到5670万吨，现在生产只能满足70%的国内需求。氮肥生产是合成氨主要需求领域。2004年我国氮肥生产量（折N100%）为3.7×107吨，所消费合成氨约占我国合成氨总需求量的90.1%，其中尿素为2.4×107吨。

国外市场供需情况分析及预测

由于过去几年合成氨产能的削减，全球合成氨市场目前供求趋紧，2004年美国合成氨生产装置的开工率已处于90%的高位。未来几年全球合成氨市场需求有望以年均1.3%的速度增长，这种需求的良好增长使2004年合成氨价格上涨了约17%。

2003年全球合成氨产能为1.28亿吨，同年的市场需求量为1.4亿吨，其中尿素占22.5%，直接用作肥料的占20.4%，磷酸二氢氨占17.5%，硝酸占10.9%，硝酸铵占7.3%，用作化学品占5.1%，硫酸铵占3.6%，其他用途占12.7%。

三、生产工艺及流程

（一）合成氨工艺流程及概述

工艺流程大概可以分为：原料气的制备；原料气的净化；气体压缩和氨的合成四大部分

1、原料气的制备

目前我国煤焦制氨采用的气化技术主要有固定床间歇气化、水煤浆加压气化两种。

该项目拟采用德士古水煤浆气化技术。德士古水煤浆气化是一种以水煤浆和氧气为进料的加压气流床气化工艺，主要工艺特点有：

（1）煤种适应性较广，可以使用高硫、高灰分获得高纯还原气；（2）碳转化率高（94—99%）；

（3）气化炉的气化及净化系统压力高（2.5—20MPa），所以设备十分紧凑；气化炉结构简单，无运动部件，核心部件是水煤浆氧燃烧喷枪，气化炉工作稳定，单炉作业率可达85%，有备用炉保证维修时作业率可达95%—99%，影响德士古操作和气化的主要工艺指标为水煤浆浓度、氧煤比和气化炉操作压力;（4）德士古煤气化炉的另一个显著特点是环保效果好，由于气化炉内温度高达15000C，因此煤气中不含焦油，与传统的煤气化方法相比，德士古气化法排放的CO2减少40%，NOX减少了86.2%，SO2减少了81.2%，因此，这是一种适合我国国情的洁净煤气技术。

2、原料气的净化

在制得的原料气中，除有用成分氢和氨外，还有不同数量的H2S、有机硫化物、CO2、CO等，为此必须将原料气进行净化。

3、气体的压缩

原料气的净化和氨的合成都必须在加压和高温中进行。必须使用原料气压缩机、循环压缩机和氨压缩机等进行压缩。压缩机的类型很多，但在合成氨生产过程中一般常用的都是往复式压缩机。如氢氮压缩机大多采用H22和3D22等系列。

4、氨合成

氨合成丛压力来分有高压法、中压法、低压法三种，我国目前煤焦制氨的34家合成氨厂均采用中压法，其合成压力除大化肥厂为26MPa外，其他均为31.4MPa。

合成塔的直径一般为Φ800—Φ100mm，但大多数为Φ1000mm。只有大化肥厂采用德国的Krnp公司的Φ1300mm的合成塔。至于合成塔的台数主要根据各厂的实际情况来定。

（二）尿素生产工艺流程及概述

制造尿素的方法有50余种，但实现工业化的只有氢氨化钙（石灰氮）法，和氨与CO2直接合成法两种。

合成氨生产为氨与CO2直接合成尿素技术提供了氨和CO2，因原料获得方便，产品浓度高，现在广泛采用此法生产尿素。我国尿素生产主要采用水溶液全循环法。

水溶液全循环法是将未反应的氨和CO2用水吸收生成甲胺或碳酸铵水溶液循环返回系统。我国在煤焦制氨—尿素厂26家中有22家均采用水溶液全循环法。采用Φ1400mm的尿素合成塔，Φ9000—1600mm的自然 通风造粒塔。

工业上由NH3与CO2直接合成尿素分下列四个步骤进行：（1）NH3与CO2的原料供应及净化（2）NH3与CO2合成尿素

（3）尿素熔融业与未反应生成尿素物质的分离和回收。（4）尿素溶液的加工

一般来说，上述四个步骤中，第一步和第二步除工艺条件稍有差别外，在设备构造和操作原则上几乎差不多。第四步尿素溶液加工，实际上是尿素溶液浓缩结晶造粒生产尿素颗粒成品或液态尿素的过程。造粒塔排放的粉尘和NH3会对大气环境造成污染，但对水环境不会有很大的影响。第三步差异较大，在合成尿素工艺流程分类时，是按第三步来分，大致分为不循环法、部分循环法、半循环法和全循环法。即将NH3与CO2在尿素合成系统中循环使用。气提法是全循环法的发展。在简化流程、热能回收，延长运转周期和减少费用等方面较水溶液全循环法优越。目前我国中氮尿素厂生产方法以水溶液全循环法为主，并引进了氨气和CO2气提法。

四、产业优势

三门峡位于河南省西部，煤炭资源丰富，煤田面积368平方公里，保有储量18亿吨，远景储量27亿吨，居河南省第二位，现有生产能力3000万吨/年，主要煤种为长焰煤、焦煤等，具有挥发分高、活性好、低硫磷等特点，是煤化工产业理想的原料用煤。到2010年，煤炭产量将达到5000万吨，可以为本项目提供充足的原料保障。

五、投资估算及经济效益

项目总投资11亿元，建成后年均销售收入7.8亿元，年利税2.8亿元，投资利润率13.5%，投资回收期6.88年。

篇2：30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介

项目建议书

湖滨区大项目办公室 2006年9月27日

1总论

一、工艺技术状况

来自厂内的焦炉煤气，压力300mmH2O柱，温度35℃，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。

吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。

从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。

脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。

当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。

来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。

分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。

滤液流入结晶槽冷却结晶，当溶液冷却至25℃左右时，加入同质晶种，使其结晶，最后在离心机中分离获得粗制NaCNS，用人工铲出装袋后外售，作为精制NaCNS的原料。离心滤液流入中间槽返回蒸发器循环使用，由于杂质逐渐积累，需定期送回脱硫系统。

从蒸发器蒸出之水汽，在冷凝冷却器冷凝后，抽入滤液收集槽，返回脱硫系统用于配制碱液。1.3拟建地点：湖滨区工业园区 1.4建设内容与规模 1.4.1建设内容与规模

根据公司拟建的硝酸钾的生产规模，结合国内市场情况和企业资金筹集能力,确定本项目的生产规模为年产9万吨合成氨。

概算投资：5196万元 1.7效益分析 1.7.1市场分析

本项目所生产的合成氨全部用于硝酸钾的生产，硝酸钾是一种无氯二元化肥，含有13%以上的硝态氨和44%以上的氧化钾，具有高溶解性和无氟释放的特点，在无需增加土壤酸性的条件下，其有效成份可迅速为植物吸收，其特点使硝酸钾肥料具有广泛的适用性。高溶解性使硝酸钾既可以用做理想的液肥使用。硝酸钾既可以作基肥，好可以用作追肥使用。采用农用硝酸钾代替硫酸钾，不但能提高烟草的质量和产量，而且能降低烟草专用复合肥的生产成本。

农用硝酸钾的主要市场在西欧和北美等经济发达地区，最近几年来，全球对农用硝酸钾的需求持续上升。

我国作为农业大国，仅烟草行业农用硝酸钾年需求量就达20万吨以上，现进口量已达10万吨，农用硝酸钾供求予盾非常突出，据以色列海法公司和智利矿化工公司调查，今后十年我国农用硝酸钾年需求增长率在8%以上，国内硝酸钾仅在烟草作物及部分经济作物上使用，十年以后需求量在万吨以上，仅云南省用于烟草的硝酸钾年需求量就达10万吨以上，我国是农业大国，随着农业经济的发展将很快成为农用硝酸钾的使用大国，需求量会大幅度增加。因此，该产品国内外市场前景明朗，市场潜力很大。

2项目建设的必要性和条件

1.1项目实施的必要性和经济意义

2.2建设条件分析 2.2.1厂址地理位置

文水县位于山西省中部，太原盆地西缘，吕梁山东麓。地理座标为东经111°29′46″～112°19′15″，北纬37°15′～37°35′9″之间，东隔汾河与祁县相望，东南与平遥县毗连，西依吕梁山与离石交界，北与交城、清除相邻，南与汾阳市接壤，东西长72公里，南北宽30公里，总面积1067.8平方分里。

本工程拟选厂址在山西省文水县百金堡科技化工园区内，位于文水县城南，距县城10公里，距307国道4公里，距平遥火车站，祁县火车站各30公里，交通运输十分方便。2.2.5交通运输条件

文水县距太原75公里，距汾阳30公里，距祁县火车站30公里，东临307国道，西靠夏汾高速公路，距园区10公里，交通运输十分方便。

3建设规模与产品方案

3.1产品方案

本项目方案确定为公称规模年产30万吨合成氨,并全部加工成硝酸钾.3.1生产规模及产品方案 工厂操作天数：300天/年计

合成氨（中间产品）：9万吨/年（公称能力）产品规格：NH3≥99.9%(wt%)

H2O≤0.1%(wt%)油

≤5ppm(wt%)4工艺技术方案、设备方案和工程方案

4.1.1工艺技术方案

工业上脱硫基本上可分为湿法脱硫与干法脱硫两大类.（1）湿法脱硫：

湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化泷三类。其中，最重要的是湿式氧化法脱技术。目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法为PDS法、改良ADA法，拷胶法、荼灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、RCA法。

PDS法：

由东北师范大学研制的PDS法脱硫技术，1986年已通过吉林省科委的技术鉴定。目前在全国有近百套生产装置采用此项技术，用于半水煤气变换气、天然气、甲醇合成气、焦炉气的脱硫。该法所需催化剂浓度极低，消耗量少，运行经济，催化剂无毒，使用方法简便，可以单独使用，无须添加其它“助催化剂”，脱硫效果好（据资料介绍，PDS法脱H2S的效率≥90%，脱有机硫40-50%）。

改良ADA法：

改良ADA法是60年代国外开发的技术，已广泛用于化肥、城市煤气、冶金行业，改良ADA法技术成熟，过程完善，规范化程度高，技术经济指标好，但该法存在的主要问题是硫磺堵塞脱硫塔填料。

拷胶法：

1976年广西化工研究院研制成功拷胶法脱硫技术，它具有改良ADA法的几乎所有优点，而且无硫堵现象，由于拷胶资源丰富，价廉易得，故其运行费用比改良ADA法低，在焦炉气湿法脱硫中经常使用。其中缺点是脱硫液需要一个繁复的制备过程才能添加到系统中去。

1986年广西化工研究所又研制成功了KCA脱硫剂，其脱硫性能与拷胶剂非常近似使用时可将KCA直接加入系统中，由于KCA脱硫剂中添加了廉价有变化金属盐，故能降低脱硫费用。

其余方法：

用硫酸猛、水扬酸、对苯二酚组成脱硫液的MSQ法，由苯多酚、NaNO3组成脱硫的荼灰法小型合成氨厂应用中也得了较好的脱硫效果。

（2）干法脱硫：

干法脱硫主要有氧化铁法，铁钼+锰矿法、活性炭法、钴—钼加氧法氧化锌法等。

a)、氧化铁法：

氧化铁法原料来源广泛，价格便宜，主要脱除原料气中的 H2S，不能脱除有机硫。操用温度较低（一般在常温下操作），脱硫剂工用硫容较大。但脱硫精度有限（一般可脱到约1ppm）。

b)铁钼+锰矿法：

在350—400℃条件下，铁钼催化剂首先将气体中的有机硫转

化为H2S，再由锰矿吸收，脱有机硫的效率约为90%。铁钼+锰矿法脱硫具有价廉、原料易得的优点，但因锰矿净化度和硫容较低、寿命短、不能再生、易产生副反应。c)活性炭法：

能脱除H2S及大部妥有机硫化物，肯有能常温度操作，净化度高、空速大，可再生等优点，但价格较贵，硫容较低，再生能耗高。

转化—吸收法：

转化—吸收法一般是指钴钼加氢转化—ZnO吸收法，能将各 种有机硫化物转化为硫氢，特别适宜于处理含有噻吩的氯体，转化生成的硫化氢手氧化锌法除去。操作温度为350—430℃，操作压力0.7—7.0MPa，空速500—2000h—1。加氢催化剂可再生，但不能用于含CO、CO2等昴于发生羰基化副反应的场合（如焦炉气、水煤气等），而且价格昂贵。

氧化锌法：

能脱除H2S及脱除除噻吩以外的有机硫化物，具有净化度高，空速大，工作硫容度高（20%）、操作简单等优点，缺点是价格昂贵，废脱硫剂不能再生。只适宜设置在精脱硫工艺中的最终脱硫把关。

脱除焦煤气中的国内常用的湿法脱硫方法，主要为改良ADA法，该法工艺技术成熟，过程完善，规范化程度高，溶液无毒。但也存在一些缺点，如溶液成分复杂，溶液费用较高，易发生硫磺睹塔现象。而PDS法生成的单质硫颗粒大，易分离，不睹塔，兼有洗塔作用，硫容较低高，还能脱除硫醇、羟基硫，脱除率约50—60%，但PDS单独使用效果并不理想，故本装置采用ADA和PDS双催化剂脱硫工艺。脱硫液的再生采用自吸空气喷射器再生槽。喷射强化再生，具有投资省、效果好、省电等优点。4.1.2工艺流程简述

焦炉煤气，在压力300mmH2O柱、温度35℃条件下，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。

吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。

从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。

脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。

当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。

来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。

分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。

滤液流入结晶槽冷却结晶，当溶液冷却至25℃左右时，加入同质晶种，使其结晶，最后在离心机中分离获得粗制NaCNS，用人工铲出装袋后外售，作为精制NaCNS的原料。离心滤液流入中间槽返回蒸发器循环使用，由于杂质逐渐积累，需定期送回脱硫系统。

从蒸发器蒸出之水汽，在冷凝冷却器冷凝后，抽入滤液收集槽，返回脱硫系统用于配制碱液。

5投资估算 5.1总投资估算 5.1.1工程概况

主要工程内容包括：合成氨生产车间及辅助工程、公用工程等。

5.1.5项目总投资及投资分析

（1）项目总投资估算为5196.44万元，其中固定资产投资为 4715万元，流动资金为90万元。5.2资金筹措

本工程总投资为4986.44万元，其中固定资产投资为4715万元，流动资金为90万元。

6效益分析

1)项目总投资为5196万元，其中流动资金300万元。（2）成本估算 1)流动资金估算：

流动资金估算值为300万元，其中30%企业自筹，70%申请银行流动资金货款，货款年利润为：5.31%，详见表15-2 2)资金筹措

项目固定资产投资为5196万元，其中货款3150万元，其余 为公司自筹解决，其中资本金1500万元，详见表15-3

年总成本：投产当年2656.6万元

投产第二年3041.8万元

服务期内平均2881.0万元（3）产品成本和费用分析 正常年经营成本：2505.39万元/年 服务期内平均可变成本：1472.79万元/年 服务期内平均固定成本：836.8万元/年

6.2.2主要计算报表分析

（1）销售收入

正常年销售收入为4140.0万元，详见表15-7（2）利润总额 投产当年323.2万元 投产第二年683.0万元 生产期内平均790.51万元（3）利税总额 投产当年623.4万元 投产第二年1158.3万元 生产期内平均1258.99万元 6.3社会效益

山西文通盐桥复合肥有限公司90000吨/年氯化铵工程，可以产生较好的社会效益，主要有以下几个方面：

（1）投入较少量的资金，在较短的建设期内，可建成投产。（2）可以提高企业的劳动生产率，增加本地财政收入，发展地方经济。

（3）可以为社会提供113人的就业机会，为社会解决一部分下岗职工就业和社会待业人员就业，以提高人民群众的生活水平，可为社会带来较大的联动效益。

7结论

7.1.1简要综合结论

1、工程总投资5196万元。投资内部收益率21.41%（税前），16.11%(税后)借款偿还期5.43年。

2、本工程合成氨装置采用了近年来国内外成熟可靠的先进技术，利用了焦炉气，采用技术成熟可靠的转化炉。工艺流程和热动力平衡中充分采用各项节能降耗措施，吨氨能耗为56548MJ。

篇3：30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介

关键词：措施,有效解决,经验

液化空气 (杭州) 有限公司承建的云天化集团公司50万吨合成氨项目的空分工程低压塔, 因塔体较长, 长途运输困难, 筒体制造在液化空气 (杭州) 有限公司完成。所以将整个塔分成几段运输, 然后在现场组焊。该低压塔设计参数如下:

设计压力:0.18MPa;

塔体内径:3850mm;

设备长度:32000 mm;

设计温度:-169℃;

材质:304不锈钢;

介质:O2+N2;

名义厚度:10mm;

原定设备在制造厂完成, 整体运输到设备安装现场, 但因塔体较长, 无法满足长途运输的需要, 故整个塔的制造方案为:塔体分成5段在制造厂完成所有设备制造工作 (包括塔体内件的安装) , 为考虑设备在运输过程中设备内部的清洁, 设备分段筒体两端用临时封头焊接密封, 充0.05MPa氮气保护, 然后将设备分段运输到安装现场进行现场组焊。

设备到达安装现场后, 将设备临时封头割下, 并将设备筒节按照顺序进行现场组焊。

1 焊缝检验结果

现场组焊组对后, 对焊缝进行了检查, 焊缝检验结果如表1。

根据GB150-1998《钢制压力容器》规定, 设备菱角度最大为5mm。由表1可以看出, 检验数据显示从180°～240°范围内棱角度超标比较严重, 设备菱角度超标最大在240度位置, 超过制造标准1.5mm, 由设备图可知, 在该处设有一个φ57的射线检验接管 (如图2所示) 。

现场组焊的环焊缝经检验发现棱角度超标, 具体检验结果如表1所示。射线检验管口方位如图3所示, 表中检验数据显示从180°～240°范围内棱角度超标比较严重, 所以这次应力测试主要针对这一区域进行。

2 菱角度超标分析

经分析, 产生菱角度超标的主要原因如下:

2.1 设备在运输过程中, 为了保证塔内清洁干燥, 筒体端部用临时封头密封, 运抵现场后, 用气割方法将封头割除, 然后对筒体进行组焊, 设备材料经过两次受热, 产生热收缩从而导致设备焊接菱角度增加。

2.2 由于设备是分段制造完成, 故设备塔体内件在制造厂已经安装完毕, 设备两筒体组对时, 无法采用双面焊进行焊接, 只能在采用设备筒体内壁加垫板并在筒体内充氩气的方式进行焊接, 设备在单面焊接的情况下, 导致焊缝菱角度增大。

2.3 为了检测焊缝质量, 在该环焊缝中心70mm处设有φ57的射线检验接管, 该射线接管离焊缝较近 (如图3所示) , 焊接过程中出现多次受热现象。

为了保证低压塔安全运行, 我们对该环缝棱角度超标部位进行应力测试。根据设备的超标情况, 我们把射线检验管口方位作为应力测试的主要测试区域进行。

3 应力测试与分析

应力测试采用型号为DH3818的静态应变测试仪两台, 在棱角度较大的环焊缝区域, 沿焊缝进行布片。布片方案如图4所示。

应力测试前先用角向磨光机和砂皮纸清除焊缝附近表面污垢, 然后以有机溶剂对贴片位置进行擦洗。在每一点分别沿筒体轴向和环向贴两片应变片, 贴片时做到应变片尽量靠近焊缝, 应变片布置如图5。贴片完成后分别将应变片引线与导线焊接, 并与应变仪相连。然后检应变片的电阻值, 逐点进行预平衡。

应力测试过程与压力试验同步进行, 因该塔设计压力P=0.18MPa, 测试时将升压过程分为0.05MPa、0.1 MPa和0.18MPa三个阶段, 当压力升至上述压力等级时进行保压, 并读取各点的应变数据。该塔内径为3850mm, 厚度为10mm, 属于薄壁容器, 在内压作用下筒体上的应力可近似认为是两向应力状态, 所以在测量得到的轴向和环向应变基础上, 根据虎克定律可以计算各点的轴向和环向应力。测量应变值和应力计算结果见表2。

由表2可见, 随着压力升高, 应力增大, 当内压达到设计压力时, 各测点的轴向和环向应力均较大, 最大应力为第7点的轴向应力, 数值为113.5MPa。据GB150-98《钢制压力容器》查得, 304不锈钢板常温下的许用应力为137 MPa, 所以实测的最大应力小于许用应力, 强度能满足要求。

4 结论

4.1 云天化集团公司50万吨合成氨项目的空分工程低压塔, 因塔体较长, 长途运输困难, 筒体在制造公司完成分几段运输到现场后, 按规范进行现场组焊;然后在现场组焊。

4.2 环焊缝经检验发现棱角度超标, 特别是在180°～240°范围内棱角度超标比较严重, 主要原因一是该设备材料经过两次受热, 产生热收缩从而导致设备焊接菱角度增加, 二是设备分段制造, 现场组焊无法用双面焊焊接, 只能在采用设备筒体内壁加垫板并在筒体内充氩气的方式进行焊接, 设备在单面焊接的情况下, 导致焊缝菱角度增大。

4.3 经过对焊缝棱角度超标部位的应力测试, 其最大应力小于GB150-98《钢制压力容器》的许用应力, 因此塔体能满足强度要求。

参考文献

[1]国家技术监督局.GB150-1998钢制压力容器[M].北京:中国标准出版社.1998.

[2]郑津洋等.过程设备设计[M].北京:化学工业出版社.2001.

[3]袁彪.在用压力容器焊缝错边量和棱角度的检验与评定[J].压力容器, 2001, 8 (6) .

[4]刘大轰.在役压力容器上超标缺陷的评定[J].安全, 1995 (4) .

[5]岑汉钊.化工机械测试技术[M].北京, 化学工业出版社.1989.

篇4：30万吨合成氨联产50万吨尿素项目简介

陕西东鑫垣化工有限责任公司项目原设计为三台10000m3气柜, 其中两台为兰炭荒煤气缓存气柜;一台为PSA制氢解析气气柜, 配套风机四台。煤气柜的主要用途是:

(1) 缓冲煤气产量与用量之间的不平衡, 即当煤气产量高于用气量时, 将多余的气体储存在柜体内, 以补充高峰时供气量的不足;

(2) 稳定管网压力;

(3) 混匀煤气成分。

PSA制氢项目原设计10000m3解析气气柜一台, 配套风机四台, 由于PSA变压吸附制氢的解析气具有一定的压力, 能满足送至金属镁、锅炉作为燃料气的技术要求。因为出PSA变压吸附制氢的解析气压力比较稳定、解析气组分波动较小, 本人认为PSA制氢装置区可以不设解析气气柜及配套风机, 本人提出思路请设计院进行核算、论证, 并组织相关专业技术人员考察同类型业绩, 经计算原有压力能克服管道阻力, 可取消解析气气柜及风机。取消后比概算节约投资2000多万元, 并且还简化了工艺流程、方便了运行管理、降低了运行费用, 本方案在设计中已经采纳, 正在实施。

2 PSA制氢解析气脱硫与煤焦油轻质化酸性气脱硫合并

项目脱硫装置原设计为两套, 一套为PSA制氢解析气脱硫装置, 另一套为煤焦油轻质化装置酸性气脱硫 (采用克劳斯硫回收工艺) 装置。这两套脱硫装置分别由两家设计院设计, 缺乏沟通, 本人经过调研、技术交流认为可以合并, 提出思路, 请两家设计院对以上两套脱硫装置脱硫工艺, 气体组分、压力、温度和气量等技术参数综合考虑, 组织两家设计院与供应商多次技术交流、反复论证, 并到同规模企业考察运行情况后, 决定将两套脱硫装置合并为一套。合并后的脱硫装置仍然布置在PSA制氢装置节区内, 仍然采用PSA制氢解析气脱硫技术, 只是增加了煤焦油轻质化装置酸性气与PSA制氢解析气混合设备。通过优化后有以下优点:

(1) 节约项目占地。

(2) 简化管理, 减少了岗位定员。

(3) 两套脱硫装置合并后比概算节约投资约6700万元。

该方案在设计中已经采纳, 正在实施。

3 污水处理系统优化

陕西东鑫垣化工有限责任公司污水处理装置原设计为三处:

(1) 120万吨/年兰炭装置污水处理站 (已建成)

(2) 50万吨/年煤焦油轻质化装置污水处理站

(3) 2万吨/年金属镁污水、电厂污水、生活污水等综合污水处理站。

50万吨/年煤焦油轻质化项目污水处理装置, 主要处理装置内产生的工艺废水及生活污水, 处理完的废水达到三级排放指标后, 送至全厂综合污水处理装置进一步深化处理。此种污水处理装置设置不但增加了投资, 还增加了岗位人员设置、增加了管理难度, 不利于统一管理。本人认为可以将两套工业污水处理系统合并, 提出思路后与两家设计院分别沟通, 组织设计院、供应商多次技术交流、反复论证, 到同规模企业考察运行情况后, 三方召开专题会议决定对原设计的两个污水处理装置优化合并为一套污水处理装置合并成一套系统, 既提高了污水处理效果、又降低了投资和运行、管理成本。优化后可以节约投资3000万元, 并减少了岗位操作人员设置, 方案已经确定, 年底前完成招标工作。

4 取消氨精制系统, 制氨水用于兰炭荒煤气系统脱硫剂

4.1兰炭煤气脱硫采用氨水脱硫

4.1.1兰炭煤气的成分

因部分煤气二次燃烧, 致使兰炭煤气的组成要比高温干馏的焦炉煤气复杂, 主要杂质含有H2S、SO2、CO2、NOx等。兰炭煤气的主要组成见下表1所示。

兰炭炉生产的煤气热值较低, 约为6732~8439k J/m3, 煤气中氨的含量也较低, 硫化氢和二氧化硫的含量也低, 因此, 这种煤气的脱硫过程是在较高CO2浓度下进行脱H2S和SO2的工艺。

4.1.2兰炭煤气脱硫的原理

是在催化剂的作用下, 利用煤气中的氨或碳酸钠为碱源吸收煤气中的硫化氢。吸收硫化氢后的脱硫液送再生部分进行氧化再生, 将吸收的硫化氢转化成单质硫, 并以硫泡沫的形式自流入泡沫槽, 再经离心分离或熔融处理得生硫或熟硫。必须连续向系统中补加更多的新鲜脱硫用氨水。可以利用煤焦油加氢的副产品氨水作为脱硫剂。

4.2 取消煤焦油加氢系统氨精制装置:

煤焦油加氢的副产品有氨水, 原设计有一套复杂的氨水精制系统, 氨水的主要成分为:H4N:97%、OH2:2%、S:1%, 为了对氨水进行精制, 设计了一套复杂的系统, 包括:冰机、氨罐等系统, 且液氨是一种无色液体, 有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料。氨易溶于水, 溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中, 且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛, 具有腐蚀性且容易挥发, 所以其化学事故发生率很高。

本人认为该氨水可用于兰炭煤气脱硫的脱硫剂, 取消煤焦油加氢氨精制系统, 提出思路, 该方案正在调研组, 存在的主要问题是氨富余, 主要要调研富余氨量平衡问题。取消氨精制概算节约投资约1200万元。该方案正在调研、论证中, 如果可行在后续设计中即可实施。

5 结论

通过以上三个已经实施系统的优化共节可省投资1.17亿元。取消氨精制系统的方案正在调研、论证中, 如果可行在后续设计中即可实施, 实施后可节省按概算1700万元。