尿素裝置整體試車方案

2021-11-02 05:57:47 字數 5359 閱讀 6351

1、工藝流程說明及流程簡圖

1.裝置概況

鄂爾多斯市億鼎煤化工有限責任公司尿素裝置是化肥專案的一部分,位於億利資源沙漠經濟基地,裝置採用義大利塞班公司的斯納母氨汽提生產工藝,塔式造粒;該工藝具有流程簡單、二氧化碳轉化率高、系統能耗低的特點、汙染物排放少的特點。尿素裝置設計年產小顆粒尿素52萬噸,設計年操作時間為7200小時。主要原料為:

二氧化碳,來自淨化裝置低溫甲醇洗單元;氨,來自合成氨裝置。尿素主單元共有容器、塔、換熱器類裝置73臺,機幫浦、壓縮機裝置52臺、其他裝置13臺,尿素包裝單元共有各類動裝置52臺。設計單位為中石化寧波工程****,主要施工單位是中化建十六公司。

主要單元代號:

1700:尿素裝置

1710:尿素合成

1720:尿素造粒

1730:尿素包裝

2.工藝概述

尿素裝置主要有以下幾個部分組成:二氧化碳壓縮、高壓合成、中壓分解與**、低壓分解與**、真空濃縮、熔融尿素造粒、成品尿素儲運與包裝、工藝冷凝液處理,主要流程概述如下:

2.1高壓合成系統

從合成氨裝置送至尿素界區的液氨溫度為20℃,經氨過濾器(f-004a/b)後進入中壓氨**塔(c-005),並收集在氨儲槽(d-005)中。經過離心式液氨公升壓幫浦(p-005a/b)把液氨增壓到2.25mpa(g)。

一小部分液氨作為回流送至中壓吸收塔(c-001),剩餘部分被送入高壓合成迴路。

液氨經離心式高壓氨幫浦(p-001a/b)增壓至22.9mpa(g)後進入高壓合成迴路。進入尿素合成塔(r-001)之前進氨預熱器(e-007)預熱,預熱後的液氨可作為甲銨噴射器(ej-001)的驅動流體。

出甲銨噴射器(ej-001)的液氨和甲銨混合液進入尿素合成塔(r-001)底部,與co2壓縮機送來的co2發生反應。

由甲醇洗裝置送至尿素界區的co2氣體溫度約為30℃,壓力0.15mpa(a)進入co2壓縮機(k-001),出口壓力約為15.9 mpa(g)。

在co2壓縮機(k-001)入口加入防腐空氣(0.2%-0.25%),以鈍化高壓合成系統的裝置不鏽鋼表面,防止反應物料引起裝置的腐蝕。

出尿素合成塔(r-001)尿素合成反應液進入汽提塔(e-001)上部填料段,汽提塔(e-001)的操作壓力約為14.4 mpa(g)。汽提塔是乙個立式降膜式分解器,液體被均勻分布到加熱表面形成液膜,並借助重力流至底部。

實際上,汽提塔是乙個管殼式換熱器,加熱介質走殼程,在管端的上部封頭處有乙個特殊設計的板,以便均勻的分布尿素溶液。事實上,每個列管都有乙個插入式分布器(金屬管),以便將尿素溶液均勻地分布到管壁並形成液膜,金屬環孔的作用是限流,通過孔的尺寸和液位頭控制流量。由於液膜的流動,及其被加熱,產生甲銨分解並蒸發。

由於過量氨從溶液中沸騰逸出所起的自身氣提用,促使溶液中co2含量降低。含有nh3和co2的氣體從汽提塔頂部排出。甲銨分解熱由來自汽提塔蒸汽冷凝液的2.

17 mpa(g)和219℃的飽和蒸汽冷凝提供。

來自汽提塔頂的混合氣體和中壓吸收塔(c-001)底部**的溶液進入甲銨冷凝器(e-005),在此,除少量不凝氣體外,全部混合物均被冷凝並送入甲銨分離器(d-001),之後通過甲銨噴射器(ej-001)送到尿素合成塔(r-001)進行迴圈。

在甲銨冷凝器(e-005)中,高溫高壓氣體冷凝所釋放的熱量,用於產生0.44mpa(abs)的蒸汽。

甲銨分離器(d-001)頂部排出的不凝氣體含惰性氣(鈍化空氣加上從co2界區來的惰性氣體)和少量nh3、co2的未冷凝氣,之後進入中壓分解器聚液槽(d-042)底部。

2.2中低壓分解與**系統

由汽提塔(e-001)底部排出尿素溶液(含有氨、二氧化碳、水、尿素)經減壓到1.7mpa(g)後進入中壓分離器(d-002)上部填料段。經減壓閃蒸後氣相經p-103a/b送來甲銨液吸收進入真空預濃縮器殼側,熱量用於加熱濃縮尿素溶液;液相進入中壓分解器,在此甲銨被分解,尿素溶液被提濃至60~63%,再進入低壓分解系統。

來自真空預濃縮器(e-004)殼側的汽液混合物送到中壓冷凝器(e-006),在此co2幾乎全部吸收和冷凝,反應熱由來自氨冷凝器(e-009)的冷卻水帶走。從中壓冷凝器(e-006)來的氣液混合物進入中壓吸收塔(c-001)下部,沒有被冷凝的co2、nh3進入精餾段,精餾段有鮑爾環填料型塔板,在此,剩餘的co2完全被吸收,nh3被精餾。中壓吸收塔(c-001)上段為精洗段, 用液氨作為塔盤的回流液,以維持進入塔內物料的能量平衡,清除氨和惰性氣體中所含的co2和h2o。

回流氨是通過氨公升壓幫浦(p-005a/b)從液氨貯槽(v-005)中抽出送到中壓吸收塔(c-001)的。含有少量(20~100ppm)co2和惰性氣體的飽和氣氨,從中壓吸收塔(c-001)精餾段頂部排出,在氨冷凝器(e-009)中冷凝,氣液二相送到液氨貯槽(d-005)。含有飽和氨的不凝氣體離開液氨貯槽(d-005)進入中壓氨**塔(c-005),在此與來自界區的液氨逆流接觸,以**氣氨。

從中壓氨**塔(c-005)頂部排出的氣體進入降膜式中壓氨吸收器(e-011),在此與稀氨水逆流接觸,將氣相中的氨完全吸收。吸收所產生的熱量使液體溫度公升高,因而影響氨的進一步吸收。為維持液體溫度在乙個合理的水平,在中壓氨吸收器(e-011)的殼側用冷卻水帶走熱量,以保證氨吸收的順利進行。

中壓惰氣洗滌塔(c-003)與中壓氨吸收器(e-011)頂部相連,由三塊塔板組成。在此,惰性氣體用中壓沖洗水進行最後的洗滌,使氣體中的氨含量降至最低,吸收熱對溫度影響不大,洗滌後的惰性氣體集中送至排氣塔。 來自中壓氨吸收器(e-011)的nh3-h2o溶液通過氨溶液離心幫浦(p-007a/b)返回到中壓吸收塔(c-001)。

中壓吸收塔(c-001)底部送出的甲銨液通過高壓甲銨離心幫浦(p-002a/b)送至合成**工序。

離開頂部低壓分離器(d-003)的氣體首先與來自解吸塔(c-002)的氣體混合,然後送入高壓氨預熱器(e-007)殼程,一部分在此被冷凝,冷凝熱被管程的高壓液氨帶走,並預熱液氨(供給合成塔),熱量得到**利用。 離開氨預熱器(e-007)殼程的氣體進入低壓冷凝器(e-008),在此,剩餘的nh3和co2被完全冷凝,冷凝熱由管程的冷卻水帶走。 低壓冷凝器(e-008)排出的甲銨液進入碳銨溶液槽(d-006),碳銨液通過中壓碳銨液幫浦(p-003a/b)經真空預濃縮器(e-004)和中壓冷凝器(e-006)送到中壓吸收塔(c-001)底部。

也可以將少量的碳銨液送到精餾工序的解吸塔(c-002)作為回流液。 離開液氨貯槽(d-006)的氣體進入低壓惰性氣體洗滌塔(c-004)下部。

2.3尿素真空濃縮系統

為了滿足小顆粒尿素造粒的要求,需採用二級真空濃縮將尿素溶液濃縮到99.75%wt。離開低壓分解器底部濃度約70%wt的尿素溶液,首先送到真空預濃縮器(e-04)的管程,然後通過尿素溶液幫浦(p-006a/b)送至第一真空濃縮器(e-014),e-004和e-014的操作壓力均控制在0.

03mpa(abs)。 離開低壓分解器底部的尿素溶液,減壓至0.03 mpa(abs),進入真空預濃縮器(e-04)的上部。

真空預濃縮段主要由三部分組成: 上部:真空預濃縮塔分離器(d-004)在溶液進入管束之前,釋放出的閃蒸氣體在此進行氣液分離。

氣體排放至第一級真空系統(pk-005)。 中部:降膜式真空預濃縮器(e-004):

殘留量很低的甲銨在此進行分解,並蒸發水分,所需熱量由來自中壓分解器的氣體在殼程冷凝提供。 下部:真空預濃縮塔罐(d-044):

濃度為84~87%wt的尿素溶液收集在此。 離開真空預濃縮塔罐(d-044)的尿素溶液,通過尿素溶液幫浦(p-006a/b)送至第一級真空濃縮器(e-014)底部,該裝置的操作壓力與真空預濃縮器(e-004)管程相同,即0.03 mpa(a)。

0.44 mpa(abs)的飽和蒸汽進入真空濃縮器(e-014)的殼程,以提供管程尿素溶液濃縮所需的熱量。 離開真空預濃縮器(e-014)的工藝氣液混合物進入第一級真空分離器(v-14)進行氣液分離,氣體排到一段真空系統(pk-005),濃度約95%wt的熔融尿素經重力流入第二級真空濃縮器(e-015)底部,操作壓力為0.

003mpa(abs)。 0.44 mpa(abs)的飽和蒸汽進入真空濃縮器(e-015)的殼程,以提供管程尿素溶液濃縮所需的熱量。

離開真空濃縮器(e-015)的工藝氣液混合物進入第二級真空分離器(v-15)進行氣液分離,氣體排到二段真空系統(pk-006),濃度約99.75%wt的熔融尿素經p-008a/b幫浦入造粒塔。

2.4尿素造粒

從第二真空分離器罐(d-045)下來的熔融尿素,經p-008a/b離心幫浦進入造粒噴頭l-001/a/b。 從造粒噴頭噴出的球狀尿素顆粒眼自然通風的造粒塔落下,遇上公升的對流空氣冷卻固化。

固化後的尿素顆粒經旋轉的錐形雙臂刮料板收集到造粒塔底部中心,再經錐形料斗落在輸送帶上.

3.尿素裝置原輔料及公用工程消耗表

表1 主要原料及公用工程消耗

表2 尿素裝置設計能耗

4.原料**

尿素裝置主要原料為液氨和二氧化碳,液氨純度為99.896%,二氧化碳純度為99.480%,液氨來自億鼎公司合成氨裝置,二氧化碳來自億鼎公司淨化裝置,運輸方式均採取管道輸送,尿素裝置無燃料**。

年**量及**方式見表1

表1 主要原料**(單位:萬噸)

5.產品流向

億鼎公司尿素產品主要滿足內蒙古自治區及周邊地區市場需求,將來可能部分或全部做成複合肥(生物碳基複合肥)或其他複合肥產品的形式對外銷售。

表2 主要產品流向(單位:萬噸)

二、尿素裝置試車進度安排

1. 試車目標

全面檢查裝置在投料執行期間設計、裝置、管道、閥門的完好性,自控儀表的投用情況、自動分析的投用情況、順控程式和聯鎖、控制迴路等的可靠性;檢驗sis、dcs等運**況;檢驗執行負荷是否能達到設計要求、效能引數是否達到設計值、執行經濟消耗是否達到設計指標;全面檢查公用工程的**情況,包括:水、電、氣、汽、柴油、液化氣、化學品等;全面檢查裝置在投料試車的情況下存在的問題和缺陷,並消除存在的問題和缺陷,為今後裝置的長週期穩定地執行打下良好的基礎;通過煤和化工原料的投入,順利地打通工藝流程,產出合格粗煤氣這一目標產品;同時實現如下目標:人身**安全事故為零;裝置事故為零;環保指標達標;試車的時間不超計劃;各種物料消耗符合規定。

2. 試車進度安排原則

尿素裝置試車進度是根據億鼎公司整體生產準備進度節點而編制的,考慮到單機試車要早、聯動試車要全、投料試車要穩的基本原則,盡早安排單機試車(4月份,三查四定後)。目前尿素裝置施工進度較快,除高壓系統管道、氨幫浦出口管線未進行安裝外,其他管道基本安裝完畢,鑑於此,尿素裝置應盡快進行三查四定工作,從而盡快確定設計漏項、工程質量及隱患,從而盡快整改消缺,按照計畫,初步定於3月15日進行三查四定工作,三查四定結束後,公用工程條件具備、供電正常,安排裝置管道的吹掃、清洗、油洗、試密等工作,該工作結束後進行裝置單體試車,吹掃、清洗、油洗、試密、裝置單試由epc負責實施,尿素裝置人員全程參與,不督促其加快進度,保證試車質量。按照合同規定,裝置吹掃、清洗合格,裝置單試合格,dcs和itcc除錯合格,三查四定漏缺項消除完畢,裝置可以中交,根億鼎公司整體進度安排,尿素裝置將於6月17日中交,中交之前,二氧化碳壓縮機、氨幫浦由於缺少必要的工藝介質,無法進行單體試車,需到9月16日,淨化裝置低溫甲醇洗單元產出合格二氧化碳再進行試車,氨幫浦將於10月1日合成氨裝置產出合格的液氨後再進行單體試車,這兩台裝置退後單試符合合同中交的先關規定。

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