1 国内甲醇、合成氨技术状况
目前,国内甲醇装置系统压力一般在4.0~31.4 MPa之间,单醇系统压力以4.0~8.0 MPa居多,中压联醇压力大致在10.0~16.0 MPa,而高压联醇压力则在25.0~31.4 MPa之间。我国氨合成系统压力大体可以分为15.0 MPa和31.4 MPa两个压力等级。15.0 MPa压力的氨合成在我国大型氮肥厂使用,31.4 MPa压力的氨合成在我国中、小氮肥厂使用。中、小氮肥企业为了降低醇、氨生产综合电耗,醇氨系统压力有向低压化发展的趋势。
氮氢压缩机是醇氨生产最主要的耗电设备。对离心式压缩机而言,最终压力越高,离心式压缩机的设计越困难。这是因为一方面在压力很高的情况下,气体的密封难以解决,另一方面对于密度很小的氢氮气,压力越高则压缩态的质量流量越小,离心力作用的透平压缩机的设计就越困难。因此,选用离心式压缩机的合成氨厂合成氨系统压力一般在15.0 MPa左右,适合大型氨厂选用;对中、小型合成氨厂来说,一般选用往复式压缩机,因为往复式压缩机高压段不存在上述问题。随着合成氨、甲醇装置的大型化,系统压力的低压化,技术的不断进步,从节能的角度考虑,压缩机的选型上将会由往复式趋向离心透平式。
近年来,在低压甲醇合成和CO+CO2净化工艺技术上,湖南安淳公司开发了JJD型低压恒温水管式甲醇合成技术和醇烃化净化工艺;南京国昌化工科技股份有限公司开发了GC型径向低压甲醇合成技术和非等压醇烷化净化工艺,这两种技术均被中小醇氨生产厂家广泛采用。在降低氨合成压力方面,加大合成塔、降低空速、提高氨净值是采取的主要措施之一,因此,φ1800 mm、φ2000 mm、φ2200 mm、φ2400 mm大型氨合成塔相继问世,双合成塔串联技术崭露头角。所以在新上规模较大的醇氨系统时,系统的压力的选择、CO和CO2的净化工艺的确定以及压缩机的选型被作为一个重要环节来考虑。
2 生产现状与新装置产能目标
山东联盟化工股份有限公司于2005年开工建设了一套“18·30”装置,2006年10月份投产。本装置采用了南京国昌公司的非等压醇烷化工艺,12 MPa φ1600 mm中压联醇系统、31.4 MPa φ1400 mm高压醇化系统、31.4 MPaφ1200 mm高压烷化系统、31.4 MPa φ2000 mm NC型氨合成系统各一套。2007年该装置共生产合成氨215 kt,生产甲醇74 kt,生产尿素372 kt,吨氨原料煤(实物)消耗1155 kg,吨氨综合电耗1156 kW·h。总体上看,无论是整个生产系统的稳定性,还是装置的产量和消耗都优于联盟化工老厂生产系统的指标。2007~2008年,我们在一期装置旁边启动了第二期醇氨工程,所确定的新系统甲醇、合成氨产量分别为550 t/d(粗甲醇)和640 t/d,吨氨综合电耗较一期工程要有所下降,吨氨实物原料煤耗与一期工程持平。氨醇产量和消耗总体目标确定以后,我们在认真总结第一期“18·30”工程的基础上,学习吸收了同行业兄弟单位的先进经验,征求了知名专家的意见,提出了新醇氨装置的工艺技术方案。
3 工艺技术方案的对比与选择
3.1 甲醇工艺方案的选择
根据合成氨产量640 t/a、甲醇产量55....