工业合成氨工艺技术手册.pptx

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1、会计学1工业合成氨工艺技术手册工业合成氨工艺技术手册技术概况技术概况 中海石油天野化工是年产30万吨合成氨，52万吨尿素联产20万吨甲醇的大型化工企业，原设计合成氨装置空分采用林德精馏工艺，气化采用Shell渣油部分氧化法，原料气净化采用LVRGI两步法低温甲醇洗和液氮洗工艺，合成采用凯洛格卧式合成塔，全部工艺设计由日本东洋公司承担完成，1996年11月投产，投产后经九年多的摸索总结，工艺操作逐渐成熟，但随着国际油价的不断上涨，油头合成氨的成本越来越高，已失去市场竞争力，国内油头合成氨装置纷纷改成了煤头或气头。2005年3月天野化工对合成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，并于2005年

2、10月改造完毕，和原工艺比较，主要将气化炉烧嘴由五环四通道改成四环三通道，冷却方式由夹套式改成盘管式，净化低温甲醇洗部分增加了真空系统，投产至今运行平稳，改造比较成功。第1页/共68页变换脱碳液氮洗氨库氨冷冻氨合成空气分离气化脱硫尿素装置CH4蒸汽 N2P 6.5T 38P 5.0T 35P 0.75T 40CO循循环环P 5.6T 45P 5.35T 31P 5.05T 42P 4.85T -60P 4.51T 30P 0.16T 70P 0.4T 40P 0.17T 10P 0.50T 37废水气提P 2.26T 37P 0.14T 35P 2.26T 5P 4.55T -58P 4.52

3、T 31P 7.0T 380P 6.5T 190工艺工艺气气工艺工艺气气工艺工艺气气工艺工艺气气合成合成气气合成合成气气热热NH3冷冷NH3工艺工艺气气CO2放空放空尾气尾气工艺工艺气气 N2 O2去去高高锅锅甲甲醇醇去高锅甲醇去高锅甲醇过热炉过热炉空空气气合成氨装置总述合成氨装置总述合成氨装置总述合成氨装置总述第2页/共68页空分装置第3页/共68页空分装置空分装置空分简介空分简介一、岗位任务岗位任务二、工艺原理二、工艺原理流程简介流程简介（空气的预冷与净化、精馏、膨胀制冷、氮压机及氮气用户、仪表空气获得）（空气的预冷与净化、精馏、膨胀制冷、氮压机及氮气用户、仪表空气获得）事故处理事故处理（

4、膨胀透平的跳车（膨胀透平的跳车 ,液氧泵的跳车液氧泵的跳车 ,防主冷中总烃超标）防主冷中总烃超标）第4页/共68页空分简介空分简介一、岗位任务一、岗位任务1 1、生产、生产6.6MPa6.6MPa的高压氧气供天燃气气化的高压氧气供天燃气气化2 2、生产、生产0.65MPa0.65MPa低压氮气，供分子筛再生后去低压氮气，供分子筛再生后去CO2CO2汽提塔作气汽提塔作气提气，另外还供装置的置换、密封、触媒保护等。提气，另外还供装置的置换、密封、触媒保护等。3 3、生产、生产3.4MPa3.4MPa氮气经减压到氮气经减压到2.1MPa2.1MPa去尿素车间。去尿素车间。4 4、生产、生产5.2MP

5、a5.2MPa的高压氮气送氮洗工号，供氮洗配氮及的高压氮气送氮洗工号，供氮洗配氮及GB102GB102，还供变换、合成工号的开车用氮。还供变换、合成工号的开车用氮。5 5、取出装置的液氮到液氮储罐，供事故用氮，另外一部分液、取出装置的液氮到液氮储罐，供事故用氮，另外一部分液氮到液氮洗工号不冷用。氮到液氮洗工号不冷用。6 6、生产、生产0.7MPa0.7MPa仪表空气、工厂空气，供全厂使用仪表空气、工厂空气，供全厂使用第5页/共68页空分简介空分简介二、工艺原理二、工艺原理1 1、空气的组成、空气的组成 空气主要有氧、氮组成，在气态下，均匀混合在一起，空气主要有氧、氮组成，在气态下，均匀混合在一

6、起，还含有微量的氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区还含有微量的氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条件的不同空气中含有少量条件的不同空气中含有少量CO2CO2、水蒸气以及乙炔等碳氢化、水蒸气以及乙炔等碳氢化合物。合物。2 2、分离的原理、分离的原理 以空气为原料，先将空气液化，然后利用各组分沸点的以空气为原料，先将空气液化，然后利用各组分沸点的不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温度度-140.7-140.7以下才能实现。在标准状态下氧气的沸点以下才能实现。在标准状态下氧气的沸点-183-183，氮气的沸点，氮气的沸点-193

7、-193，相差进，相差进1313故采用精馏方法将氧、氮故采用精馏方法将氧、氮分离成纯组分。分离成纯组分。第6页/共68页空分简介空分简介3 3、低温的获得、低温的获得（1 1）回收氧、氮产品冷量）回收氧、氮产品冷量 空分后，产品氧和氮在低温下（空分后，产品氧和氮在低温下（-180-190-180-190）排出的，）排出的，它们带有大量的冷量，因此被加的空气就是通过换热器回它们带有大量的冷量，因此被加的空气就是通过换热器回收这些冷量来获得低温。收这些冷量来获得低温。（2 2）减少辐射的损失）减少辐射的损失 空分装置的操作温度与环境温度之间有相当大的差异，因空分装置的操作温度与环境温度之间有相当大

8、的差异，因此设备必须布置在尽可能小的空间内，以减少换热面积，此设备必须布置在尽可能小的空间内，以减少换热面积，还要对设备进行保温（用珠光砂）以减少传热系数。还要对设备进行保温（用珠光砂）以减少传热系数。第7页/共68页空分简介空分简介（3 3）制取冷量）制取冷量由于换热器和保温材料的效果都是非理想的，即换热器存在热由于换热器和保温材料的效果都是非理想的，即换热器存在热端温差，设备保温后仍存在辐射损失，固在生产过程中必端温差，设备保温后仍存在辐射损失，固在生产过程中必须补充冷量来弥补这些损失，另外装置在热开车时，也必须补充冷量来弥补这些损失，另外装置在热开车时，也必须得到大量冷量，采用普通相变制

9、冷不能使空气达到液化须得到大量冷量，采用普通相变制冷不能使空气达到液化温度，必须采用深度制冷方法。温度，必须采用深度制冷方法。全低压空分装置获得低温方法有两种：即不对外做功的节流膨全低压空分装置获得低温方法有两种：即不对外做功的节流膨胀（等焓过程）即对外做功的绝热膨胀（等熵过程），前胀（等焓过程）即对外做功的绝热膨胀（等熵过程），前者是通过节流阀实现的，后者是通过膨胀机中实现的。者是通过节流阀实现的，后者是通过膨胀机中实现的。4 4、空气精馏、空气精馏由于空气中的氧、氮沸点的不同，用精馏方法将其分离，分离由于空气中的氧、氮沸点的不同，用精馏方法将其分离，分离出氧、氮是空分的主要产品。出氧、氮是

10、空分的主要产品。第8页/共68页空气的预冷与净化空气的预冷与净化T 5.0T 5.0P 1.0P 1.0F 74.4F 74.4深冷水深冷水P2467P2467E2422E2422P2466P2466循环水循环水T 30T 30P 1.0P 1.0F243.3F243.3洗涤水洗涤水T 100T 100P 693P 693F 130KF 130K空气空气T 40T 40P 0.4P 0.4F 318F 318回水回水循环水循环水T 8T 8P 650P 650F 130KF 130K空气空气T 12T 12P 580P 580F 130KF 130K深冷水深冷水E3117E3117E3119E

11、3119E2416E2416A2626AA2626AA2626AA2626A第9页/共68页冷热交换冷热交换T 3.3T 3.3P 45P 45F 40KF 40K污氮污氮T 3.3T 3.3P 45P 45F 23KF 23K污氮污氮GB004GB004T3211T3211E3616E3616氮气氮气T 8.8T 8.8氮气氮气T-185T-185氮气氮气T-171.3T-171.3空气空气T-167T-167空气空气T 12 T 12 空气空气A2626ABA2626ABE3117E3117A-DA-DE3119E3119A-DA-DT3211T3211T3211T3211T3316T33

12、16T-171.4T-171.4污氮污氮A2626ABA2626ABE2417E2417第10页/共68页精馏精馏T-171.4T-171.4P 45P 45F 65KF 65K污氮污氮T-180 T-180 污氮污氮T -188T -188P 560P 560F 110KF 110K氮气氮气T-192.3 T-192.3 液氮液氮T-193 T-193 液氮液氮T-176T-176液空液空T-170.3T-170.3污液氮污液氮T-183T-183P 50P 50F 21KF 21K液氧液氧T-167T-167空气空气T-171.3T-171.3空气空气E3119E3119E3117E311

13、7E3616E3616E3616E3616E3117E3117T-156.3T-156.3F 40.2KF 40.2K 氮气氮气500#500#液氮洗液氮洗液氮液氮储罐储罐P3568ABP3568ABE3316E3316E3216E3216T3211T3211T3212T3212第11页/共68页膨胀制冷膨胀制冷天然气天然气气化气化放空放空T-114.7T-114.7P 4720P 4720F 33.2KF 33.2K氮气氮气T 40T 40高压氮高压氮T-183T-183液氧液氧T-156.3T-156.3高压氮高压氮T 38T 38气氧气氧T-175T-175氮气氮气GB004GB004G

14、B004GB004GB004GB004T3211T3211T3212T3212P3568P3568ABABT 40T 40P 4720P 4720F 33.2KF 33.2KT 40T 40P 3300P 3300氮气氮气C3461C3461X3471X3471E3421E3421E3616 E3616 A-DA-DT 38T 38P 650P 650低压氮低压氮E3119E3119第12页/共68页氮压机及氮气用户氮压机及氮气用户E3616E3616E3119E3119GB004GB004GB004GB004尿素尿素膨胀透平膨胀透平空分空分氮洗氮洗放空放空FA109FA109FA117FA1

15、17放空放空低压氮用户低压氮用户脱碳脱碳氮洗氮洗F 1.3KF 1.3KF 33.2KF 33.2KF 27.75KF 27.75KF 40.2KF 40.2K第13页/共68页工厂空气、仪表空气工厂空气、仪表空气C0101ABC0101ABC451C451I-GB101I-GB101V451V451D0101ABD0101ABD451ABD451ABV452V452大气大气大气大气GB001GB001工厂空气工厂空气仪表空气仪表空气中压氮气中压氮气高压氮气高压氮气第14页/共68页事故处理及注意事项事故处理及注意事项膨胀透平跳车防液氧泵及氮压机跳车膨胀透平跳车防液氧泵及氮压机跳车 膨胀透平是

16、空分冷量来源的重要途径，是空分重要设备之膨胀透平是空分冷量来源的重要途径，是空分重要设备之一，因此膨胀透平的跳车处理由为重要，并且在日常操作中一，因此膨胀透平的跳车处理由为重要，并且在日常操作中必须做到精细化巡检和精细化操作。必须做到精细化巡检和精细化操作。处理原因：处理原因：由于膨胀透平跳车后，由于膨胀透平跳车后，E3616E3616少了一股热气流，少了一股热气流，不及时调整会使氧气温度不及时调整会使氧气温度TA3925TA3925低于低于-10-10，引起，引起P3568ABP3568AB跳车。同时大量氮气退回氮压机，不及时放空就会导致氮压跳车。同时大量氮气退回氮压机，不及时放空就会导致氮

17、压机跳车。机跳车。防范措施：防范措施：当遇到膨胀透平跳车时，当遇到膨胀透平跳车时，1 1、开氮压机、开氮压机FA053FA053放放空保证空保证P057P057在在5.0-5.2MPa5.0-5.2MPa；2 2、两分钟内关、两分钟内关HC3930HC3930至小于至小于10%10%，减少进，减少进E3616E3616冷量，保证氧气温度不低于冷量，保证氧气温度不低于-10-10，同时全开，同时全开TC3966TC3966保证氮压机入口压力。保证氮压机入口压力。3 3、密切关注、密切关注T3925T3925-10-10，及，及各换热器热端温差。各换热器热端温差。第15页/共68页事故处理及注意事

18、项事故处理及注意事项单台液氧泵跳车如何防止氮压机跳车单台液氧泵跳车如何防止氮压机跳车 液氧泵的作用是给气化提供高压液氧，经换热成高压气氧，液氧泵的作用是给气化提供高压液氧，经换热成高压气氧，液氧泵的运行情况关系着气化负荷以及长周期运行的关键。液氧泵的运行情况关系着气化负荷以及长周期运行的关键。处理原因：处理原因：一台液氧泵跳车时，如果一台液氧泵跳车时，如果FC3925FC3925与与HC3637HC3637和和HC3547HC3547不投串级，另一台就不会自动加负荷，气化炉就会因不投串级，另一台就不会自动加负荷，气化炉就会因氧流量低跳车。氧流量低跳车。防范措施：防范措施：1 1、FC53925

19、FC53925与与HC3637HC3637和和HC3547HC3547串级不能摘串级不能摘.2 2、FC53925PIDFC53925PID参数不能随意改动。参数不能随意改动。(P=40(P=40、I=110I=110、D=0)D=0)3 3、一台液氧泵跳车后确认另一台自动加负荷。、一台液氧泵跳车后确认另一台自动加负荷。第16页/共68页事故处理及注意事项事故处理及注意事项防主冷防主冷 液空中总烃、乙炔含量超标液空中总烃、乙炔含量超标 在上塔主冷中氧气含量在在上塔主冷中氧气含量在98%98%，下塔液空中氧气含量在，下塔液空中氧气含量在39%39%。正常生产中微量乙炔、甲烷就混合在主冷。正常生产

20、中微量乙炔、甲烷就混合在主冷 液空中，根液空中，根据负荷及液位的高低不同乙炔、甲烷的含量也会发生变化。据负荷及液位的高低不同乙炔、甲烷的含量也会发生变化。处理原因：处理原因：主冷器中乙炔、总烃超标，易发生爆炸。主冷器中乙炔、总烃超标，易发生爆炸。防范措施：防范措施：1 1、主冷液位大于、主冷液位大于90%90%。2 2、每天中化分析一次主冷、每天中化分析一次主冷 液空中液空中的甲烷及乙炔含量。的甲烷及乙炔含量。3 3、正常情况下，主冷及液空中乙炔含量、正常情况下，主冷及液空中乙炔含量应小于应小于0.01PPm0.01PPm，若大于，若大于0.01PPm0.01PPm而小于而小于0.1PPm0.

21、1PPm时，应加大制时，应加大制冷量，适当排放部分液氧，如果超过冷量，适当排放部分液氧，如果超过0.1PPM0.1PPM要立即停车排液。要立即停车排液。4 4、总烃含量应控制在、总烃含量应控制在100PPm100PPm以下，高于以下，高于100PPm100PPm应加大制冷应加大制冷量适当排液，若大于量适当排液，若大于250PPm250PPm时要停车排液。时要停车排液。第17页/共68页气化装置第18页/共68页气化装置任务及原理气化装置任务及原理一、气化任务一、气化任务 本岗位是以天然气为原料与氧气、蒸汽通过共本岗位是以天然气为原料与氧气、蒸汽通过共环式烧嘴雾化后在气化炉内约环式烧嘴雾化后在气

22、化炉内约13501350、6.0MPa6.0MPa高高温、高压下进行部分氧化反应制取以温、高压下进行部分氧化反应制取以CO+H2=95.5%CO+H2=95.5%为主要成分的工艺气给合成氨提供为主要成分的工艺气给合成氨提供原料气，并同时进行热量回收，付产原料气，并同时进行热量回收，付产10MPa10MPa、315315饱和蒸汽饱和蒸汽和进行原料气降温和洗涤，以脱除和进行原料气降温和洗涤，以脱除原料气中所含碳黑和部分原料气中所含碳黑和部分有害气体有害气体。第19页/共68页气化装置任务及原理气化装置任务及原理二、反应原理与工艺原理二、反应原理与工艺原理1 1、反应原理、反应原理 将天然气、氧气、

23、蒸汽通过共环式烧嘴雾化后，在气化将天然气、氧气、蒸汽通过共环式烧嘴雾化后，在气化炉内炉内1200120013501350高温下部分氧化反应制取高温下部分氧化反应制取COCO、H2H2，甲，甲烷部分氧化反应为：烷部分氧化反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O +Q(1)CH4+2O2=CO2+2H2O +Q(1)CH4+H2O=2CO+3H2 Q(2)CH4+H2O=2CO+3H2 Q(2)CH4+CO2=2CO+2H2 Q(3)CH4+CO2=2CO+2H2 Q(3)反应（反应（1 1）为燃烧反应，其反应的时间尺度毫秒级，在数十）为燃烧反应，其反应的时间尺度毫秒级，在数十毫秒内即可以完成。反

24、应（毫秒内即可以完成。反应（2 2）快于（）快于（3 3）但只要温度维持）但只要温度维持在在1200-1350 1200-1350 左右，它们在左右，它们在1-21-2秒内即可完成。总之，在秒内即可完成。总之，在气化反应条件下，反应速度是很快的，而过程的控制步骤气化反应条件下，反应速度是很快的，而过程的控制步骤是混合过程。是混合过程。第20页/共68页气化装置任务及原理气化装置任务及原理2 2、工艺原理、工艺原理1 1）、烧嘴功能）、烧嘴功能（1 1）促进天然气与氧气混合。（）促进天然气与氧气混合。（2 2）与炉体匹配形成适宜流畅，）与炉体匹配形成适宜流畅，进行形成适宜的温度分布，达到保护烧嘴

25、和炉顶耐火砖的进行形成适宜的温度分布，达到保护烧嘴和炉顶耐火砖的双重目的。双重目的。2 2）、气化炉操作弹性）、气化炉操作弹性 烧嘴最低操作负荷为烧嘴最低操作负荷为70%70%，最高操作负荷为，最高操作负荷为110%110%，固气，固气化炉负荷范围为化炉负荷范围为70%110%70%110%。但低负荷下不宜长时间操作，。但低负荷下不宜长时间操作，否则会因烧嘴喷口速度太低而影响烧嘴寿命。在工艺条件否则会因烧嘴喷口速度太低而影响烧嘴寿命。在工艺条件许可的情况下负荷可以大于许可的情况下负荷可以大于110%110%但最高不能超过但最高不能超过120%120%。第21页/共68页气化装置任务及原理气化装

26、置任务及原理3 3）、气化操作条件）、气化操作条件（1 1）温度）温度 气化炉出口温度设计值为气化炉出口温度设计值为12501250，出于对于废锅安全的考，出于对于废锅安全的考虑气化炉出口温度不应高于虑气化炉出口温度不应高于13501350，出于后续工段对气化炉，出于后续工段对气化炉出口出口CH4CH4含量的要求，气化炉出口温度最低不低于含量的要求，气化炉出口温度最低不低于950950。气。气化炉出口温度主要受的影响，设计氧化炉出口温度主要受的影响，设计氧 天然气比为天然气比为0.65880.6588，氧，氧 天然气比每升高天然气比每升高0.010.01，气化炉出口温度升高，气化炉出口温度升高

27、20-3020-30。（2 2）压力）压力 气化炉的操作压力主要取决于后续工序的要求，设计压力气化炉的操作压力主要取决于后续工序的要求，设计压力为为6.1MPa6.1MPa。第22页/共68页气化装置任务及原理气化装置任务及原理（3 3）汽）汽/气比气比 蒸汽主要起保护烧嘴的作用，汽蒸汽主要起保护烧嘴的作用，汽/气比为气比为0.06Kg/Nm3.0.06Kg/Nm3.在在保持气化炉操作温度不变的前提下，增加汽气比有利于气保持气化炉操作温度不变的前提下，增加汽气比有利于气化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角度讲汽气比不宜太高。度讲汽

28、气比不宜太高。（4 4）氧）氧/气比气比 设计氧设计氧/天燃气比为天燃气比为0.65880.6588，氧，氧/天燃气比每升高天燃气比每升高0.010.01，气化炉出口温度升高气化炉出口温度升高20-3020-30。氧。氧/天燃气的选择应有一个天燃气的选择应有一个最佳值，对容积大，平均停留时间长的气化炉，相应可以最佳值，对容积大，平均停留时间长的气化炉，相应可以在较低的温度下操作随，天燃气组成不同，氧在较低的温度下操作随，天燃气组成不同，氧/天燃气比天燃气比在在0.660.680.660.68之间为宜。之间为宜。第23页/共68页气化装置任务及原理气化装置任务及原理三、安全保护系统三、安全保护系

29、统 为确保气化炉在开车、停车和正常操作过程的安全可靠。为确保气化炉在开车、停车和正常操作过程的安全可靠。每台气化炉都有一套联锁安全保护系统。这套系统是由可每台气化炉都有一套联锁安全保护系统。这套系统是由可编逻辑控制器（编逻辑控制器（PLCPLC）组成，监控编入系统的阀位、压力、）组成，监控编入系统的阀位、压力、流量、液位等等参数。从而确保气化炉安全，可靠的运行流量、液位等等参数。从而确保气化炉安全，可靠的运行和开停车。根据气化炉处于不同阶段，状态下进行不同等和开停车。根据气化炉处于不同阶段，状态下进行不同等级的安全保护，分为四部分：级的安全保护，分为四部分：1 1、手动模式；、手动模式；2 2

30、、自动开车模式；、自动开车模式；3 3、操作模式；、操作模式；4 4、停车模式。、停车模式。第24页/共68页三物料流程三物料流程F2.0tT380P7.0MPaDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABF11075nm3T38.5P6.51MPaT230T244F16858nm3T195P6.60MPaP7.0MPaP7.0MPaP7.0MPaP7.0MPaT250天天燃燃气气压压缩缩机机空空分分装装置置蒸蒸汽汽管管网网放空放空放空放空放空放空放空EB102ABEB102ABE02201ABE02201AB第25页/共68页气化炉与废锅气化炉与废锅蒸

31、汽蒸汽氧气氧气天燃气天燃气GA104ABGA104ABT02201T02201DC101ABDC101ABEC101ABEC101AB废锅排放废锅排放E02202ABE02202AB锅炉水锅炉水氮气氮气放空放空过热炉过热炉EA101ABEA101AB喉管喉管火管火管拱顶拱顶拱顶温度分布图拱顶温度分布图共共5252个点个点炉膛内炉膛内共有共有 8 8 个个温度点温度点T 135T 135P13.4P13.4F34.5F34.5锅炉水锅炉水T 195T 195P 10.5P 10.5T 314T 314P10.5P10.5F33.4F33.4饱和蒸汽饱和蒸汽氮气供氮气供置置 换换吹吹 扫扫气气 密

32、密T 350T 350P 5.7P 5.7T 200T 200P 5.64P 5.6413501350第26页/共68页原料气降温洗涤原料气降温洗涤EA101ABEA101ABE02202ABE02202ABS02201ABS02201ABFA101ABFA101ABFA102ABFA102AB锅炉水锅炉水锅炉水锅炉水T 142T 142P 5.58P 5.58T 350T 350P 5.7P 5.7T 125T 125P 5.55P 5.55GA103ABGA103ABFA105ABFA105ABT 59T 59P6.2P6.2F16.5F16.5饱和蒸汽饱和蒸汽放空放空EA102EA102

33、工艺水工艺水工艺水工艺水第27页/共68页DA101塔塔净化工序净化工序放空放空T 125T 125P 5.55P 5.55FA102ABFA102ABT 50 T 50 P 5.90P 5.90F89523nm3T45P5.52MPaEA104EA104EA103EA103T42T45T59FA101ABFA101ABT 103T 103P 5.53P 5.53循环水循环水循环水循环水洗涤水洗涤水污水处理污水处理脱盐水脱盐水工艺水工艺水GA103ABGA103ABEA102EA102DA101DA101第28页/共68页水水 系系 统统GA106ABGA106ABEA112EA112EA11

34、0EA110FA102ABFA102AB循环水循环水循环水循环水污水处理污水处理FA105ABFA105AB放空去火炬放空去火炬T 109T 109P 0.80P 0.80T 45T 45P 0.4P 0.4循环水循环水EA109EA109GA112ABGA112AB污水处理污水处理废气去火炬废气去火炬0.4MPa0.4MPa蒸汽蒸汽污水污水处理处理T 120T 120P 50KPaP 50KPa第29页/共68页烧烧 嘴嘴 结结 构构氧气氧气天然气天然气蒸气蒸气第30页/共68页烧烧 嘴嘴 结结 构构氧气氧气天然气天然气蒸气蒸气烧冷水烧冷水上上烧冷水烧冷水回回第31页/共68页事故预案事故预

35、案一、防止一、防止DC101A/BDC101A/B停车后进氧或进天然气。停车后进氧或进天然气。现象现象1 1、进天然气后炉温下降（不进氧）。、进天然气后炉温下降（不进氧）。2 2、进氧（不进天然、进氧（不进天然 气）炉温上升。如系统气）炉温上升。如系统 封封闭闭PIC103A/BPIC103A/B压力上升。压力上升。防范措施防范措施:停车后关闭停车后关闭XV02201A/BXV02201A/B后截止阀后截止阀,15,15分钟后分钟后确认确认FCV02201A/BFCV02201A/B关。关闭关。关闭100100二楼氧入工段大二楼氧入工段大阀及旁路阀；确认阀及旁路阀；确认UV104A/BUV10

36、4A/B（关），（关），UV107A/BUV107A/B（开），（开），MOV105A/BMOV105A/B（关），（关），MOV108A/BMOV108A/B（开）开（开）开位。如出现停车后氧阀均未切换则中控停液氧泵。位。如出现停车后氧阀均未切换则中控停液氧泵。第32页/共68页事故预案事故预案二、防止气化炉超温爆炸二、防止气化炉超温爆炸 现象：现象：中控气化炉壁温、炉膛温度声光报警，温度升高，中控气化炉壁温、炉膛温度声光报警，温度升高，现场测炉壁温温度上升，超过现场测炉壁温温度上升，超过300300。防范措施：防范措施：1 1、每半小时中控记录一次气化炉拱顶温度和喉、每半小时中控记录一次气

37、化炉拱顶温度和喉管温度。管温度。2 2、温度点报警时必须确认真假。、温度点报警时必须确认真假。3 3、炉膛大于、炉膛大于14001400，壁温大于，壁温大于350350或每小时或每小时上涨速率达上涨速率达 60 60，作停车处理。，作停车处理。第33页/共68页事故预案事故预案三、防气化炉烧嘴盘管泄漏，炉内高温气体外漏三、防气化炉烧嘴盘管泄漏，炉内高温气体外漏 现象：现象：FA115A/B FA115A/B流量波动；流量波动；TIA02208A/BTIA02208A/B温度上升；烧嘴冷却温度上升；烧嘴冷却水罐顶取样分析则含有可燃气。水罐顶取样分析则含有可燃气。防范措施：防范措施：1 1、控制烧

38、嘴上水流量、控制烧嘴上水流量FA114A/BFA114A/B为为132T/h132T/h，PIAS02209PIAS022094.0MPaG4.0MPaG，且保持稳定。，且保持稳定。2 2、炉膛温度大于、炉膛温度大于900900，保证烧嘴通道有相应的冷却介质通，保证烧嘴通道有相应的冷却介质通过。过。3 3、控制烧嘴回水温度在、控制烧嘴回水温度在9595。4 4、停电时保证高位槽有水。、停电时保证高位槽有水。第34页/共68页净化装置第35页/共68页净化装置净化装置净化简介净化简介一、岗位任务岗位任务二、工艺原理二、工艺原理流程简介流程简介（低温甲醇洗，一氧化碳的变换，液氮洗。）（低温甲醇洗，

39、一氧化碳的变换，液氮洗。）事故处理事故处理（COCO2 2压缩机跳车防甲醇循环中断跑甲醇压缩机跳车防甲醇循环中断跑甲醇 ,400,400#COCO2 2超标超标导致导致500500#换热器堵塞换热器堵塞 。）。）第36页/共68页净化简介净化简介一、岗位任务一、岗位任务1、200#、400#岗位任务 通过低温甲醇洗将工艺气中的硫化物，二氧化碳脱除干净。通过低温甲醇洗将工艺气中的硫化物，二氧化碳脱除干净。给尿素装置输送合格的给尿素装置输送合格的COCO2 2产品。产品。2、300#岗位任务 利用利用COCO转化成转化成C0C02 2的反应，除掉对氨合成催化剂有毒的的反应，除掉对氨合成催化剂有毒的

40、COCO气体，使出变换工艺气中气体，使出变换工艺气中COCO含量降到含量降到3.23.2。利用转化反应进一步为合成氨制取氢气。利用转化反应进一步为合成氨制取氢气。3、500#岗位任务 用分子筛吸附器将用分子筛吸附器将400400#净化气中微量的净化气中微量的C0C02 2、CHCH3 3OHOH全部吸附掉。全部吸附掉。脱除净化气中的脱除净化气中的COCO2 2、ArAr、CHCH4 4,使出工号的合成气中使出工号的合成气中COCO1PPm1PPm、CHCH4 40.1PPm0.1PPm、ArAr20PPm20PPm。将高压氮配入工艺气中，使出工号的合成气将高压氮配入工艺气中，使出工号的合成气H

41、H2 2NN2 2达达3 3：1 1。向向300300#送出含送出含C0C0为为4545左右的富左右的富COCO气。气。向锅炉送出含向锅炉送出含COCO、CH4CH4尾气。尾气。向向400400#送出分子筛再生后送出分子筛再生后NN2 2作气提用作气提用 。第37页/共68页净化简介净化简介二、工艺原理二、工艺原理1 1、200200#、400400#的低温甲醇洗原理的低温甲醇洗原理 甲醇洗单元是利用甲醇在低温高压的情况下，有良好的物理吸收特性来吸收气体中的H2S与CO2。各种气体在甲醇中的溶解度差异较大，溶解度的大小依次为：H2SCO2CH4CON2H2，且H2S与CO2的溶解度远大于其它几

42、种气体的溶解度。在脱除H2S、CO2的过程中，溶液吸收的各种组分是通过逐步减压闪蒸以及附加的热再生、氮气气提来除去的。其中有效气体 CO、H2、CH4占较大比例，经重新压缩后返回原料气系统。热再生后分离的酸性气体送燃煤锅炉燃烧或送火炬燃烧或送甲醇车间脱硫后回收利用；气提气送甲醇车间回收利用或送燃煤锅炉燃烧；采用真空解析法使甲醇再生出的CO2量增加。第38页/共68页净化简介净化简介2 2、300300#变换工艺原理变换工艺原理一氧化碳变换反应是一个放热反应COH2OCO2+H2 H298=一45KJmol(1)(1)反应温度的影响反应温度的影响 根据化学平衡移动原理，对于放热反应，升高温度可使

43、平衡向左方移动，降低温度使平衡向右方移动。但降低反应温度必须与反应速度和催化剂性能一并考虑。对CO含量较高的原料气，开始反应时为了加快反应速度，一般在较高温度下进行，而在反应的后一阶段，为了反应比较完全，就必须使反应温度降低一些，工业上采用分段变换就是基于这一原因的。反应温度与催化剂的活性温度有很大关系，一般工业上用的变换催化剂在低于活性温度时，变换反应便不能正常进行，但高于某一温度时催化剂将会被损坏。因此，CO的变换反应必须在催化剂的适宜温度范围内选择最佳反应温度。第39页/共68页净化简介净化简介(2)汽气比 从从COCO变换反应平衡看，增加蒸汽用量，可以提高平衡变换率。增加变换反应平衡看

44、，增加蒸汽用量，可以提高平衡变换率。增加蒸气量有对平衡有利影响的一面，也有由于接触时间减少所引起不利蒸气量有对平衡有利影响的一面，也有由于接触时间减少所引起不利的另一面。适宜的汽气比取决于以下几个因素。的另一面。适宜的汽气比取决于以下几个因素。催化剂性能：在相同变换率的情况下，性能好的催化剂所需蒸汽量比性能差的催在相同变换率的情况下，性能好的催化剂所需蒸汽量比性能差的催化剂要少。化剂要少。系统的平衡状态：系统的平衡状态：在温度、压力和空速一定的条件下，当系统受平衡控制时，特别在在温度、压力和空速一定的条件下，当系统受平衡控制时，特别在较低温度下，加大汽气比不会提高变换率，甚至会因接触时间的减较

45、低温度下，加大汽气比不会提高变换率，甚至会因接触时间的减少而使出口少而使出口COCO含量增加。含量增加。系统的反应温度系统的反应温度 为了获得相同的出口平衡浓度，温度越高，所需汽气比越大。为了获得相同的出口平衡浓度，温度越高，所需汽气比越大。第40页/共68页净化简介净化简介析碳反应：一氧化碳在某种条件下会发生分解反应生成游离碳和C02。2COCCO2 生成的游离碳极易附着在催化剂表面，使催化剂活性降低；严重时将使催化剂不能使用。而且此负反应还消耗子一部分一氧化碳。析碳反应是放热反应和体积缩小的反应，所以在降低浓度和增加压力的条件下，使反应向生成碳的方向进行。金属铁和碳化铁的存在也会加速此反应

46、的进行；另一方面，析碳反应和变换催化剂的组成与反应日时气体中的水蒸汽含量有关。在较高的蒸汽比条件下，实际上不产生析碳反应，但在低蒸汽比及高温下则会产生析碳反应。第41页/共68页净化简介净化简介3 3、500500#液氮洗工艺原理液氮洗工艺原理 氮洗工段基本原理包括吸附原理、混合制冷原理及液氮洗涤原理 吸附原理吸附原理 吸附是一种物理现象，不发生化学变化。由于分子间引力作用，在吸附剂表面产生一种表面力。当流体流过时，流体与吸附剂充分接触，一些分子由于作不规则运动而碰撞在吸附剂表面，有可能被表面力所吸引，被吸附到固体表面，使流体中这种分子减少，以达到净化的目的。分子筛对极性分子的吸附力远远大于非

47、极性分子，因此，从400来的气体中，C02、CH30H因其极性大于H2，就被分子筛选择性的吸附。而H2为非极性分子，因此分子筛对H2的吸附就比较困难。第42页/共68页净化简介净化简介 混合制冷原理混合制冷原理 众所周知，将一种气体节流膨胀可进行制冷。科学实践已经证明，将一种气体在足够高的压力下与另一种气体混合也能制冷这是因为在系统总压力不变的情况下，气体在混合物中分压是降低的，要确切做到这一点，互相混合气体的主要组分沸点至少平均相差33，最好相差57。液氮洗涤原理液氮洗涤原理 液氮洗涤近于多组份精馏，又不同于多组份的精馏，它是利用氢与CO、Ar、CH4的沸点相差较大，将CO、CH4、Ar从气

48、相中溶解到液氮中，从而达到脱除CO、CH4、Ar等杂质的目的。第43页/共68页流程图（低温甲醇洗）流程图（低温甲醇洗）DA201DA201DA202DA202FA204FA204DA203DA203DA204DA204DA401DA401DA402DA402300300#500500#GB201GB201DA103DA103SMSMSM/SLSM/SLGA206A/BGA206A/BEA203EA203T T0 02 24 40 01 1P P0 02 24 40 01 1A A/B BT-35T-35P 6P 6F78M3F78M3贫甲醇贫甲醇T-71T-71P 5.8 P 5.8 F22

49、6M3F226M3贫甲醇贫甲醇T-60T-60P 6.5P 6.5F81M3F81M3贫甲醇贫甲醇T-25T-25P 5.5P 5.5F370M3F370M3甲醇甲醇T-35T-35P 6P 6F 3M3F 3M3贫甲醇贫甲醇T 103T 103P 0.5P 0.5F665KGF665KG甲醇甲醇T 35T 35P 0.25P 0.25F10M3F10M3甲醇甲醇T 101T 101P 6.5P 6.5F2650F2650贫甲醇贫甲醇T 67T 67P 5.42P 5.42F 3M3F 3M3富甲醇富甲醇T 45T 45P 5.52P 5.52F78923F78923工艺气工艺气T-23T-2

50、3P 4.6P 4.6F137075F137075工艺气工艺气T 136T 136P 0.25P 0.25F 1.3F 1.3废水废水GA401A/BGA401A/B第44页/共68页流程图（流程图（CO变换）变换）DA301DA301DA302DA302DC301DC301DC301DC301T386T386P 7P 7。0 0F 26F 26蒸汽蒸汽T 40T 40P 6.0P 6.0F 2 TF 2 T工艺水工艺水T 40T 40P 5.0P 5.0F 9 TF 9 T工艺水工艺水T 40T 40P 6.0P 6.0F12.69F12.69工艺水工艺水T 213T 213P 6.5P 6