工业合成氨工艺技术手册.ppt

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1、合成氨装置流程介绍合成氨装置流程介绍 化肥一部化肥一部化肥一部化肥一部2技术概况技术概况 中海石油天野化工是年产中海石油天野化工是年产中海石油天野化工是年产中海石油天野化工是年产3030万吨合成氨，万吨合成氨，万吨合成氨，万吨合成氨，5252万吨尿素联产万吨尿素联产万吨尿素联产万吨尿素联产2020万万万万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，气化采用艺，气化采用艺，气化采用艺，气化采用ShellShell渣

2、油部分氧化法，原料气净化采用渣油部分氧化法，原料气净化采用渣油部分氧化法，原料气净化采用渣油部分氧化法，原料气净化采用LVRGILVRGI两步两步两步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，工艺设计由日本东洋公司承担完成，工艺设计由日本东洋公司承担完成，工艺设计由日本东洋公司承担完成，19961996年年年年1111月投产，投产后经月投产，投产后经月投产，投产后经月投产，投产后

3、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。头合成氨装置纷纷改成了煤头或气头。头合成氨装置纷纷改成了煤头或气头。头合成氨装置纷纷改成了煤头或气头。2005200

4、5年年年年3 3月天野化工对合月天野化工对合月天野化工对合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，并于成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，并于成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，并于成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，并于20052005年年年年1010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，净化低温甲醇洗成四环三通道，冷却方式由

5、夹套式改成盘管式，净化低温甲醇洗成四环三通道，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。部分增加了真空系统，投产至今运行平稳，改造比较成功。部分增加了真空系统，投产至今运行平稳，改造比较成功。部分增加了真空系统，投产至今运行平稳，改造比较成功。3变换变换脱碳脱碳液氮洗液氮洗氨库氨库氨冷冻氨冷冻氨合成氨合成空气分离空气分离气化气化脱硫脱硫尿素装置尿素装置CH4蒸蒸汽汽 N2P 6.5T 38P 5.0T 35P 0.75T 40CO循环循环P 5.6T 45P 5.35T 31P 5.05

6、T 42P 4.85T -60P 4.51T 30P 0.16T 70P 0.4T 40P 0.17T 10P 0.50T 37废水气提废水气提P 2.26T 37P 0.14T 35P 2.26T 5P 4.55T -58P 4.52T 31P 7.0T 380P 6.5T 190工艺气工艺气工艺气工艺气工艺气工艺气工艺气工艺气合成气合成气合成气合成气热热NH3冷冷NH3工艺气工艺气CO2放空放空尾气尾气工艺气工艺气 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气空气合成氨装置总述合成氨装置总述4空分装置空分装置5空分装置空分装置空分简介空分简介空分简介空分简介一、一、一

7、、一、岗位任务岗位任务岗位任务岗位任务二、工艺原理二、工艺原理二、工艺原理二、工艺原理流程简介流程简介流程简介流程简介（空气的预冷与净化、精馏、膨胀制冷、氮压机及氮气（空气的预冷与净化、精馏、膨胀制冷、氮压机及氮气（空气的预冷与净化、精馏、膨胀制冷、氮压机及氮气（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）用户、仪表空气获得）用户、仪表空气获得）用户、仪表空气获得）事故处理事故处理事故处理事故处理（膨胀透平的跳车（膨胀透平的跳车（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）防主冷中总烃超标）防主

8、冷中总烃超标）6空分简介空分简介一、岗位任务一、岗位任务一、岗位任务一、岗位任务1 1、生产、生产、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、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汽提塔作汽提塔作汽提塔作汽提塔作气提气，另外还供装置的置换、密封、触媒保护等。气提气，另外还供装置的置换、密封、触媒保护等。气提气，另外还供装置的置换、密封、触媒保护等。气提气，另外还供装置的置换、密封、

9、触媒保护等。3 3、生产、生产、生产、生产3.4MPa3.4MPa氮气经减压到氮气经减压到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。去尿素车间。去尿素车间。4 4、生产、生产、生产、生产5.2MPa5.2MPa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。，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，另外一部分液氮、取出装置的液氮

10、到液氮储罐，供事故用氮，另外一部分液氮、取出装置的液氮到液氮储罐，供事故用氮，另外一部分液氮、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。到液氮洗工号不冷用。到液氮洗工号不冷用。到液氮洗工号不冷用。6 6、生产、生产、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7空分简介空分简介二、工艺原理二、工艺原理二、工艺原理二、工艺原理1 1、空气的组成、空气的组成、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

11、，均匀混合在一起，空气主要有氧、氮组成，在气态下，均匀混合在一起，空气主要有氧、氮组成，在气态下，均匀混合在一起，还含有微量的氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条还含有微量的氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条还含有微量的氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条还含有微量的氩、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件的不同空气中含有少量件的不同空气中含有少量件的不同空气中含有少量CO2CO2、水蒸气以及乙炔等碳氢化合、水蒸气以及乙炔等碳氢化合、水蒸气以及乙炔等碳氢化合、水蒸气以及乙炔等碳氢化合物。物。物。物。2 2、分离的原理、分离的原理、分离的原理、分离的原理 以

12、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度不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温度不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温度不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温度-140.7140.7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，氮，氮，氮气的

13、沸点气的沸点气的沸点气的沸点-193-193，相差进，相差进，相差进，相差进1313故采用精馏方法将氧、氮分离故采用精馏方法将氧、氮分离故采用精馏方法将氧、氮分离故采用精馏方法将氧、氮分离成纯组分。成纯组分。成纯组分。成纯组分。8空分简介空分简介3 3、低温的获得、低温的获得、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）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（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，）排出的，）排出的，它们带有大量的冷量，因此被

14、加的空气就是通过换热器回收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。这些冷量来获得低温。这些冷量来获得低温。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）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的差异，因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，还此设备必须布

15、置在尽可能小的空间内，以减少换热面积，还此设备必须布置在尽可能小的空间内，以减少换热面积，还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。要对设备进行保温（用珠光砂）以减少传热系数。要对设备进行保温（用珠光砂）以减少传热系数。要对设备进行保温（用珠光砂）以减少传热系数。9空分简介空分简介（3 3）制取冷量）制取冷量）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

16、热端温差，设备保温后仍存在辐射损失，固在生产过程中必须端温差，设备保温后仍存在辐射损失，固在生产过程中必须端温差，设备保温后仍存在辐射损失，固在生产过程中必须端温差，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，也必须得补充冷量来弥补这些损失，另外装置在热开车时，也必须得补充冷量来弥补这些损失，另外装置在热开车时，也必须得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，采用普通相变制冷不能使空气达到液化温度，到大量冷量，采用普通相变制冷不能使空气达到液化温度，到大量冷量，采用普通相变制冷不能使空气达到液化温度，到大量冷量，采用普通相变制

17、冷不能使空气达到液化温度，必须采用深度制冷方法。必须采用深度制冷方法。必须采用深度制冷方法。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），前者胀（等焓过程）即对外做功的绝热膨胀（等熵过程），前者胀（等焓过程）即对外做功的绝热膨胀（等熵过程），前者胀（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。是通过节流阀实现

18、的，后者是通过膨胀机中实现的。是通过节流阀实现的，后者是通过膨胀机中实现的。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、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、氮是空分的主要产品。出氧、氮是空分的主要产品。出氧、氮是空分的主要产品。10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

19、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E3117E3117E3119E3119E2416E2416A2626AA2626AA2626AA2626A11冷热交换冷热交换T 3.3T 3.3P 45P 45F 40

20、KF 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-DT3211T3211T3211T3211T3316T3316T-171.4T-171.4污氮污氮A2626ABA2626ABE2417E241712精馏精馏T-171.4T-171.4P 45P 45F 65

21、KF 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E3119E3119E3117E3117E3616E3616E3616E3616E3117E3117T-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

22、罐储罐P3568ABP3568ABE3316E3316E3216E3216T3211T3211T3212T321213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GB004GB004GB004GB004GB004GB004T3211T3211T3212T3212P3568P3568ABABT 40T 40P 4720P 4720F 33.2KF 33.2KT 4

23、0T 40P 3300P 3300氮气氮气C3461C3461X3471X3471E3421E3421E3616 E3616 A-DA-DT 38T 38P 650P 650低压氮低压氮E3119E311914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FA109FA109FA117FA117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 40.2K15工厂空气、仪表空气工厂空气、仪

24、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16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，是空分重要设备之膨胀透平是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

25、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，并且在日常操作中必一，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。须做到精细化巡检和精细化操作。须做到精细化巡检和精细化操作。须做到精细化巡检和精细化操作。处理原因：处理原因：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，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，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

26、调整会使氧气温度不及时调整会使氧气温度不及时调整会使氧气温度TA3925TA3925低于低于低于低于-10-10，引起，引起，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机跳车。同时大量氮气退回氮压机，不及时放空就会导致氮压机跳车。同时大量氮气退回氮压机，不及时放空就会导致氮压机跳车。同时大量氮气退回氮压机，不及时放空就会导致氮压机跳车。跳车。跳车。跳车。防范措施：防范措施：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，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、开氮压机、开氮压机FA053FA053放

27、空保证放空保证放空保证放空保证P057P057在；在；在；在；2 2、两分钟内关、两分钟内关、两分钟内关、两分钟内关HC3930HC3930至小于至小于至小于至小于10%10%，减少，减少，减少，减少进进进进E3616E3616冷量，保证氧气温度不低于冷量，保证氧气温度不低于冷量，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，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。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、密切关注、密切关注T3925T3925-10-10，及各换热，及各换热，及各换热，及各换热器

28、热端温差。器热端温差。器热端温差。器热端温差。17事故处理及注意事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。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

29、着气化负荷以及长周期运行的关键。处理原因：处理原因：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，如果一台液氧泵跳车时，如果一台液氧泵跳车时，如果FC3925FC3925与与与与HC3637HC3637和和和和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。氧流量低跳车。氧流量低跳车。防范措施：防范措施：防范措施：防范措施：1 1、FC53925FC53925与与与与HC3637HC3637和和

30、和和HC3547HC3547串级不能摘串级不能摘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。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。、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。18事故处理及注意事项事故处理及注意事项防主冷防主冷防主冷防主冷 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

31、在在上塔主冷中氧气含量在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，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。正常生产中微量乙炔、甲烷就混合在主冷。正常生产中微量乙炔、甲烷就混合在主冷。正常生产中微量乙炔、甲烷就混合在主冷 液空中，根液空中，根液空中，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。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

32、：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。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：防范措施：防范措施：1 1、主冷液位大于、主冷液位大于、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、每天中化分析一次主冷、每天中化分析一次主冷 液空液空液空液空中的甲烷及乙炔含量。中的甲烷及乙炔含量。中的甲烷及乙炔含量。中的甲烷及乙炔含量。3 3、正常情况下，主冷及液空中乙炔含、正常情况下，主冷及液空中乙炔含、正常情况下，主冷及液空中乙炔含、正常情况下，主冷及液空

33、中乙炔含量应小于量应小于量应小于量应小于0.01PPm0.01PPm，若大于，若大于，若大于，若大于0.01PPm0.01PPm而小于而小于而小于而小于0.1PPm0.1PPm时，应加时，应加时，应加时，应加大制冷量，适当排放部分液氧，如果超过大制冷量，适当排放部分液氧，如果超过大制冷量，适当排放部分液氧，如果超过大制冷量，适当排放部分液氧，如果超过0.1PPM0.1PPM要立即停车要立即停车要立即停车要立即停车排液。排液。排液。排液。4 4、总烃含量应控制在、总烃含量应控制在、总烃含量应控制在、总烃含量应控制在100PPm100PPm以下，高于以下，高于以下，高于以下，高于100PPm100

34、PPm应应应应加大制冷量适当排液，若大于加大制冷量适当排液，若大于加大制冷量适当排液，若大于加大制冷量适当排液，若大于250PPm250PPm时要停车排液。时要停车排液。时要停车排液。时要停车排液。19气化装置气化装置20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化炉内约环式烧嘴雾化后在气化炉内约环式烧嘴雾化后在气化炉内约13501350、6.0MP

35、a6.0MPa高高高高温、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，以脱除和进行原料气降温和洗涤，以脱除和

36、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有害气体有害气体。21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、反应原理、反应原理 将天然气、氧气、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，在气化将天然气、氧气、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，在气化炉内炉内炉内炉内1200120013501350高温下部分氧化反应制取高温下部分氧

37、化反应制取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，甲，甲烷部分氧化反应为：烷部分氧化反应为：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（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）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

38、毫秒级，在数十毫秒内即可以完成。反应（毫秒内即可以完成。反应（毫秒内即可以完成。反应（毫秒内即可以完成。反应（2 2）快于（）快于（）快于（）快于（3 3）但只要温度维持在）但只要温度维持在）但只要温度维持在）但只要温度维持在1200-1350 1200-1350 左右，它们在左右，它们在左右，它们在左右，它们在1-21-2秒内即可完成。总之，在气秒内即可完成。总之，在气秒内即可完成。总之，在气秒内即可完成。总之，在气化反应条件下，反应速度是很快的，而过程的控制步骤是混化反应条件下，反应速度是很快的，而过程的控制步骤是混化反应条件下，反应速度是很快的，而过程的控制步骤是混化反应条件下，反应速度

39、是很快的，而过程的控制步骤是混合过程。合过程。合过程。合过程。22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、工艺原理、工艺原理1 1）、烧嘴功能）、烧嘴功能）、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。（）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，）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，达到保护烧嘴和炉顶耐火砖的双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进行形成适宜的温度分

40、布，达到保护烧嘴和炉顶耐火砖的双重目的。重目的。重目的。重目的。2 2）、气化炉操作弹性）、气化炉操作弹性）、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，最高操作负荷为，最高操作负荷为110%110%，固，固，固，固气化炉负荷范围为气化炉负荷范围为气化炉负荷范围为气化炉负荷范围为70%110%70%110%。但低负荷下不宜长时间操。但低负荷下不宜长时间操。但低负荷下不宜长时间操。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。在工艺条作，否则会因烧嘴喷口速度太低而影响烧

41、嘴寿命。在工艺条作，否则会因烧嘴喷口速度太低而影响烧嘴寿命。在工艺条作，否则会因烧嘴喷口速度太低而影响烧嘴寿命。在工艺条件许可的情况下负荷可以大于件许可的情况下负荷可以大于件许可的情况下负荷可以大于件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但最高不能超过但最高不能超过120%120%。23气化装置任务及原理气化装置任务及原理3 3）、气化操作条件）、气化操作条件）、气化操作条件）、气化操作条件（1 1）温度）温度）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，出于对于废锅安全

42、的，出于对于废锅安全的，出于对于废锅安全的考虑气化炉出口温度不应高于考虑气化炉出口温度不应高于考虑气化炉出口温度不应高于考虑气化炉出口温度不应高于13501350，出于后续工段对气化，出于后续工段对气化，出于后续工段对气化，出于后续工段对气化炉出口炉出口炉出口炉出口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。气化炉出口温度主要受的影响，设计氧气化炉出口温度主要受的影响，设计氧气化炉出口温度主要受的影响，设计氧气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天然气

43、比为天然气比为0.65880.6588，氧氧氧氧 天然气比每升高天然气比每升高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，气化炉出口温度升高，气化炉出口温度升高20-3020-30。（2 2）压力）压力）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，设计压力为为为为6.1MPa6.1MPa。24气化装置任务及原理气化装置任务及原理（3 3）汽）汽）汽）汽/气比气比气比气比 蒸汽主要起保护烧嘴的作用

44、，汽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，汽蒸汽主要起保护烧嘴的作用，汽/气比为气比为气比为气比为0.06Kg/Nm3.0.06Kg/Nm3.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化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角度化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角度化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角度化炉出口甲烷含量，但氧气耗量相应增加。因此从节氧角度讲汽气比不宜太高。讲汽气比

45、不宜太高。讲汽气比不宜太高。讲汽气比不宜太高。（4 4）氧）氧）氧）氧/气比气比气比气比 设计氧设计氧设计氧设计氧/天燃气比为天燃气比为天燃气比为天燃气比为0.65880.6588，氧，氧，氧，氧/天燃气比每升高天燃气比每升高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气化炉出口温度升高气化炉出口温度升高20-3020-30。氧。氧。氧。氧/天燃气的选择应有一个最天燃气的选择应有一个最天燃气的选择应有一个最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，相应可以在较佳值，对容积大，平均停留时间长的气化炉，相应可以在较佳值，对容积大，平均停留时

46、间长的气化炉，相应可以在较佳值，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，氧低的温度下操作随，天燃气组成不同，氧低的温度下操作随，天燃气组成不同，氧低的温度下操作随，天燃气组成不同，氧/天燃气比在天燃气比在天燃气比在天燃气比在0.660.680.660.68之间为宜。之间为宜。之间为宜。之间为宜。25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、安全保护系统三、安全保护系统三、安全保护系统 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。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

47、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。这套系统是由可编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（逻辑控制器（逻辑控制器（逻辑控制器（PLCPLC）组成，监控编入系统的阀位、压力、流）组成，监控编入系统的阀位、压力、流）组成，监控编入系统的阀位、压力、流）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，可靠的运行和开量、液位等等参数。从而确保气化炉安全，可靠的运行和开量、液位等等参数。从而确保气化炉安全，可靠

48、的运行和开量、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，状态下进行不同等级的安停车。根据气化炉处于不同阶段，状态下进行不同等级的安停车。根据气化炉处于不同阶段，状态下进行不同等级的安停车。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：全保护，分为四部分：全保护，分为四部分：全保护，分为四部分：1 1、手动模式；、手动模式；、手动模式；、手动模式；2 2、自动开车模式；、自动开车模式；、自动开车模式；、自动开车模式；3 3、操作模式；、操作模式；、操作模式；、操作模式；4 4、停车模式。、停车模式。、停车模式。、停车模式。26三物料流程三物

49、料流程F2.0tF2.0tT380T380P7.0MPaP7.0MPaDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABDC101ABF11075F11075nmnm3 3T38.5T38.5P6.51MPaP6.51MPaT230T230T244T244F16858F16858nmnm3 3T195T195P6.60MPaP6.60MPaP7.0MPaP7.0MPaP7.0MPaP7.0MPaT250T250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放空放空放空放空放空放空放空EB102ABEB102ABE02201ABE0220

50、1AB27气化炉与废锅气化炉与废锅蒸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