泸天化150 kt/a合成氨装置空压机优化更新小结

四川泸天化股份有限公司100 kt/a气头合成氨装置于1966年投产,1989年通过一系列改造将合成氨产能由100 kt/a提升至了150 kt/a, 2003年采用丹麦托普索“双甲”(甲醇合成+甲烷化)工艺替代铜洗工艺新增甲醇产能45 kt/a。该合成氨装置一段炉原料空气系统有3台往复式空压机(K102A、K102B、K102D),已经连续服役30 a以上,实际生产中暴露出电气安全和运维成本高等方面的缺陷。经相关专业人员对技术经济指标的综合比较,决定选择1台国产五级压缩撬装整体齿轮离心式空压机(K102)进行更新(K102替换K102A、K102B,K102D留作备机)并配套国产四级异步电机驱动。K102于2023年9月27日正式投运,运行过程中其机械性能表现较好,达到预期要求,改造取得成功。

合成氨装置低温甲醇洗系统贫甲醇含水量升高的原因分析及对策

针对中国石油吉林石化公司30万t/a合成氨装置在新增合成气净化系统的工艺改造后,低温甲醇洗系统贫甲醇含水量(质量分数,下同)异常升高(高达2.6%)并超过设计指标值(1.5%),不得不降负荷运行的情况,排查了相关影响因素,分析了导致甲醇/水分离塔塔板筛孔堵塞的原因,并实施了相应的工艺优化措施。结果表明:工艺优化措施实施后,大幅改善了甲醇/水分离塔的分离效果,不仅使该装置低温甲醇洗系统负荷率由82%提升至100%,还使贫甲醇含水量降低至0.4%。

新建合成氨装置利旧乙二醇循环水站可行性分析

安阳化学工业集团有限责任公司拟新建1套300 kt/a合成氨装置,需配套1座工艺循环水站。为降低新建合成氨装置总体投资费用、提高安化园区闲置装置的利用率,对2019年停运至今的(200 kt/a)乙二醇(装置)循环水站进行调查分析,分析设备状态、工艺技术指标、设备运行负荷、供水能力等并勘查最佳施工路线。最终得出的结论是,新建合成氨装置利旧乙二醇循环水站(初期投资成本约1200万元)在技术与施工方面是可行的,但此方案每年循环水泵运行电费较新建循环水站(投资约2700万元)高约400万元,不符合经济运行的原则,宜搁置,新建300 kt/a合成氨装置宜按其整体设计规划建设循环水站。

合成氨装置夏季高温天气运行难点及应对措施

以化肥装置实际运行情况为例,讨论以天然气为原料的合成氨装置在夏季高温天气运行时存在的工艺空气不足、压缩机汽轮机真空度高、氨球储罐压力高等难点。通过增加工艺空气量和一段转化炉热负荷、提高氨球储罐压力、优化工艺参数、加强冷冻系统排污等应对措施,提高了装置运行的安全性和经济性。

ICI-AMV节能工艺合成氨装置蒸汽系统控制及优化改造

海洋石油富岛有限公司化肥一期1000 t/d合成氨装置采用ICI-AMV节能工艺,1996年10月建成投产。生产运行中,针对合成氨装置蒸汽系统存在的一些问题(尿素装置CO_(2)压缩机跳车时手动操作放空极易引起中压蒸汽管网大幅波动、低压蒸汽管网不能封闭、合成氨装置无法提前开车、低变炉入口工艺气温度偏高致低变催化剂热老化等),通过对蒸汽系统进行分析与研究,掌握了蒸汽管网的控制逻辑,持续采取一系列优化改造措施后,解决了蒸汽系统存在的问题,保证了各等级蒸汽的足量供应;2016年5月合成氨装置原料气由富天然气改为贫天然气后,新增预脱碳单元打破了原有的蒸汽供需平衡,又陆续采取了一系列优化调整措施。目前,本合成氨装置蒸汽管网运行稳定、供需平衡,在蒸汽管网实现封闭的同时自身的调节余量能满足装置工况变化的需要,节能效益明显。

煤基合成氨装置高压厚壁管道选材与焊接工艺浅析

合成氨装置工艺管道常选用大直径高压厚壁管道,这对管道材质和安装质量均提出了较高要求。以河北省特种设备监督检验研究院唐山分院负责的某500kt/a煤基合成氨装置高压厚壁管道安装监督检验为例,该装置根据介质腐蚀特性、操作温度、操作压力等综合考虑,其粗煤气管道(Φ530mm×24mm)、变换气管道(Φ508mm×28.57mm)、合成气管道(Φ426mm×48mm)分别选用了12Cr2Mo1、TP321、10MoWVNb材质,并根据母材特性选择焊接材料与焊接方法且进行了焊接工艺评定试验,从而找到适宜的焊接工艺参数。该合成氨装置于2018年7月开始设备及管道安装,2019年10月投运,稳定运行3a后的定期检验中未见工艺管道存有安装问题及影响其安全运行的腐蚀现象及焊接缺陷。

320kt/a合成氨装置水/汽综合利用节能技改总结

安徽泉盛化工有限公司320 kt/a合成氨装置于2022年7月底顺利投产。针对透平凝结水和蒸汽冷凝液直接返回脱盐水产水箱致外供新鲜脱盐水温度偏高给各主生产系统带来的一系列问题,泉盛化工对合成氨装置水/汽系统实施了一系列节能技改:2023年5月实施蒸汽冷凝液系统优化改造,由变换除氧器接收系统蒸汽冷凝液和透平凝结水,变换除氧器只需少量间断性补充冷脱盐水;2023年5月实施低温甲醇洗系统蒸汽冷凝液优化利用改造,甲醇水分馏塔底再沸器冷凝液闪蒸出的低压蒸汽并入热再生塔底再沸器利用;2023年3月实施蒸汽管道疏水系统优化改造,蒸汽管道疏水引入封闭的蒸汽闪蒸罐内闪蒸得到低压饱和蒸汽并入0.6 MPa蒸汽管网,闪蒸后的蒸汽冷凝液再并入蒸汽冷凝液管网。优化改造后,氨合成冷冻系统、变换气冷却系统等运行工况明显好转,并取得了不错的节能效益。

320 kt/a合成氨装置液氮洗系统运行问题及处理

安徽泉盛化工有限公司320 kt/a合成氨装置于2022年7月底建成并一次性投料成功,运行初期出现液氮洗系统原料气管线阻力增大问题,2022年9月以前主要通过降低合成氨装置负荷(航天炉氧负荷最高仅提升至78%)以提高氮洗塔进口原料气温度予以消除;后经同行交流、对比分析与验证,认为原料气管线阻力增大是原料气中CH_(4)在管线内壁缓慢形成结晶所致;2022年9月一段时间内先后尝试调整气化系统工况以调节粗煤气中CH_(4)含量、向系统引入CH_(4)含量稍高的其他气源等方法予以处理,最终于2022年9月下旬通过引入部分氨合成弛放气膜分离氢回收系统一级尾气(CH_(4)含量高达18%)以较大幅度地提高原料气中CH_(4)含量,在短时间内降低了液氮洗系统原料气管线阻力,此举对液氮洗系统及氨合成系统无任何不良影响,随后合成氨装置实现了稳定运行与达标达产。

合成氨装置氨冰机跳车原因分析及解决

中海石油化学股份有限公司1000t/d合成氨装置于1996年10月建成投产,其氨冰机一直是单机运行模式,近年来氨冰机在成功启动后短时间内多次出现跳车事故,严重影响了上下游系统的开车运行。结合最近两次氨冰机跳车事故,分析与排查氨冰机跳车原因,认为其主要问题是油气差压调节器失调、电磁阀动作异常。2020年5月,进行调节器更新(将旧式气动调节回路整体更新为智能电动回路)、电磁阀更新后,机组各项运行数据良好,氨冰机再未出现过因自身故障导致的跳车。此种技改投资小、实施易、效果好,可为业内提供一些参考与借鉴。

450kt/a合成氨装置一段炉烟气NO_(x)减排措施

中国石油独山子石化塔里木石化分公司450kt/a合成氨装置采用丹麦托普索传统蒸汽转化工艺。鉴于近年来环保要求的提高,塔石化不断进行摸索与探究,全面分析一段炉烟气中NO_(x)的来源,通过适当降低一段炉烟气过剩空气系数(一段炉烟气氧含量大致由2.83%降至1.90%)、优化弛放气氨回收系统运行工况(降低入一段炉弛放气氨含量),并适当降低一段炉炉膛燃烧温度以降低一段炉出口转化气温度等,有效减少了一段炉烟气NOx排放量,完成了全年NOx排放目标,保护了环境,并降低了系统能耗。此种工艺操作优化是目前最经济、最直接的一段炉烟气NO_(x)减排手段,可为业内提供一些参考与借鉴。

基于风险的检验(RBI)在国内合成氨装置中的应用

利用API581基于风险的检验原理,采用RISKWISE分析软件对九江石化合成氨装置中的设备和管道进行了风险评估;并在装置采用的工艺、不同装置的设备和管道的失效机理和计算出的风险分布这3方面,将其风险评估结果与国内兄弟单位完成的其他合成氨装置的风险评估结果进行了比对;其结果体现了我国目前合成氨装置的设备和管道风险的大致分布,可供我国其他合成氨装置的风险评估参考,也为制定我国合成氨装置基于风险检验的法规标准提供了相关数据;同时,对国内采用针对装置的基于风险的检验的新模式进行了探讨。

大型合成氨装置卧式氨合成塔的数学模拟

卧式塔是一种新型氨合成塔。本文建立了卧式氨合成塔的一维非均相数学模型，引入了内扩散效率因子，考虑了气体主体和催化剂外表面之间的传递。求得了日产千吨氨的卧式氨合成塔床层温度、氨浓度随床层高度的变化。讨论了床层进口温度、压力、惰性气体含量、入塔气量。

基于风险的检验(RBI)技术在合成氨装置的应用

采用定性和定量RBI分析相结合方法对合成氨装置进行风险评估。根据风险评估结果对装置中的静设备和管道进行了风险排序,并对高风险设备和管道进行了原因分析。给出了主要的运行损伤模式与机理,提出了降低风险的措施,制定了基于RBI分析的优化的检验策略。

合成氨装置101D堵塞物中晶体定性分析

基于Roentgen、Laue与Ewald、W.H.Bragg及W.L.Bragg、Friedrich和Knipping等前辈X射线及其晶体学的研究与发现,X射线晶体结构分析已成为研究原子或离子在晶体点阵中结合、鉴定晶体化合物空间结构的可靠方法。De-bye-Scherrer粉晶X射线衍射法(XRPD)在合成氨装置101D工况技术分析中,比较有意义的实际应用是解决由不同单质或化合物组成的复杂混合堵塞物中晶体的鉴定问题。采用XRPD定性分析了合成氨装置101D堵塞物样品中的主要晶体成分。实验结果表明:本法对合成氨装置101D工况技术分析具有重要的意义。

合成氨装置氢氮比控制系统设计及其应用

简要介绍了非建模自适应控制器 (又称无模型控制器 )的设计途径 ,重点介绍了无模型控制器在合成氨装置氢氮比控制系统中的设计和应用。该方案实现了建模和反馈控制一体化 ,打破了PID概念的束缚 ,冲破经典控制器设计的线性框架 ,采用了以功能组合设计方法 ,使控制具有一定的结构自适应性 ,实际应用取得了理想的效果。

基于风险的检测(RBI)技术在合成氨装置中应用的分析比较

采用不同原料工艺流程的合成氨装置,其设备的腐蚀情况和风险分布存在着一些差异,通过比较4套分别采用天然气、渣油等不同原料流程的合成氨装置的定量RBI评估结果,分析了几套装置的风险分布差异及风险产生的原因,为装置的腐蚀分析和长周期运行提供有用的参数。

大型合成氨装置及炉衬用耐火材料

介绍了引进的以天然气、渣油和煤为原料的大型合成氨装置的工艺原理、炉型选择和炉衬耐火材料。同时介绍了气化炉用各种耐火材料国产化的进展情况，以及耐火材料的损毁机理。

烯烃加氢工艺技术在制氢及合成氨装置上的工业应用及改进

介绍了烯烃加氢工艺的基本原理,对绝热加氢工艺、绝热循环加氢工艺和等温绝热加氢工艺这三种烯烃加氢工艺技术的主要优缺点和适用场合进行了分析,针对上述三种工艺的限制提出了流程更简单、投资较低的烯烃变温加氢新工艺。这种新工艺已在杭州炼油厂5000m^3/h的制氢装置上得到应用。

合成氨装置冷凝液处理技术研究与应用

采用活性分子膜超微过滤组合多官能团纤维吸附凝结水处理技术,可有效去除凝结水中游离态、机械分散态、乳化态、溶解态的各种烃类及其衍生物。同时在活性分子膜和复合碳纤维微孔内官能团的作用下,脱除水中的二、三价金属离子,使凝结水达到锅炉给水要求。

基于风险的检验(RBI)在合成氨装置中的应用

简要介绍了合成氨装置开展定量的基于风险检验(RBI)工作的效果,提出了今后进一步开展RBI工作的建议。