纯碱、复合肥化工厂搬迁升级改造项目节能评估报告书 15 易企询：www.eqxun.com电话：400-000-9196 项目摘要表目 录图2.2-1合成氨工艺简图1、合成气压缩来自界区外的合成新鲜气（30℃，5.0MPaG）进入合成压缩机的升压段一级入口，经级间冷却分离冷凝液后进入二级压缩至～13.18MpaG，出升压段经冷却分离冷凝液及干燥后，进入循环段，与来自合成循环气一起被压缩至14.05MpaG，进入合成系统。主要设备——合成压缩机用于精制气及循环气的压缩。2、氨合成工段氨合成反应如下：N2+3H2 2NH3 △H298=-92.44kJ/mol来自合成气压缩机的合成新鲜气（～63℃，～14.05MPaG）首先进入热气气交换器中，在此换热器中，合成新鲜气被加热到～190℃。换热后的合成新鲜气分成几股分别被送至氨合成塔中，气体与氨合成催化剂反应，使得出口合成气氨的体积浓度达～20%左右。合成新鲜气进塔的温度通过旁路管线来控制，同时控制合成塔第三段床层的进口温度。第一层和第二层床层进口温度由换热器的旁路气体控制。需要注意的是，进入合成塔的气体都要经过这三个催化剂床层。合成气侧设有旁路，用于在开车和停车的时候控制合成塔温度。出塔合成气先后经过蒸汽过热器、废热锅炉、锅炉给水预热器、热气气换热器降温并进行热量回收：在蒸汽过热器中中压蒸汽被加热至425℃；在废热锅炉中产出中压蒸汽的同时合成气从408℃降温至265℃；在锅炉给水预热器内预热进入废热锅炉的锅炉给水，气体降温至～238℃；在热气气换热器中预热合成新鲜气，此时出塔气冷却至～104℃。随后出塔气需要继续冷却并冷凝出液氨产品，先后经水冷器、冷气气换热器、第一氨冷器、第二氨冷器冷却：在水冷器内用循环水将出塔气冷却至40℃；冷气气交换器中，利用来自高压氨分离器的冷循环气冷量进行冷却；在第一氨冷器、第二氨冷器中，依靠冷冻装置供给的液态冷氨低温蒸发，使产品气被冷却至-7.0℃，并冷凝出液氨产品。液氨在高压氨分离器中分离出来，分离出的循环气送至冷气气换热器与热气换热，接着再送至合成气压缩机循环段。来自高压氨分离器的液氨在中压分离器中降压至约5.0MPaG，中压闪蒸汽送至合成气压缩机一段入口用作给料气。从中压氨分离器出来的液氨进入低压液氨分离器，继续降压至约2.75MPaG，从低压氨分离器出来的液氨温度为-4.5℃，送往冷冻工段进行复热后进行储存。如果成品需为冷液氨，液氨从第一氨加热器出来，温度复热至0℃直接送往罐区进行储存。如果成品要求为热液氨，液氨从第一氨加热器出来后送入第二氨加热器，冷氨在此被加热到20℃，然后送往罐区进行储存。氨冷冻系统的设置，同时保证了冷氨的生产。3、冷冻氨冰机为一台两缸三段式压缩机，最终出口压力约为1.55MPa(G)。采用中压蒸汽透平驱动，透平为全凝式。来自净化段（甲醇洗）的气氨（约-38℃，-0.023MPa（G））经由吸入罐Ⅰ进入氨冰机第一段；来自进口吸入罐Ⅱ的闪蒸汽与来自空分装置的气氨混合后进入氨冰机第二段，出一段后（0.16MPa(G)，70.9℃）与来自进口吸入罐Ⅱ的气氨（0.16MPa(G)，-12.1℃）混合（温度降至16.9℃）后进入氨冰机第二段；出二段气氨（0.52MPa(G)，98.6℃）被氨冰机段间冷却器冷却后与来自进口吸入罐Ⅲ的气氨混合，被送至氨冰机三段入口，三段出口的气氨（140.7℃，1.6MPa）在氨冰机出口冷凝器中被冷却至40℃。气氨冷凝产出液氨，然后经过液氨受槽依次送至第二氨加热器、第一氨加热器，并送至合成工段的第一氨冷器。4、合成氨罐区来自氨合成单元的0.5MPaG，0℃的成品液氨和2.0MPaG，20℃的成品液氨通过管道输送至液氨产品罐区储存。氨库设中压液氨球罐三台，VN=2000m³/台；低压液氨球罐两台，VN=5000m³/台。设6台鹤管，装车时，液氨从低压罐底输出管道泵送至装车鹤管，装车站槽车气相管道返回液氨球罐。当冷氨储罐的罐顶气相压力达到联锁值时，氨循环冰机自启动，罐顶气氨进入氨循环冰机，压缩至2.0MPaG后，经分液罐分离掉油水，然后送入氨冷凝器用冷却水冷凝，使气氨降温至38℃成为液氨返回液氨球罐。氨循环冰机进口气量700Nm³/h（最大840Nm³/h），制冷量约为148kW。（蒸发温度6.5℃/冷凝温度38℃，入口压力：0.45MPa（G），出口压力：2.0MPa（G）。机组为两套系统，一开一备。成品液氨中溶有一定量的惰性气体，被聚集在氨冷凝器的顶部。惰性气体用液氨冷却，经冷凝后的气体中仍含有少量的氨，直接排放至火炬管。中压液氨经计量后用管道输出界区，罐顶压力与不凝气排出管线联锁，超压将排至火炬管线。二、联碱装置本项目采用联碱法生产纯碱，生产过程示意图如图2.2-2。图2.2-2 联碱法生产纯碱工艺示意图联合法制纯碱及氯化铵（简称联碱法）生产，分为二个过程。第一过程为纯碱生产过程（包括重碱煅烧成纯碱的工序），第二过程为氯化铵生产过程，两个过程构成一个循环。向循环系统中连续加入原料氨、盐和二氧化碳，同时不断地生产出纯碱和氯化铵产品。制碱过程即是将第二过程来的母液Ⅱ，吸氨成为氨母液Ⅱ，在碳化塔中通入二氧化碳并冷却，使母液中的氯化钠与铵盐（氨、二氧化碳、水反应）转化成碳酸氢钠和氯化铵，然后将碳酸氢钠结晶滤出，再送煅烧即成轻质纯碱（简称轻灰），滤出的母液称为母液Ⅰ。轻质纯碱经水合机化合成一水碱，再煅烧成重质纯碱（简称重灰）。其总反应式为：NH3+NaCl+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑Na2CO3+H2O→Na2CO3·H2ONa2CO3·H2O→Na2CO3+H2O↑氯化铵生产过程是将Ⅰ过程吸氨后的母液Ⅰ，即氨母液Ⅰ冷却使之析出氯化铵，接着加入盐，借同离子效应使氯化铵继续析出，然后将结晶氯化铵分离出来，滤出的母液成为母液Ⅱ，再循环至Ⅰ过程制碱用。过滤出的湿氯化铵干燥后送包装。具体工艺流程叙述如下：1、碳化工段碳化工段采用浓气制碱技术，利用气体公司合成氨脱碳工序产生的高浓度的二氧化碳，经过压缩后，送至重碱工段，使其成为纯碱制造的原料。其流程简述如下： 气体公司合成氨厂脱碳工段排出的二氧化碳气体进入压缩工段合成气压缩机，以及重碱煅烧产生的炉气进入压缩工段的炉气压缩机，经过压缩后直接送入碳化工段，经由塔底进入碳化塔制碱；浓气与碳化塔塔内冷氨母液Ⅱ逆流接触反应生成碳酸氢钠晶浆，在外冷器内循环冷却，并借助塔压从塔底部压往滤过工段。来自母换工段的氨母液Ⅰ与来自压缩工段清洗气压缩机的清洗气逆流接触，自上而下清洗塔内疤垢，塔内积碱在清洗过程中产生逆反应，可全部回收进入系统，既节约了成本又有效的控制了母液的平衡，清洗氨母液Ⅰ返回母换工段氨母液AⅠ桶。清洗塔的清洗尾气和制碱塔的制碱尾气从塔顶部排出，经碳化尾气分离器分离其中夹带的液体后经综合回收塔洗涤后放空。2、滤过工段碳化塔生成的碳酸氢钠悬浮液分别进入旋流器，清母液从顶部旋出自流入母液Ⅰ桶，稠厚的碳酸氢钠晶浆经出碱槽进入带式滤碱机，借来自真空机的抽力进行真空过滤。滤出的重碱经重碱胶带输送机运往轻灰煅烧工段。真空机抽出的气液混合物进入母液气液分离罐进行气液相分离，分离罐底部的液体称为滤过母液，自流入母液Ⅰ桶，母液Ⅰ桶的沉淀物通过重碱晶浆泵送回出碱槽，澄清后的母液（简称MⅠ）用母液Ⅰ泵送至蒸吸工段。从母液气液分离罐顶部出来的滤过尾气，经总管汇总后送往综合回收塔，用水洗涤回收其中的氨和二氧化碳后，通过真空泵放空。3、蒸吸工段蒸吸工段包括了母液吸氨及淡液蒸馏两部分。（1）母液吸氨来自滤过工段母液Ⅰ泵的母液Ⅰ送至母Ⅰ…