合成氨生产中透平机组的节能改造
浅析大型合成氨生产装置节能降耗途径

浅析大型合成氨生产装置节能降耗途径作者:龚志强张晓如陈波来源:《科技探索》2013年第04期摘要:针对国内现有大型合成氨生产装置,在不经过大的技改项目和无需大量资金投入的情况下,通过在开停车及装置运行维护过程中的一系统列优化操作、介质回收、无接缝衔接,深挖装置潜能,最大限度地实现现有装置节能降耗。
关键词:节能降耗优化控制现阶段国内较早引进的一批大型合成氨生产装置大多经过一次或几次扩能技改,与当今先进的装置相比,能耗偏高主要受限于主线工艺流程的差别,再进行大规模的技改技革来实现节能降耗已极不经济,只有在现有装置基础上实施小的革新及开停车过程、正常运行中进行优化操作来实现节能降耗。
以某公司生产装置为例:某合成氨装置是凯洛格工艺天然气连续加压转化日产1000吨氨装置,经过两次技改产量达到1500T/D,能耗也由开始的9.37 Gcal/TNH3降低到7.85Gcal/TNH3,但离国际先进能耗水平6.5Gcal/TNH3仍有一定的差距。
现以该装置为引导,对各节能降耗具体途径及效果情况进行总结与说明。
1、装置正常生产运行中采取的节能降耗措施1.1、原料气压缩机低压缸进口采取提压操作:装置原设计中低压缸进口压力为0.47MPa,根据压缩机性能曲线我们将低压缸进口压力提至最高达到0.57MPa,由于低压缸进口压力的提高,低压缸出口压力也较大的提高,与未提压运行时的100%负荷相比,转速下降了400RPM,一级后压力降低了0.05MPa,对应透平蒸汽耗量减少了0.9T/H,吨氨消耗减少0.012Gcal。
需要注意的是,由于压力的提高其导致出口分离器117-F的运行压力接近安全阀整定值,需对117-F作强度试验并根据强度试验结果提高其安全阀的整定值,以实现提压后运行的安全稳定。
1.2、循环(冷却)水温度对压缩机组透平蒸汽用量的影响根据装置运行参数得出,在高负荷情况下若凉水塔的出水温度在26~28℃以上,通过增开凉水塔一台冷却风扇可使出水温度将下降2℃左右。
合成氨行业节能降碳改造升级实施指南

合成氨行业节能降碳改造升级实施指南
随着全球能源和环境问题的日益突出,合成氨行业节能降碳改造升级已成为推进绿色可持续发展的必然趋势。
为促进我国合成氨行业节能降碳改造升级,推进行业绿色发展,制定本指南。
一、节能降碳改造升级的必要性
合成氨生产过程中,携带热量的氢气和氮气需要进行复杂的物质转移和化学反应,能耗较高,同时产生大量的二氧化碳排放。
因此,必须采取一系列措施,从源头上减少能源消耗和二氧化碳排放。
二、节能降碳改造升级的主要措施
1. 完善合成氨生产过程控制系统,提高生产能力和效率。
2. 优化合成氨生产原料的使用,合理调配氢气和氮气的比例,减少能源消耗和二氧化碳排放。
3. 使用先进的合成氨生产技术,改良传统工艺流程,提高生产效率,减少能源消耗和二氧化碳排放。
4. 推广使用清洁能源,如天然气、风能、太阳能等,减少化石能源的使用,降低二氧化碳排放。
三、节能降碳改造升级的实施步骤
1. 制定详细的节能降碳改造升级方案,明确目标和技术路线。
2. 按照方案进行生产线改造,引进先进的生产设备和技术。
3. 建立完善的质量保证体系,确保产品质量和生产效率。
4. 持续进行技术创新和改进,提高生产效率和降低能耗和二氧化碳排放。
四、节能降碳改造升级的效益
1. 降低能源消耗,节约生产成本。
2. 减少二氧化碳排放,降低环境污染。
3. 提高生产效率和产品质量,提升企业竞争力。
综上所述,合成氨行业节能降碳改造升级是加快推进绿色可持续发展的关键之一。
企业要根据本指南提出的措施和实施步骤,积极推进节能降碳改造升级工作,为绿色发展做出应有的贡献。
余热制冷在合成氨冷冻工段节能效益分析

余热制冷在合成氨冷冻工段节能效益分析杨超重庆建峰化工股份有限公司,重庆涪陵 408601摘要:通过对建峰化工第二套合成氨装置制冷能耗和影响因素的分析,提出以余热制冷冷量对合成循环气去往冷冻工段前冷却降温的节能策略。
经分析测算,预计可减少冷氨消耗9t/h、节约蒸汽10t/h,对企业节能降耗具有积极意义。
关键词:合成氨冷冻节能模拟计算1概述氨的工业化合成在20世纪初期形成,是火炸药、农业肥料、化学品生产等的重要基础原料。
其中以氮、氢为原料合成氨,是应用最为广泛和经济的方法。
氮气和氢气催化合成氨的反应是可逆放热反应,合成化学反应式为:原料氮气、氢气在150bar、440℃条件下经催化转化为合成氨,单程转化率约30%。
反应后的合成气经冷凝脱氨后返回合成工段循环。
合成气中残留的氨使平衡左移,对反应不利,冷冻工段的冷凝脱氨作用对合成氨具有重要意义。
某企业KBR工艺年产45万吨合成氨装置为例,该厂冷冻工段以透平驱动,消耗120bar过热蒸汽约62t/h,液氨冷凝用循环水6000t/h,是装置的能耗大户。
本文研究选择合适的方式,利用富余蒸汽8t/h产生7-12℃冷水对该冷冻工段的某点降温,在氨回收率的同时,降低系统能耗,响应国家“双碳”要求,也为企业创造效益。
2冷冻过程2.1工艺介绍图2.1 冷冻工段工艺符号说明:A ——联合冷凝器;B ——气氨压缩机;C、D ——气液分离罐;E ——液氨受槽;F ——氨冷凝器;G ——水冷器;150bar、78℃含氨的合成循环气1,在G经循环水初步降温至38℃后进入联合冷凝器A,在A中分别经一段氨蒸发(流体8)、二段氨蒸发(流体9)逐步降温至流体3的约148.99bar、0℃左右,使得流体1中的气相氨液化。
C内部主要实现气液混合物中液氨的分离,分离出的液氨在D减压、闪蒸脱除惰性气体后,经过E送至A作为氨蒸发冷凝的冷源;C分离出的气相返回合成循环工段,作为氨合成的原料。
A中蒸发产生的气氨经氨压缩机B加压并经F冷凝液化,大部分作为产品氨采出(流体13),压缩机B由蒸汽透平驱动。
浅析合成氨工艺节能措施

浅析合成氨工艺节能措施摘要:合成氨的生产能耗分为原料能耗和燃料能耗两局部,布朗公司正是基于降低合成氨过程燃料能耗方面的构思以及在这方面的努力,形成了温和的一段转化、二段炉参加过量空气、深冷净化的布朗根本工艺。
这就是布朗合成氨技术在合成氨的过程中,有诸多节能工艺,与其它的节能工艺相比,布朗合成氨工艺在甲烷化的净化根底上又添加了一道被称为"大冰箱";的深冷净化工艺。
关键词:煤制合成氨;装置;布朗合成氨;深冷净化工艺;节能是我国未来开展的重要内容,以现阶段煤制合成氨装置应用情况为根底,结合近年来能源消耗特点,分析煤制合成氨装置能源消耗特点,并结合我国未来开展需求提出全新的节能方向,基于此,主要探讨分析煤制合成氨装置的节能措施。
一、布朗合成氨工艺和其他合成氨技术根本相同,布朗合成氨生产工艺主要包括压缩原料气体,对原料气体进行脱硫处理、转化与压缩以及一氧化碳的上下温变换和对于气体的吸收〔主要是二氧化碳,两个时期的变换〕,甲烷化,枯燥的合成,低温净化合成气压缩、氨合成和冰冻等工序。
其中布朗合成氨技术的核心所在就是深冷净化工艺。
低温净化的效果是完全别离制备新鲜气体和合成氨,在很大程度上提高了操作的灵活性。
生产过程中,深冷净化技术可以有效地解决转化,净化局部等不可预料的波动操作,所以对合成局部根本没有影响,增加了操作弹性,使得操作更容易、更便捷。
另一个主要作用是去除杂质,主要是一些杂质气体〔一氧化碳、甲烷氩气等〕,使得H2与N2的比率维持在3∶1。
布朗公司在生产过程中的重要的措施是降低能源消耗〔降低燃气消耗〕,减少一段转化炉负荷,增加二段转化炉负荷。
其中重要的一个步骤是保证二段转化炉中含有过量气体,这可以使得参加的多于气体和氢、甲烷反响产生大量的热量,从而满足工艺生产中所需的热量。
甲烷化工序的过程后,深冷别离装置可以用来去除多余氮,同时也能得到浓度较高的H2和N2〔大约含有0.2%的Ar〕。
合成氨压缩机组节能优化和改造

量大。
2 优 化 和 改 造 措 施
2 . 1 机 组排 汽冷凝 系统 真空 覆水器操 作优 化
化 工 设 计 通 讯
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28 ・
Che mi c a l En gi n e e r i n g De s i gn Co m mu ni c a t i ons
第3 9 卷 第 2期 2 O 1 3年 4 月
合 成 氨 压 缩 机 组节 能优 化 和 改造
职 统 宝 ,赵 飞 ,严 勇
ZH I To n g— b ao , ZH AO Fe i , YAN Yo n g
( Ta x i n a n Fe r t i l i z e r P l a n t , Z e p u Xi n j i a n g 8 4 4 8 0 4 , C h i n a )
中 图分 类 号 :TQ1 1 3 . 2 5 1 文 献标 志码 :B 文章 编 号 :1 0 0 3 — 6 4 9 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 2 8 — 0 2
Op t i mi z a t i o n a n d Re v a mp i n g o f t h e Am m o n i a Co mp r e s s o r Uni t f o r En e r g y S a v i n g
Abs t r a c t : Af t e r y e a r s of e x pl o r a t i o n, o p t i mi z a t i on a n d r e va mp i n g, t he t hr e e a mmon i a c o mpr e s s or u ni t s a r e r u nn i n g s t a bl e ,e ne r g y c o ns ump t i o n p e r un i t o f p r o d uc t i s r e du c e d.Th e p r o d uc t i on s t a bl e yi e l d,hi g h y i e l d a nd go o d q ua l i t y a r e e ns u r e d.
透平压缩机组的优化控制与节能降耗

未来的石油化工工程工业是引领大型压缩机驱动流程运转的关键。
非计划停车生产停顿的发生依靠于大型压缩机组,同时对再开车的能量和环境给予保护。
大型离心式压缩机是靠装置设备投资的大小,主要关注的是造价的级别,通常会占装置一大部分造价。
大型压缩机在装置中所处的地位远远高于投资的总量,面对着投资大额的缺口,我们不得不采取一些改革,改变压缩机在装置中单系列运行,从组装置备机。
在透平压缩机组的优化控制与节能降耗过程中,需要改变的是大型压缩机的连续长周期运行,这种长时间的运行不会造成大型机组停车的故障。
石化生产装置设备中,需要降低透平压缩机组的能耗。
在大量的试验过程中,我们发现只有严格控制好压缩机在长期运作过程中的放空和回流,才是控制透平压缩机节能降耗的最佳方法。
研究压缩机的节能降耗是石油化工生产的重要课题。
1加大安全生产是有效控制系统可靠性的重要措施当前,我国在石油化工生产过程中,主要抓住压缩机组故障和事故的预防措施,在安全生产过程中避免一些不必要的浪费,从而降低了损耗。
不仅要控制压缩机的损耗,而且还要革新压缩机的设备。
在压缩机运行中,提高其控制系统的安全性能对于机组运行状态的检测有很大的导向作用,这些主要取决于压缩机组安全生产水平、节能降耗水平。
专用控制系统里把压缩机控制系统单列出来,目的是能够配套在大型轴流式、离心式压缩机组上。
压缩机控制系统在成型控制系统技术基础上,运用成熟的理论和实践方案,对透平压缩机组的优化控制与节能降耗提出了挑战性的技术研讨。
面临着减低损耗的难题,我们要加大国内主流压缩机控制系统的完善,要从抓好压缩机的安全稳控着手,把提高压缩机控制系统作为一项技术研讨课题,深入调查研究压缩机组控制系统的导向指标与装置,通过引用TS3000压缩机组控制系统,从而使得耗费降低。
2压缩机的耗损控制对整个装置的运行有重要影响2.1压缩机的装置好坏,是降低损耗的关键。
压缩机运行工艺对控制效果有很大的影响。
压缩机控制主要考虑到机组本身的安全,不能对装置工艺没有技术要求,相反,对于能力的大小直接会制约压缩机厂配套的控制系统,这对于一个刚刚走出困境的系统装置设备,其影响力是很大的。
煤化工合成氨工艺分析及节能优化对策

煤化工合成氨工艺分析及节能优化对策摘要:在煤化工发展水平不断提高的情况下,合成氨工艺获得了进一步发展,但是在节能方面依旧存在很多有待改进之处,因此化工企业应该研究一些节能优化方式,不断加强合成氨工艺的节能效果,从而全面提高煤化工行业的节能效果。
关键词:煤化工;合成氨工艺;节能优化1煤气化工作原理煤化工领域推进工业活动过程中,可以在高温高压情况下保证煤炭可以充分燃烧,和氧气、水蒸气会出现化学反应,使得固体煤炭材料能够顺利转化为具有可燃性的气体,气化处理的煤气可以被称之为合成气,参与此次气化反应的设备即是汽化炉。
从宏观角度分析,煤炭进行气化处理的过程中,主要可以划分为干燥阶段、燃烧阶段、热解阶段、气化阶段,在对煤炭进行干燥处理的过程中是物理制备阶段,其余环节基本都属于化学反应范畴。
气化炉内部的煤炭材料在高温影响下会出现热解反应,能够释放出很多挥发性比较强的物质,这些物质经过升温加热能够与添加剂出现化学反应,产生CO、CO2、H2S、H2O2等物质,这些物质再次接受加热处理、冷却处理以后,可以成功制备出合成氨。
2煤化工合成氨工艺的节能改造策略2.1造气工段技术的优化对于造气阶段的技术改进,可以从以下几个方面入手:(1)选择和引进全自动焦化机设备的生产制造技术。
在节能降耗的环境下,该技术具有非常好的环保性能,不仅可以帮助企业操纵产品成本,还可以确保生产过程的安全稳定;(2)完善液化气余热回收利用技术,依托更专业的回收处理设备处理利用氨合成工艺余热,依托余热回收利用有效节能;(3)介绍了锅炉状态监测和蒸汽压力微机控制技术。
在具体的生产过程中,根据这两种技术合理安排生产过程中的网络资源,通过对锅炉状态的检测,对造气炉的周围环境和内部结构运行进行实时检测。
如果在生产过程中发现问题,应及时解决预警信息,确保整个生产过程的安全稳定;(4)改进集中式高效气体洗涤器的应用。
在氨合成的具体过程中,可以采用集中高效气体洗涤器来缓解运行中的压力,特别是可以合理解决生产过程中产生的污水;(5)改进高炉余热回收利用技术。
天脊合成氨改造节能增产

率 , 蒸 汽消耗 下 降 , 提 高 了 氨净 值 , 小 了系 统 使 并 减 阻力 , 低 了压缩 机能耗 。此外 , 装 置还采 用 了热 降 该 管技 术 , 使转 化炉 出 口烟气余 热 回收更 充分 , 用合 成 氨反 应余 热加 热 锅炉 给水 , 减少燃 料 消耗 ; 用 高效 选 塔 盘技 术改 造 甲醇 洗装 置 塔 内件 , 不增 加设 备 数 在
铜 再 与空气 反应 时产生浓 硫酸 , 同时也 回收 了纯铜 , 铜 在整 个 过程 中 可 重 复使 用 。 除应 用 于 石 油 、 化 石
行 业外 , 技术 也 可望 应 用 于 一 体 化气 化 联 合 循 环 该
装 置 的气 体净 化等 其他 能源 领域 。氢气 不仅 是 一种 清洁 能源 而且 也是 一 种 优 良的 能源 载 体 , 随着 氢 能 应用 范 围 的扩 大 , 氢 源 要 求 不 断增 加 。从 多 渠道 对
・
2 ・ 8
气 体 净 化
20 0 8年 第 8卷 第 4 期
溶 液瞬 间反应 的原 理 , 通过气 体分 布装置 、 泡再 布 气
装 置形 成大量 的 气 泡 , 泡 在 极 短 的 时 间 内与 脱 气
行 了从工 艺 到产 品 的一 系 列 改进 , 托 该项 工 艺 设 依
备 配 套研 发 出 了 L P O 3高 效 复 合 多功 能 吸收 YL — 0
剂 。 目前 , 拉玛依 石 化 、 锦石 化等 多家 企业 表示 克 华 要使 用该 成果 , 分企 业 已签订 技术 应用 协议 。 部
硫 液充 分混合 接触 、 动传 质 , 大增加 了气 液接 触 湍 大
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泵 出 口压 力a 与设计 扬程 34m 相 比较 , 硫 泵 显然 存 在 能量 4 脱
过 剩 的问题 。
WT 0 -5×5 Q=2 0m / , 20 4 , 6 h H=2 5m 2
透平机 耦合器
WT 8 -7x2 Q:4 0m / , 5 4 06 , 8 3 h H= 0m X -0, 计扭矩 400N ・ l HL3 ’ 发 0 n
1 % 以上 , 能效果 明显 。 5 节
2 存在的 问题及解决措 施
() 1 脱硫 泵 与实 际生 产 的匹 配 问题 。正 常 生 产 中 , 硫 泵 出 口 阀 门开 度 为 2 % ~3 % , 统 脱 5 0 系
氮肥
第3卷 8
第 2期 2 1 年 2 00 月
2l
S hanghai
・ 投入 式液位变送器
・ 电容式压力变送器
・ W P T 0光柱数显报警 仪… -8
防爆 证号 GY 0 53 B 25
( ) 平 机与 系统 工 艺 参 数 的 匹配 问题 。透 2透 平机 的设 计 压 头 为 2 1MP , 际工 作 中其 进 口 . a 实
压力 一般 控制 在 2 0 MP . a左 右 , 口压 力 一 般控 出
精
度 :0 % ,1 . 5 %
2法兰连接 .
固定方 式:1 纹连接 . 螺
据 用户的设备结构 、工况特
点专门设计制作 ,简 化安装、
免 维护 ,确 保使用效果 。
U B80 Y.0 5系列 合 成氨 专 用型
高压水洗、铜洗塔 、汽包 、变换饱和塔 、热
UB8 0 Y .0 3系列 尿素 专用 型
制在 06M a 右 , . P 左 这样 作用 于透 平 机 的 脱硫 富 液有效 压 差仅 仅为 1 4MP . a左 右 , 与 透 平机 设 其 计压差 比值为 2 3 仅仅 略高 于 6 % , /, 0 故在 实 际运 行 中透 平 机的工 作效 率远 远未 得到 发挥 。 同时 由 于透平 机 与脱硫 泵 的流 量 又 基 本 相 同 , 在 实 际 故 工 作 中 , 透平 机运行 特性 限制 , 硫 富液不 能完 受 脱 全 通过 透平 机得 到 回收 , 余 的富 液 只能 从 脱 硫 多
● ● … ● ● - … - - - - … ● - … 一 ● ● … _ _ … - 一 - … ● ● … ● ● ● … … ● ● … ● - … ● ● ● … ● - - … - ● - … - - ● … - - … … ● … ● - -
其他 产 品
・ 电容式差压变送器
镛 巾仪 表
物 岔 专 霜
富 0 596 8 592 7 2.60 80 68 86 1
新 一代 化肥 专 用 液位 计 产晶特点
耐 高低温 、耐高压;防强腐
蚀 、 抗 搅 拌 、抗 结 晶 、 可 根
技术指标
工作压力 :0 2MP ~3 a
工作温度 :. 0 5 -  ̄2 0℃ 4 量程 范围:O Om ~2 输出信号 :二线制 4 OmA ~2 供 电:2 C 4V D
匕。
1 工艺流程及设备
透平 机组 工艺 流程见 图 1 。贫 液槽 中 的贫 液 经脱硫 泵 加压 后进 人脱 硫塔 , 与变换 气 逆 流接 经 触 吸收气 体 中 H S后 , 一部 分 富 液 由 自调 近 路直 接进人 闪蒸 槽 , 大 部分 富 液经 透平 机 吸收 高压 绝 能量后 进 人 。从闪蒸槽 出来 的液体 进入再 生槽再 生后 重新 回到 贫液槽 , 从而 形成 液体 的闭路 循环 。
为此, 决定对脱硫泵进行结构改造, 拆去出液 端的一级叶轮 , 增加专用轴套以替代原叶轮。改
造 后 , 流量 产生 了一定 的影 响 , 可 以通过 调整 对 但 出 口阀门来 增加 流 量 , 在对 流量 产 生不 大 影 响 的 前提下 , 通过 降 低脱 硫 泵扬 程 来 起 到 降低 电耗 的 作用 。对 比 改 造 前 后 , 硫 泵 日均 电 耗 下 降 了 脱
主要 设备 参数 见表 1 。
表 1 主要设 备参数
设备名称 多级脱硫泵 电动机
透 平 机
压力 ≤2 2 MP , 硫 泵 出 口压 力 ≥3 2MP , . a 脱 . a 加
上脱 硫塔 自身 高 度 及 管道 阻 力 约 0 5M a脱 硫 . P ,
数量/ 台
设备参数 2 0 J 3×8 口=20 n / , 0 D- 4 , 8 l h H=34I 4 n Y 50 l- 4 0k B 6 bl4。5 W
一吸塔 、解吸 塔、冷凝液膨胀槽 、蒸汽冷凝
适 用于 :氨 分离器、冷交换器 、甲醇分 离器 、 适用于 :液 氨缓冲 槽 、预精 馏塔 、二分塔 、 水塔 、冷凝 塔 、碳化 塔 、综合 塔 、清洗塔 、 液槽 、二循一冷 、二循二冷、一分加热、二 再生器 、氨 冷器、油分 、醇洗 、精馏 、脱 醚。 段蒸 发、尿液槽 等。
2 0
小氮肥
第 3卷 8
第2 期 21 2 00年 月
合成 氨 生产 中透 平机 组 的节 能 改造
梁 东 陈保杰 朱性 庆
( 南心 连心化 肥有 限公 司 新 乡4 3 3 ) 河 57 1
O 前言
河南 心 连 心 化 肥 有 限 公 司 “ 8・ O 生产 装 l 3” 置 中 2脱硫 系统 的 透平 机 组 由 WT0 -5× 204 5型 水 力 透 平 机 、0 D -3×8型 多 级 脱 硫 泵 和 电动 20 J 4 机 组成 , 采用 由陕西 欣 豪 机 械 制 造 有 限公 司 生产 的X 一 HL3 耦 合 器 联 成 l组 , 0型 安装 在 同一 底 座
上又 下降 了 1%左 右 。 0 ( ) 平 机 进 口压 力 调 节 与 控 制 问 题 。经 3透 20 08年改 造后 , 虽然 2台机 组 工作 效 率得 到 了提 升 , 仍然不 能 满 足所 有 高 压 液 体 全部 通 过 透平 但 机 的要 求 , 有 一 部分 高 压 液 体 需经 过 透 平 机近 仍