合成氨尿素装置建设经验

18.30合成氨尿素装置建设经验天脊晋城化工股份有限公司(原晋城第二化肥厂)是1979年投产的年产3kt合成氨的小氮肥厂，历经二十年的艰苦创业，1999年达到60kt／a的合成氨生产规模，虽拥有得天独厚的资源优势，多年来却未见大发展，效益平平。

进入新世纪，企业领导审时度势，抓住山西省调产机遇，首先果断兼并了离市区25km的解放军6013厂，为企业拓宽了发展空间，并随即投资8141万元实施改产碳铵为大颗粒尿素的8.13工程(80kt/a氨，130kt/a尿素)。

2001年6月初率先建成了华北、东北、中原三大地区第一套大颗粒尿素装置。

改产尿素的成功，优化了产品结构，企业的实力和经济效益大幅提升，特别是这一规模发展的业绩成为山西省打造以无烟煤产地晋城为中心的尿素生产基地战略布局的首棋。

它更重要的意义在于培养锻炼了发展煤化工事业的生力军，坚定了快速发展、进一步使企业做大做强的决心和信心。

晋城二化在认真总结8.13工程经验的基础上，马不停蹄，进一步加快加大建设步伐。

2003年底，在6013厂厂址处，建成投产了全国小氮肥企业首套18.30装置(180kt/a合成氨，300kt/a尿素)。

该装置决算投资3.6亿元，建设周期13个月，投产42天即达产达标，试生产第一年(2004年)在电负荷受限的条件下，生产合成氨199.8kt，大颗粒尿素320kt，并联产甲醇14.3kt，实现利润1.2亿元，2005年又取得氨产量240.4kt，大颗粒尿素407.5kt，联产甲醇18.96kt，实现利润1.7898亿元的好成绩。

2001年以前，晋城二化还是一个名不见经传的小碳铵厂，而2003年底两套装置尿素生产能力达到500kt。

2005年合成氨总产量376kt,尿素总产量为619.77kt。

以实现销售收入9.45亿元，利润3.01亿元，利税3.4亿元的佳绩进入中国石油和化工化肥行业百强，全国小尿素行业综合效益第一名，成为中国石油和化工百强企业十大最具影响力企业之一。

晋城二化尿素装置的建设达到了投资省、投产快、运行好、效益高的建设目标，其合理的规模配置，各项先进技术的应用，成功的建设经验和稳定高效的运行效果倍受关注，众多同行前来参观、询问、学习、考察，来者中有的对其投资之少表示怀疑，也有不少同行将其高效益仅仅归结为资源优势带来的效果。

笔者有幸身临其境参加了工程建设和开车运行的全过程，首先肯定的是投资额和效益是实实在在的。

至于为什么花这么少的钱取得如此高的效益，我们的体会是：工程造价不单纯是一个花钱的事，它是一门融经济、技术、管理于一体的投资管理科学，从项目的决策、技术方案的选择、设计、实施等涉及到工程的全方位、全过程。

而项目的投资效益更是一个综合效果，除市场因素外，主要由投资多少、工期长短、运行效果来决定。

只有做到投资少、投产快、运行好，才能保证效益高。

与本项目同期同地的另一18.30装置总投资11.6亿元，建设期3年余，3个多月方达产，虽也处原料产地，建成后的效益却远不如晋城二化了，该装置吨尿素投资3860元，而晋城二化吨尿素投资仅1200元(如按达到的实际生产能力计算吨尿素投资不到1000元)，前者成本中的利息负担上百元，是晋城二化的三倍多，至于试车费用、运行费用的差别更悬殊。

下面仅就装置建设中的一些做法和体会总结如下：1 必须有正确的战略决策和建设指导思想领导的任务就是决策，根据晋城市打造200万吨尿素生产基地的目标，综合企业的优势和经济技术实力，二化领导当机立断，做出战略决策：在兼并的6013厂处兴建18.30装置，总投资不超过4.0亿元，2003年底投产。

工程建设的指导思想是：以节能降耗、低成本、稳定运行为中心，节省投入，缩短建设周期，边生产、边建设，突出企业经济效益，即达到投资少、投产快、运行好、效益高的建设目标。

装置建设尽量采用目前氮肥行业各项先进技术和行之有效的技术成果，注意发挥和充分利用原料煤的地域优势，坚决克服原料相对便宜轻视节能降耗的错误思想。

1.1 技术决策正确是项目成功的关键决策错误是造成浪费的根源，项目建设中技术决策尤为重要。

合成氨及尿素生产工艺较复杂，技术含量较高，虽是传统产业，但近年来技术进步突飞猛进，新技术、新工艺不断涌现，如何优化工艺路线和确定正确的技术方案—即技术决策是项目投资少、运行好的关键，也是装置建设的首要一步。

既不能只为了图快搞同类技术的简单重复，即简单的1+1，也不能盲目地无选择地采用新技术。

在认真总结本企业8.13工程生产及建设经验的基础上，广泛吸取大、中、小氮肥厂采用的先进、成熟、适用的技术，采取走出去，请进来等方法，通过消化、吸收、比较、借鉴，制定出既先进适用又经济合理的工艺路线和技术方案。

研究和讨论要充分，尽量考虑周全，杜绝先天性不足，路线和方案一经敲定，工程建设就有了明确的方向和目标。

1.2 装置的工艺路线18.30装置选定的工艺路线如下；直径2610mm煤气发生炉→1万m3气柜→煤气除尘、净化→罗茨鼓风机→静电除焦气体净化→压缩机一、二段→全低温变换→变换气栲胶法脱硫→压缩机三、四段→碳丙脱碳一原料气精脱硫一压缩机五、六段→醇烃化气体精制→压缩机七段→分子筛及氨冷除油水→氨合成→CO2汽提尿素→海德鲁大颗粒造粒。

工艺主要特点提示；低成本高质量制取脱盐水、全方位采用先进技术的煤气系统、多级煤气除尘净化、取消半水煤气脱硫、强化变换气脱硫、全低温变换、醇烃化原料气净化、ⅢJD－2000氨合成、改进型CO2汽提尿素生产、流化床大颗粒造粒。

装置中各工序的概况、特点及运行情况已有介绍，在此不赘述。

2 坚持厂院结合，优化完善设计设计是对拟建工程的实施在技术上和经济上所进行的全面而详尽的安排，是把先进技术和最新技术成果引入建设和生产的渠道，也是组织施工的依据和投资计划的具体化，因此设计质量好与坏直接关系着工程质量和将来装置的运行效果，是决定其工程成败的前提。

本装置从决策开始就十分重视设计工作，其做法有利于设计的优化，同时极大促进和保证了项目建设的顺利进展。

2.1 优选设计单位，尽量优化完善设计在广泛调查了解的基础上，充分发挥有关设计院的特长，晋城二化18.30工程的设计由山东化工规划设计院、湖南安淳公司、山西化工设计院、中国五环化工工程公司、徐州水处理研究所等单位分别承担有关工号的设计任务，由建设单位拿总和协调。

对设计的态度，既不能把设计单纯看作是设计部门的事撒手不管，也不能你设计你的我干我的二者脱节。

正确有效的做法是积极主动与设计部门配合协作，一方面了解掌握设计思想和设计内容；另一方面让设计单位吃透厂里情况，以便将业主的意图贯彻到实际设计当中去。

其具体做法是：设计工作开展前，由厂方牵头，会同设计院并邀请有关技术专利拥有者、设备制造厂、催化剂制造单位等技术人员共同讨论商定最经济合理的技术方案，方案不一定一次就定好，但应该在设计工作开展前确定下来(主要技术路线和方案在可研阶段就应该基本确定)，说起来这好像并不难做到，但实际上项目一旦决定就要快上，常常以工期紧为理由急急忙忙做设计，一边干、一边变，有的施工图都做了，而技术路线和方案又多处进行大的改变，造成人力、物力、工期的损失。

晋城二化的做法是；把功夫花在开始阶段的技术决策上，即磨刀不误砍柴功，路线、方案敲定，有了明确的方向目标，协作各方都集中力量鼓足劲去干，不走或少走弯路，自然顺利快捷。

设计院每一步初稿完成，厂方及时召集操作、管理经验丰富的工程技术人员、同行业专家等分别对工艺流程、平面布置、设备选型、管道配置、施工方案等进行充分讨论，特别要求各项目负责人对每台设备的特点、用途，每条管道、阀门的设计意图都做到心知肚明，讨论后形成汇总意见再反馈设计院。

这样做有利于设计的完善，避免了一些先天性不足；另一方面使业主和工程技术人员、施工人员提前进入角色，不但可以减少安装施工中的变更，有效地节省投资，缩短工期，而且有利于一次开车成功和投产后的稳定运行。

仅举一例：180kt/a合成氨变换系统，是当前国内同行业单套系统生产能力最大的全低温变换装置，直径5.4m低变炉也是国内首台，当山东院把该工序初步设计方案拿出来后，厂方邀请湖北化学研究院、山东明水化肥厂、河北正元高效塔器开发公司、江苏昆山三维板式换热器厂、湘东化机厂、长沙化机厂等单位的专家，由晋城二化的技改处、两个生产分厂的技术厂长、生产厂长、生产科、设备科、车间主任、工段长等技术人员参加，进行了长达两天的专题讨论，不但优化了设计，而且决定采用了高效垂直筛板饱和热水塔、高效低阻折流杆换热器、板式换热器、高效除油净化、段间喷水降温等多项技术，使全低温变换技术在中、小氮肥厂的应用上了一个新台阶。

18.30装置全系统开车一次成功，短时间达产达标并长周期稳定运行，厂院结合优化完善设计起了决定性作用。

笔者听到、见到一些技改工程建设中厂方和设计院、技改和生产严重脱节即常说的两张皮，到了试车、开车阶段大量矛盾突现出来，整改的工作量大，有的不好改则落下先天不足，因此，“善予者胜”的道理应牢牢记取并付之实践。

3 选择安全可靠、经济实用的设备并力求国产化设备是化肥生产的基础，整个18.30装置新上设备600余台套，其投资占总投资的一半以上，设备选型是否经济合理、先进实用关系到工程投资、安全稳定生产和生产成本的控制。

比如，大型合成氨装置中氢、氮气压缩机都采用蒸汽透平离心式压缩机，虽具有生产能力大、运行周期长、节电、节水等优点，但其投资是电动往复式压缩机的6～8倍，一旦维修需返回制造厂进行，影响生产时间长，尤其在以煤为原料的合成氨生产路线中，因气体中挟带的粉尘难以除净及山西电价相对较低等因素，本装置中全部选用电动往复式压缩机，如氢氮机为6MD32七段机，尿素CO2压缩机为6MD32—195／14.6五级六列机，满足使用、降低了造价，又保证了工期。

CO2汽提尿素装置四台关键高压设备选用有成熟制造经验的大连金州重型机器厂的设备，关键高压调节阀选用四川锦宇的产品。

氨合成及醇烃化内件采用安淳公司高效、优化的内件。

整个18.30工程除流化床机械造粒机下箱体和高压喷射器外其他全部国产化。

通过近三年的生产运行表明所采用的设备经济、安全、高效、实用。

4 引入竞争机制，公开招标，有效降低工程造价18.30装置总投资3.6亿，工程建设自始至终加强资金管理，处处精打细算、科学安排，特别是引入市场竞争机制，对所需数以千计的各类物资以及土建、安装、防腐、保温等多项工程全部采用招标、议标的方式采购，比质量、比工期、比造价，择优选择供货单位和施工安装队伍，从而保证建设工程中购置的设备、物资及施工安装队伍选型先进、性能可靠、质量上乘、价格合理、工期保证，确保了所有工号的一次开车成功和长周期稳定运行，达到理想的投入产出比。