氨及甲醇技术介绍

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南京国昌化工科技有限公司 大型低压氨、甲醇 设计及应用
2015年4月22日
一、公司简介
公司地处我国的化工摇篮—南京沿江工业开发区,占地 100亩,厂房、办公楼合计建筑面积16000m2,资产总额1.3亿 左右。 南京国昌化工 工程设计有限公司 南京国昌 催化剂有限公司 山东国昌 催化剂有限公司
南京国昌 化工科技 有限公司
合成氨、甲醇领域主要技术介绍
主 要 技 术
一、GC型氨合成技术 二、GC型甲醇合成技术 三、非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺技术 四、水冷板式反应器应用拓展 五、等温变换技术 六、工程设计及催化剂研发制造
一、GC型氨合成技术
低压氨合成技术: 压力:12∽15MPa 规模:6~60万吨/年 合成塔直径:1200~3200mm

2600低压氨合成运行情况
一、GC型氨合成技术
合成塔废锅直连式技术 开发的背景 前置废锅的工艺气入口温度高,对材料及结构要 求高,“高温不承压、承压不高温”的设计概念,开发 出卧式三重套管废热锅炉。 应用情况: 在短短几年的时间里,国内20万吨以上氨合成装 置,皆采用此种工艺技术。带来了可观的效益。
备注
( 合 成 塔进口至蒸汽过 MPa 0.16 热器出口) 过热蒸汽
t/t.NH3 Nm3/t.NH3 Kwh/t.NH t/t.NH3 t/t.NH3 t/t.NH3
0.90
0.97
2650
2638
/ / 151.07 23.52
57.76 0.63 93.1 7.3
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术:
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山东华鲁恒升30万吨氨合成装置,2014年4月 14日10时至2014年4月17日10时对该装置进行 了72小时连续运行考核 主要特点: 1、标准30万吨设计,氨合成塔配置ø2400。 2、承担氨合成系统、氨冷冻系统、合成气压缩 、驰放气净氨系统四大系统的全部初步设计( 含五大专篇)和施工图设计; 3、采用副产过热蒸汽流程,对过热器的材质进 行了改进,降低成本70%且运行稳定。
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考核项目 氨产量 氨净值 系统压力 系统阻力 合成塔阻力 副产蒸汽量 新鲜气量 氨压缩机电耗 合成气压缩机蒸汽消耗 循环冷却水量 循环冷冻水量
单位 t/ h % MPa MPa
考核指标 41.67 ≥16.5 ≤15.0 ≤1.2 ≤0.35
考核数值 42.49 16.53 11.4 0.6
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术 ——GC水冷型塔典型结构
GC水冷板甲醇合成塔 结构示意图
二、GFra Baidu bibliotek型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术——GC水冷型塔特点
GC型水冷板甲醇合成塔具备一般水冷型塔的副产蒸汽品位高 产量大,操作简单等优点,还具有独特的优点,主要有以下几 点: (1)采用气体轴、径向、折流分布技术,气体分布均匀; (2)改善催化剂床层的传热特性,传热系数大,移热能力强; (3)催化剂装填系数高达65∽70%,生产能力大,径向流适宜 大型化; (4)GC型水冷板甲醇合成塔采用板材为主,造价低。 (5)在其它类似甲醇合成,水移热等温反应领域的应用。 (6) 换热板安全可靠,制造过程中经过5次试压检验;目前为止 没有一台塔的水冷板出现泄露。
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术——GC气冷型塔主要业绩
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 使用单位 山东久泰化工科技股份有限公司 山东垦利化肥厂 山东垦利石化有限责任公司 山东久泰化工科技股份有限公司 吉林东圣焦化有限公司 江苏恒鑫化工有限公司 河北粤华化工有限公司 山西临汾同世达实业有限公司 装置能力 kt/a 50 60 30 150 60 60 100 200 合成塔规格 mm φ1800 φ1800 φ1200 φ2200 φ1800 φ1800 φ2000 φ2500 实施时间 2003-12 2004-11 2005-04 2005-05 2006-05 2006-09 2007-03 2007-05 备注 传统煤制气 天然气+传统煤制气 炼厂气 传统煤制气 焦炉气 传统煤制气 传统煤制气 焦炉气+传统煤制气
低压甲醇合成技术——GC水冷型塔主要业绩
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 使用单位 安徽昊源化工集团公司 山西聚源煤化工有限公司 河南金鼎化工有限公司 山西天柱山化工有限公司 安徽中能化工有限公司 河北新启元能源技术开发有限公司 鄂尔多斯金诚泰化工有限责任公司 湖北当阳市华强化工有限公司 新疆东辰化工 北京华福工程有限公司 阳煤恒通化工有限公司 装置能力 kt/a 250 100 250 150 200 100 400 120 400 300 200 合成塔规格 mm φ3200 φ2600 φ3000 φ3000 φ3200 φ2600 φ3500 φ2800 φ3200 φ3200 φ3200 实施时间 2008-06 2007-10 2007-10 2008-01 2014-06 2008-07 2008-07 2008-12 2012-03 2010-12 2014-06 备注 轴向塔(3套) 单醇 单醇 联醇轴向塔 轴向塔 单醇 单醇 联醇,2008年开车 单醇 单醇 径向塔
一、GC型氨合成技术
已经开车运行的15MPa系统(接近20套):
山东鲁西36万吨氨合成系统 安徽中能(临泉) 30万吨氨合成系统 新疆鸿基焦化12万吨氨合成系统,焦炉气制气 山东洪达15万吨氨合成系统,焦炉气制气 山东华鲁恒升30万吨氨合成系统 安徽昊源化工集团20万吨氨合成系统 大唐呼伦贝尔18万吨氨合成系统 河南煤业义马气化厂 甲醇尾气 四川龙蟒化工 天然气
13 山东联盟化工股份有限公司(Ⅱ期)
三、非等压醇烷化净化技术
非等压醇烷化系统主要业绩(接近60套)
序号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 使用单位 河北东光化工有限责任公司 山东海化盛兴化工有限公司 安徽临泉化工股份有限公司 杭州龙山化工有限公司 浙江晋巨化工有限公司 山西天柱山化工有限公司 陕西陕化化工有限公司 山西盂县化工有限公司 河北凯跃化工有限公司 湖北当阳市华强化工有限公司 江西碱业有限公司 山西金象煤化工有限责任公司 石家庄金石化肥有限责任公司 醇氨总生产能力 kt/a 200 150 200 200 200 200 150 200 200 300 300 300 280 实施时间 2007-06 2007-06 2007-10 2007-12 2008-01 2008-01 2008-06 2008-08 2008-10 2008-12 2009-03 2009-04 2009-05 低压联醇,醇产量12万吨/年 低压联醇,两套氨合成装置 低压联醇,醇产量15万吨/年 备注
典型结构 : 典 型 结 构 示 意 图
一 全 径 向 轴 三 径 二 轴 二 径
一、GC型氨合成技术
核心设备——GC型氨合成塔
主要特点 :
①轴向段采用新型菱形分布器气体混合分布技术:气体 分布均匀,平面温差小(3~10℃) ②径向筐分气流侧和集气流侧采用“鱼鳞筒”二次分布技 术:气体分布均匀、同柱面温差小(~10℃ ) ③采用冷激+段间间冷调温形式,操作稳定,氨净值高 ④采用径向流为主的结构,塔阻力低: 0.1~0.5MPa
一、GC型氨合成技术
中、高压氨合成技术: 压力:22MPa、26MPa 规模:5~60万吨/年 合成塔直径:1000~3000mm
一、GC型氨合成技术
中、高压氨合成技术: 主要业绩:
山东联盟24万吨/年,合成塔直径2500mm,压力22MPa; 新疆宜化30万吨/年,合成塔直径2600mm,压力22MPa; 山西金象24万吨/年,合成塔直径2400mm,压力24MPa; 湖北金鹰26万吨/年,合成塔直径2400mm,压力26MPa; 山东鲁西化工30万吨/年,合成塔直径2200mm,压力26MPa; 山东联盟20万吨/年,合成塔直径2000mm,压力22MPa; 安徽昊源20万吨/年,合成塔直径2000mm,压力31.4MPa; 安徽临泉20万吨/年,合成塔直径2000mm,压力31.4MPa; 河北东光26万吨/年,合成塔直径2600mm,压力26MPa
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术——GC水冷型塔换热板和分布板实物 气体径向分布器元件 水冷换热板
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术
Φ2800水冷板合成塔
GC型水冷板塔吊装现场
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三、非等压醇烷化净化技术
流程示意图
合 来自精脱 成 硫的脱碳气 气 中 压 醇 化 压 缩 高 压 CO+CO =50~5000ppm 醇 化
2
CO+CO2≈2~20%
CO+CO2 =1~8%
高 压 烷 化
CO+CO2 <10ppm 增加CH 4 可不计
氨 合 成
甲醇
甲醇

三、非等压醇烷化净化技术
工艺特点
实现系统内自热平衡,运行安全稳定。 净化度高:高压醇出口气体中CO+CO2小于200PPm,出甲烷化 系统气体中的CO+CO2在0~10PPm之间。 节能:部分CO、CO2和H2 在中压联醇工序转化为甲醇,节省压 缩功。 减排:在生产过程中无气体排放、无污染物的生成和排放,取代 环境污染严重的铜洗工艺和传统净化工艺。 操作简单、运行稳定。 醇氨比调节灵活方便、利于产品结构的调整:醇氨比可调范围 1∶1~1∶10。
一、GC型氨合成技术
核心设备——GC型氨合成塔
主要特点 :
⑤层间采用“瘦长”形中心换热器,换热效果好,操作弹 性大 ⑥采用催化剂自卸技术 ⑦余热回收量大,副产蒸汽品质高 ⑧反应器计算手段先进,催化剂床层分配合理
山东鲁西化工36万吨合成氨运行情况
第一套大型装置在鲁西化工集团股份有限公司 于2011年10月成功开车。 2012年2月以后达到氨产量42~45t/h,氨合成 系统压力~12.5MPa,系统压差~0.70MPa、合成 塔压差~0.27MPa、氨净值~16.5%。 根据上述生产数据及负荷的变化情况,氨合成单 元氨产量达到设计能力1200t/d的情况下,其系统 压力≤14.2MPa、系统压差0.90MPa、合成塔压差 0.25MPa、氨净值≥17.5% 各项指标都不输于国外技术指标,此套系统开车 后国外技术在国内报价降低40%左右。
一、GC型氨合成技术
核心设备——GC型氨合成塔
典型结构 :
GC型氨合成塔是轴径向流氨合成塔,广泛应用于 高、中、低压氨合成系统。催化剂层移热方式采用冷 激—间接换热相结合的形式。 典型的结构形式:两轴两径、一轴三径、三径向等 。 20万吨以上的装置,国内业绩最多。
一、GC型氨合成技术
核心设备——GC型氨合成塔
一、GC型氨合成技术
合成塔废锅直连式技术
一、GC型氨合成技术
金象直连式废锅,使用时间超过7年
一、GC型氨合成技术
合成塔废锅直连式技术
主要业绩:(已开车20套,有10多套正在安装、制造中,系统压力
等级12∽26MPa,蒸汽压力等级2.5∽4.0MPa) 四川金象(2套):合成氨18万吨/年(15MPa) 山西金象:合成氨24万吨/年(26MPa) 鲁西化工:合成氨36万吨/年(15MPa) 山东洪达:合成氨15万吨/年(15MPa) 新疆大黄山:合成氨12万吨/年(15MPa) 安徽晋煤中能:合成氨30万吨/年(15MPa) 大唐呼伦贝尔:合成氨18万吨/年(15MPa) 湖北金鹰:合成氨24万吨/年(15MPa) 河南煤气化义马分公司:合成氨12万吨/年(12MPa)
三、非等压醇烷化净化技术
非等压醇烷化系统主要业绩(接近60套)
序号 1 使用单位 山东鲁西化工集团第八化肥厂 醇氨总生产能力 kt/a 360 240 150 240 200 200 300 150 200 240 240 200 260 实施时间 2005-04 2005-06 2005-08 2005-10 2005-12 2006-05 2006-06 2006-10 2007-02 2007-03 2007-03 2007-03 2007-06 氨合成串塔技术 两套氨合成装置 备注 中压联醇,最高产量10万吨/年 中压联醇,最高产量10万吨/年 2 山东联盟化工股份有限公司(Ⅰ期) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 河南平顶山飞行化工有限公司 安徽昊源化工集团有限公司 广西河池化工股份有限公司 山东阿斯德化工股份有限公司 宁夏丰友化工有限公司 山东海化华龙硝铵有限公司 安徽三星化工有限责任公司 山东鲁西化工集团第一化肥厂 山东鲁西化工集团第二化肥厂 河北新化化工有限公司
低 压 甲 醇 合 成 技 术 气冷型
核心设备 核心设备
水冷型
GC型水冷板 甲醇合成塔
GC型气冷 甲醇合成塔
二、GC型甲醇合成技术
低压甲醇合成技术: 压力:4~10MPa 规模:5~160万吨/年 合成塔直径:1250~4000mm 规模60万吨/年以上采用多塔串并联
二、GC型甲醇合成技术
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