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DNB303Q型低溫耐硫變換催化劑在12萬TNH3/ a變換新系統的應用小結
瀏覽: 發布日期:2017/3/21 10:28:47

江蘇新沂市恒盛化肥有限公司 曹廣安 李明霞 新沂 221400

•  概況

江蘇新沂市恒盛化肥有限公司年產合成氨 12萬噸,尿素16萬噸,2002年4月為配合合成氨擴產技改,新上一套12萬噸NH3/A規模的變換裝置,采用先進的工藝,更換優良的中、低變換催化劑,為φ1200精煉及φ1400合成系統配套運行。該項目于2002年4月投產,取得了令人滿意的效果。

•  采取的主要措施

從確定方案時,我們就把科學、先進、合理和經濟的 原則運用到工藝設計、設備選型制作、儀表配備及安裝中。首先我們認真查閱技術資料,對目前國內報道的變換系統新技術深入了解學習和比較,同時組織工藝和儀表人員到一些先進的廠家學習考察,結合我廠的實際和行業技術發展的趨勢動向博采眾長,大膽的創新。

2.1采用中-低-低變換新工藝流程

目前國內變換工藝流程主要有中串低、中低低、和全低變等三種,經過認真的考察學習我們認為中 -低-低工藝蒸汽消耗低,系統阻力小,操作適應性強,適合我廠的實際。這個流程中除了中變爐段間噴水節約蒸汽外,在低變爐間用調溫水加熱器調節下段入口溫度,操作方便、靈活。

2.2設計獨立式蒸汽混合器

混合器 汽氣混合效果好,液態水分離效果也很理想,它的設置交好的克服了過去蒸汽、煤氣帶水造成的設備腐蝕。

2.3飽和熱水塔采用規整填料

飽和熱水塔是變換工序氣液接觸傳熱傳質增濕的關鍵設備,運行好壞直接影響系統阻力和蒸汽消耗,這次我們采用BY175規整填料,飽和塔出口氣液溫差小,塔阻力小,液體循環量小,對降低該工段的汽耗、電耗有重要作用。

2.4認真選擇低變催化劑

實際證明,變換催化劑質量的優裂直接影響變換系統乃至全廠生產的穩定,能耗的大小和經濟效益的高低,為此我們專門對此進行了考察。催化劑通過制造廠家介紹,用戶反饋的信息,查閱國家催化劑檢驗監督中心的檢測報告并經過招標的形式,在質量、價格、服務三統一的準則下,我們選取了由山東臨朐大祥精細化工有限公司生產的鈷鉬系低溫耐硫變換催化劑 —DNB303Q,這是一種寬溫區變換催化劑,使用溫度150~460℃,在180℃條件下對CO和水蒸氣的反應有獨特的高活性。在考察中不少用戶反應DNB303Q變換催化劑低溫轉化率高、強度高,特別是硫化后強度成倍提高;易硫化、抗毒耐水性好、壽命長,正常條件下可達3~5年。

•  升溫硫化及生產運行情況:

3.1變換低變爐裝DNB303Q催化劑40m3,與中變催化劑的裝填比例為1:2。根據觸媒制造廠家介紹,該催化劑若以CS2硫化其用量應在120~150kg/m3,我們認為,硫化的質量回長期對催化劑的使用效果和壽命產生影響,因此我們取了CS2的用量上限共6T。

3.2在觸媒廠技術人員的指導下,我們制定了詳細的硫化方案及注意事項,本著“低溫穿透,高溫強化”和“提CS 2 不提溫,提溫不提CS 2 ”的原則,運用電爐功率,CS 2 流量及氣體空速等手段密切注釋觸媒床層的溫度變換,勿使溫度暴漲以燒壞催化劑。本次硫化共38小時,與計劃方案基本吻合,由于措施得力,依靠大家的共同努力,順利完成了硫化任務,為今后的生產打下了良好的基礎。

3.3生產運行情況:新變換系統從4月中旬至今已有近一年的時間,由于壓縮機能力限制目前,只能開38機(折L機氣量)日產合成案340T/d,從設備、工藝及觸媒的使用情況來看運轉很好,主要是:

3.3.1爐溫控制平穩,中變爐一段入口在300℃以下,低變爐一段入口〈210℃,中變出口控制在6~8%,低變出口根據生產需要控制1~2%。

3.3.2系統阻力小。原系統壓差一直在0.2MPa左右。新系統壓差穩定在0.02~0.03MPa,(低變爐壓差僅有0.01MPa)。

3.3.3整齊消耗大幅度下降,節能效果顯著。

在開 38機的情況下,日消耗蒸汽20~29.0T,噸氨耗汽油由原來的380~400kg,降到60~90kg。

3.3.4噸氨綜合電耗降低,經測算變換由于阻力下降,噸氨下降50kwh。

3.3.5工藝設備運轉良好,大大減少了過去因此造成的計劃外停車,為穩定尿素的產量、質量提供了保證。

附:變換崗位生產操作記錄數據

表 1:新舊系統阻力、汽耗、電耗數據表

表 2:低變爐生產操作記錄表摘錄

表 1舊系統阻力、汽耗、電耗數據表 

    項目

日期

阻力

MPa

日產量

T

單耗蒸汽

kg/TNH3

綜合電耗

kwh/TNH3

備注

02..2.5

0.2

268

392

1710

數據取自生產調度統計表

02.2.10

0.2

272

390

1682

02.2.15

0.2

263

395

1675

02.2.20

0.2

271

382

1648

02..25

0.2

266

394

1690

新系統阻力、汽耗、電耗數據表

    項目

日期

阻力

MPa

日產量 T

單耗蒸汽

kg/TNH3

綜合電耗

kwh/TNH3

數據取自生產調度統計表

02.12.16

0.02

374.04

66

1454

02.12.17

0.02

346.12

62

1453

03.1.11

0.02

337.51

75

1452

03.1.22

0.22

336.5

67

1452

•  經濟效益分析

4.1節約蒸汽

原噸氨用蒸汽 380~420kg,現噸氨用汽60`90kg(均以流量計為準),以噸氨節約300kg、年產12萬噸合成氨,每噸蒸汽以目前價格70元計算,此項年效益為288萬元

4.2節約電耗

每噸氨節電 50kwh。按每kwh0.28元計算,年效益168萬元,同時少開一臺熱水泵(22KW)年又節電4.35萬元。

4.3減少停車損失,過去兩套變換因設備老化、負荷重,每年造成停車不少于4次,每次損失5萬元以上,新系統僅此節約20萬元以上,以上各項年效益為480萬元,而新系統總投資650萬元,扣去其它費用,不少于兩年即可收回全部投資。

5、小結
12萬噸NH3/a新系統是我們自行設計,自行安裝的大項工程,無論自動化控制水平,還是現場操作,整體消耗水平等方面,在同行業處于先進,同時,我們認為,DNB303Q低溫耐硫變換催化劑在新系統中多降低蒸汽消耗、降低系統阻力,保證較高的CO轉化率等方面汽了不可替代的作用,其經驗為我們今年的技術改造,實現年產20萬噸合成氨、30萬噸尿素打下了堅實的基礎。

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