無動力氨回收裝置在合成氨系統中的運用

盧 軍

(中鹽安徽德邦化工有限公司安徽淮南232001)

無動力氨回收裝置在合成氨系統中的運用

盧 軍

(中鹽安徽德邦化工有限公司安徽淮南232001)

0 前言

中鹽安徽德邦化工有限公司目前生產規模為年產150kt合成氨和450kt純堿。DN1400mm氨合成系統于2009年6月10日投入使用，與之配套的4臺液氨貯槽弛放氣采用無動力氨回收裝置回收氣氨。

1 無動力氨回收裝置工藝流程

無動力氨回收裝置工藝流程如圖1所示。

圖1 無動力氨回收裝置工藝流程

膜提氫尾氣經無動力氨回收裝置入口閥將壓力和溫度分別控制在≤1.6MPa和30℃，然后進入干燥系統，利用分子篩除去尾氣中的飽和蒸汽后，再進入第1熱交換器，與低溫氣體冷熱交換回收冷量后，溫度降至約－10℃進入第1分離器，分離所夾帶的雜質后，氣體進入膨脹機制冷。

液氨貯槽弛放氣進入第2熱交換器，氣體被低溫氣體(低溫弛放氣、低溫提氫尾氣及液氨蒸發潛熱)冷卻，溫度降至約－25℃進入第2分離器;分離出大部分氨后，氣體進入第3熱交換器，氣體被低溫氣體(低溫弛放氣、低溫提氫尾氣)進一步冷卻，溫度降至約－50℃進入第3分離器，分離出殘余氨;氣體返回第3熱交換器交換冷量復熱后去膨脹機，利用膨脹制冷原理產生低溫氣體。膨脹后的低溫氣體依次經過第3和第2熱交換器冷熱交換后，壓力控制在0.1MPa出系統，尾氣去吹風氣系統作為助燃氣燃燒。

第2和第3分離器分離出的液氨匯合后節流返回第2熱交換器進行蒸發吸熱，降低液氨貯槽來的弛放氣溫度。為更好地利用冷量，出第2熱交換器的氣氨再進入第1熱交換器，以冷卻膜提氫尾氣，蒸發后的氣氨最后去后續系統。

2 工藝指標

入裝置前弛放氣壓力:1.3～1.6MPa;

入裝置前提氫尾氣壓力:≤1.6MPa;

膨脹機終端出口壓力:≤0.1MPa;

膨脹機軸承氣壓力:0.6～0.7MPa;

膨脹機出口溫度:(－65±5)℃;

第3分離器溫度:(－60±5)℃;

膨脹機轉速:≤50000r/min;

尾氣出口氨體積分數:≤1.0%。

3 運行參數

無動力氨回收裝置運行參數見表1。

4 開車過程及日常操作中的注意事項

開車過程中的注意事項:①用弛放氣緩慢向裝置內充壓，升壓速率為0.1MPa/min;待壓力接近1.0MPa時，開啟尾氣放空閥，膨脹機近路閥開啟約1圈，使裝置內氣體循環流動，并將弛放氣的壓力控制在工藝指標內;然后通過第2熱交換器進口引氨(引氨閥要緩慢開啟一點)，觀察第2熱交換器熱流出口溫度及第2分離器的現場液位顯示情況，待其液位升至50%時，停止引氨，液位投入自調。運行一段時間后，待系統較穩定、第2分離器溫度降至－10～－15℃時，準備下一步膨脹機的開車程序。②開啟軸承氣，保持軸承氣壓力為0.7MPa。膨脹機的出口閥、中間分離器導淋閥開啟1圈，將近路閥開大，閥前壓力控制至最低，然后緩慢開啟膨脹機的入口閥，緩慢關小近路閥，觀察膨脹機的轉速，逐步關閉近路閥，保持閥前壓力穩定。當第3分離器進口溫度降至－25℃、第2和第3分離器都有液位時，全系統即可實現液位自調，進入操作監控階段。

表1 無動力氨回收裝置運行參數

日常操作中的注意事項:①隨著裝置轉入正常工作，膨脹機的進、出口溫度隨之下降，此時應保證膨脹機后溫度不低于－75℃，以免產生液滴而使設備受損。②緊急停車時，除應立即關閉冷端進氣閥外，必須注意保持軸承氣供氣壓力不低于0.50MPa至轉子停止轉動。③出現精過濾器元件阻力太大時，應用四氯化碳(或無水酒精)清洗鎳片，并用潔凈空氣吹干。④膨脹機開機送氣時，應先全開近路閥，將閥前壓力降至最低，再緩慢開啟膨脹機前閥，然后讓其他操作人員觀察膨脹機轉速，緩慢關小近路閥，適當緩慢增加膨脹機轉速直至運行正常。

5 效益分析

噸氨弛放氣流量57m3/h，按120kt/a合成氨、液氨價格3200元/t計，每小時產氨15t，無動力氨回收裝置弛放氣處理流量為855m3，則日回收氨4.51t，折合日產生效益約1.5萬元。此項目總投資113萬元，3個月即可收回全部投資。

2014-06-26)