淺析合成氨技術改造中的問題及對策

鄧守平(深圳市藍寶實業有限公司，廣東 深圳 518104)

淺析合成氨技術改造中的問題及對策

鄧守平(深圳市藍寶實業有限公司，廣東 深圳 518104)

節能降耗是一種現實需求也是一種發展趨勢，合成氨作為工業的基礎產業節能降耗義不容辭。本文就凈化系統改造以及填平補齊對合成氨進行節能技術改造，針對技術改造后存在的加壓變換管、換熱器的泄漏，變脫塔阻力大，脫碳富液泵帶氣，脫水裝置效率低，氣閥積塵，煤氣爐負荷不足等問題進行了分析并提出了相應的解決對策。

合成氨;技術改造;問題及對策

隨著社會發展進程的推進，人們對于可持續發展的認知逐漸加深，對能源的合理利用，降低能源消耗、提升能源利用率逐漸提上了生產、生活各個領域的日程[1,2]。合成氨是各個工業領域的基礎支柱型行業，對其進行節能降耗可以為工業生產領域的節能降耗打下堅實的基礎，因此對其進行節能降耗也迫在眉睫[3,4]。

本文針對合成氨工業中能源消耗較大的問題，從氨合成的技術出發，對凈化系統改造以及填平補齊兩個方面的技術改造進行闡述，并就技術改造中存在的問題進行分析，并提出相應的對策，希望能通過合理的技術改造在改善能源消耗的同時提升行業整體的經濟效益，保持社會可持續發展。

1 合成氨技術改造

1.1 凈化系統改造

對合成氨凈化系統采用加壓變換、變換氣脫硫、NHD脫碳，對全系統進行DCS控制，改造后操作簡便，生產穩定。

加壓變換通過飽和的熱水來回收中壓蒸汽，通過間接傳熱方法可以減少外部蒸汽的需求；對于輸送低于露點溫度氣體的管道，采用不銹鋼有效的阻止設備腐蝕；此外通過添加調節副線來增加裝置的操作彈性。

變換氣脫硫通過采用濕法和干法串聯的形式可以使氣體中的硫含量下降至ppm級，既避免了溶劑的污染，也可以延長催化劑的壽命，減少對設備的損傷。

NHD脫碳主要通過NHD貧液進行脫碳，具備凈化度高、操作簡單、不腐蝕設備等優勢，脫碳后的富液則通過閃蒸的方式進行純化，減少溶劑損傷。

1.2 填平補齊

填平補齊主要通過在現有的場地上增設3臺煤氣爐，同時配備3臺螺桿冰機，增設系統開停機方便、生產穩定。

2 合成氨技術改造中存在的問題及對策

2.1 加壓變換管道的泄漏

加壓變換系統中由于溫度相對較高且使用溫差較大，在使用過程中進口管的主管、出口管到換熱器之間的管路均屬于薄弱點，在使用過程中易于發生腐蝕而出現泄漏。對于進口管主管泄漏的問題，可以使用Cr-Ni-Ti類管材，此外也可以將副線接入主管的內部；對于出口管到換熱器之間的管路，需要合理的設計支撐彈簧以及彎頭補償，在接口處增加合適的大法蘭進行加固。

2.2 換熱器的泄漏

換熱器在使用過程中其下節列管易于發生泄漏，累積的泄漏量約為總量的十分之一，究其原因主要是露點腐蝕。針對這一問題，可以在列管中內襯管子并進行密封焊接，此外采用過熱蒸汽代替原來采用的飽和蒸汽，避免露點腐蝕，改進后泄漏量降低約百分之二，效果明顯。

2.3 變脫塔的阻力大

技術改造后變脫塔的阻力急劇增大，嚴重影響溶液的循環導致生產存在問題，究其原因主要是因為溶液中懸浮硫增加了阻力，放填料的格柵選用不合適導致填料強度不高而發生塌陷，降低了氣體流通的面積從而增加了阻力，此外選用的分布器內徑過小，雜質造成了堵塞。根據上述分析，可以去掉填料底層的網，將填料材質由PVC變換為PP，選用孔徑為25的分布器，經過處理后變脫塔的阻力可以恢復正常。

2.4 脫碳的富液泵中帶氣

技術改造后NHD脫碳時富液泵攜帶氣體比較嚴重，導致溶劑溢出，對于這個問題可以從如下幾個方面進行解決：首先優化氣液比使得塔槽的液位趨于穩定，確保分離效果；其次采用二氧化碳氣柜，穩定槽內壓力，減小其波動；最后在管道上增加一組液封管避免NHD的溢出。

2.5 脫水裝置的效率低下

NHD脫水裝置在使用時易于形成液泛從而使得效率較低，這主要可以通過對板式換熱器進行改造，例如增加換熱器的換熱面積，改變介質的流向等措施進行改進，此外對脫水塔里面的換熱器的效率進行增加。

2.6 壓縮機的氣閥易于積塵

在技術改造后雖然在裝置中增加了除塵器，但是壓縮機的氣閥積塵較為嚴重，通常每兩次就需要進行全部停機后將其拆開進行清理，嚴重影響了生產效率，針對這一問題，可以在電除塵器前面以及后面增加一個水洗塔，經過技術改造后基本上每個月只需要進行一次小的修改。

2.7 3600煤氣爐的負荷不足且返焦較高

在原有場地增加煤氣爐后，由于爐子的直徑較大，爐子的留碳較為嚴重，使得下錐體中的焊縫易于燒裂，針對這一問題，可以用均布爐箅替換前期的扇形爐箅，同時對風管進行一次改造，合理的進行吹風排氣同時穩定風壓。

3 結語

通過對合成氨進行凈化系統改造以及填平補齊兩個方面的節能技術改造，有效的降低系統的能源消耗，針對技術改造后存在的加壓變換管、換熱器的泄漏，變脫塔阻力大，脫碳富液泵帶氣，脫水裝置效率低，氣閥積塵，煤氣爐負荷不足等問題進行了分析并提出了相應的解決對策。

[1]周勇進,蔣濤.河北某合成氨廠造氣鼓風機節能技改方案設計[J].變頻器世界,2017,2:55-56.

[2]牟連斌,代少增,陳德志.某合成氨廠造氣工段PLC蒸汽節能改進[J].電子技術與軟件工程,2014,13:261.

[3]楊炎,佘林源.功熱電聯產技術在合成氨廠節能技改中的運用[J].廣州化工,2014,13:188-189.

[4]趙凱智,張萬偉,焦玉香.大型合成氨廠循環水泵的節能技術改造[J].石油化工應用,2011,30(2):94-96.

鄧守平（1968-），男，漢族，湖北省宜昌市人，深圳市藍寶實業有限公司，化學工程師，主要從事研究方向：化學工程