马子平、尚乃明

云南解化集团有限公司

摘 要：云南解化集团公司原有17万t/a褐煤鲁奇纯氧加压气化制氨装置和8万t/a焦炭UGI常压制氨装置各一套，针对焦炭价格高，制氨成本高，影响企业经济效益的问题，对褐煤加压气化制氨系统设备实施改造、填平补齐，扩大其产能后，停用焦制氨系统，原料本地化，优化了生产工艺，使合成氨生产成本得到有效控制，达到增产降耗，促进企业健康发展的良好效果。

1 引言

2005年10月，云南解化集团有限公司结合企业自身的实际情况，提出的围绕合成氨装置实施“原料路线改造及动力结构调整”的技术改造项目动工建设，2007年12月改造后的煤制氨装置全线建成投产，调试正常后于2008年1月12日甩除了运行近半个世纪的8万t/a焦制氨生产线。改造取得了较明显的提高产能，节能降耗，改善环境、清洁生产的良好效果，为企业的健康发展注入了新的活力。

2 项目实施的必要性

云南解化集团有限公司是上个世纪60年代国内第一批建设投产的中型氮肥企业，原有17万t/a褐煤鲁奇纯氧加压气化制氨装置和8万t/a焦炭UGI常压间歇气化制氨装置各一套，由于焦炭价格较高，又长途运输，导致合成氨生产成本高，直接影响了企业的经济效益，且常压间歇气化过程中吹风气回收困难，对环境造成一定的污染，环保压力较大，在一定程度上制约了企业的健康发展。因此，很有必要实施该改造项目。

3 项目实施的主要目的

通过围绕褐煤加压气化制氨系统部分装置设备进行扩能技改、填平补齐，提高装置氨生产能力，并将焦制氨系统产能转移到煤制氨系统，改造后停用生产成本较高的焦制氨系统，达到原料本地化，优化合成氨生产工艺路线，提高产能，节能降耗，控制生产成本，增加效益，改善环境，清洁生产的目的。

4 改造的主要内容

4.1 脱硫、脱碳气体净化部分的改造

本次技改的重点在褐煤制氨系统气体净化部分，即在原有低温甲醇洗、液氮洗的基础上对部分设备进行改造，填平补齐，使装置生产能力提高50%以上，以满足生产需求，此部分改造内容包括： 1）在原工艺流程的基础上，对低温甲醇洗工号采取新增一个H2S吸收塔，该塔可以顺利通过改造后的全部变换气量，使粗煤气净化脱油、脱水和脱硫在此塔内完成，替代原H2S吸收塔，将原H2S吸收塔改造为CO2吸收塔。

2）采用国内新型ADV微分高效塔盘对原H2S吸收塔浮阀塔盘改造后，用做CO2吸收塔，和原CO2吸收塔并联使用，弥补改造后处理CO2酸性气能力的不足。

3）甲醇再生部分新增一个CO2闪蒸塔，并采用新型ADV微分高效塔盘对原CO2闪蒸塔、H2S再吸收塔、热再生塔塔盘进行改造，并将H2S再吸收塔上段从φ1800mm扩到φ2600mm，提高溶液再生系统的能力，满足甲醇溶液再生的需求和保证溶液再生质量。

4）根据新增生产负荷的需要，相应新增部分换热器，溶液泵等。

通过此项改造，使低温甲醇洗气体净化装置生产能力在原有基础上提高50%以上，解决系统扩能后低温甲醇洗装置脱除粗煤气中H2S、CO2等酸性气体能力的不足。

4.2 气体精制部分的改造

因原煤制氨系统气体精制采用的是法国液空公司低温液氮洗技术，考虑到如果要在原装置上进行改造，不仅技术难度大，且投资也大，因此，采取新上一套24700Nm3/hPSA变压吸附制氢装置，净化精制处理低温甲醇洗改造扩能后所增加净化气体中残留的少量CO2及CO、CH4等组分，解决系统扩能后液氮洗装置气体精制能力不足的问题。

4.3 气化炉的改造

焦制氨系统停运后，拆除原来的1#～3#UGI常压间歇气化炉，新上三台φ3000mm加压气化炉，使加压气化炉总数达17台，气化炉粗煤气产能达到18万m3/h，保证气化炉随时具备有备用炉的条件和供气稳定。同时，新增一条φ400mm的粗煤气管到耐硫耐油变换系统，使该段的压差从0.15MPa下降到0.1MPa，有效的缓解了气化系统压力偏高的问题，提高了设备的安全稳定系数。

4.4 耐硫、耐油变换系统的改造

新上一套双系列预变换炉，将主预变催化剂分开，并联运行，提高变换处理能力，以满足系统扩能后粗煤气CO变换的需要。

4.5 甲烷转化、净化系统的改造

新增两台M-84/24甲烷尾气压缩机，与原有三台M-73/24型压缩机共用，满足对原液氮洗甲烷馏分和PSA制氢排放甲烷尾气压缩的要求。新增一套（6万t/a合成氨）换热式甲烷转化装置，处理PSA变压吸附制氢装置排放的富CH4尾气。新增一套（8万t/a合成氨）换热式甲烷转化装置，处理公司新建15万t/a 二甲醚从甲醇装置排放的富CH4尾气，将尾气中的CH4转化成制合成氨用的H2。新增一套苯菲尔热钾碱液脱碳装置，与在用的苯菲尔热钾碱液脱碳装置和原焦制氨系统MDEA(N-甲基二乙醇胺)脱碳装置三套脱碳装置并联运行，用于甲烷气转化系统变换气CO2的脱除。新上两套甲烷化装置，用于脱除碱液脱碳气中微量CO、CO2。甲烷化装置投产后，淘汰工艺复杂、能耗高、污染大的铜洗工艺。

4.6 原料气压缩机的改造

考虑到改造项目建成投产后，焦制氨系统要停运，这样一来，原焦制氨系统两台H223型压缩机将闲置下来，经过技术论证，并与设备制造厂家磋商，只需将H223型压缩机气缸及气体出口冷却、缓冲部分进行改造，就可改造为H228型压缩机。改造后，压缩机入口压力由常压提高至 1.5MPa，输气量可由9900Nm3/h/台增加至14500Nm3/h/台。并在焦制氨系统停运后，将原来输气量仅有9000Nm3/h的四台红旗牌压缩机拆除，重新安装三台输气量为14500Nm3/h的H228型压缩机，解决原料气压缩机不足的问题。

4.7 氨合成系统的改造

新建一套φ1200mm瑞士卡萨利轴径向冷激节能型氨合成塔，与原有φ1000、φ1200mm瑞士卡萨利轴径向氨合成塔、φ800mm国产三套管轴向氨合成塔并联使用，使氨合成装置生产能力有较大富余，解决合成系统压力高、能耗高的问题。

4.8 制冷系统的改造

对氨吸收混合制冷精馏塔盘采用新型ADV微分高效塔盘进行改造，提高精馏塔生产能力及效果。与设备厂家共同对混合制冷装置气体入口为负压的透平氨压缩机转子、隔板等进行改造后，使氨压缩机吸气量由21900Nm3/h提高至27000Nm3/h，满足低温甲醇洗扩能后，氨冷器蒸发量增加，对蒸发氨气加压的需要。同时，将氨压机的浮环密封改造为干气密封，不仅提高了氨压缩机运行的稳定性，也解决了原采用浮环密封漏氨气对环境造成污染的问题。

4.9 空分空压机的改造

因空分原来闲置一套输氧量7000Nm3/h的空分装置，已能满足系统扩产对氧气的需求，因此，空分只对压缩机部分进行改造。改造内容有：将原有的5TY空气压缩机4100kW电机改为汽轮机。新上一台输气量为15000m3/h的纯氧凝结式蒸汽透平机和一台输气量为30000m3/h的凝结式蒸汽空气透平机组，减少外供电用量，降低了能耗。

4.10 锅炉部分的改造

新建一台节能型130t/h循环流化床锅炉，使蒸汽产能达550t/h，满足化工扩能后对蒸汽的需要。

4.11 环保设施的改造

公司在实施原料路线技改项目的同时，十分重视环保设施的建设，在该项目中配套改造完成的环保设施主要有：

1）采用改良克劳斯硫回收工艺，对原克劳斯硫回收工艺进行改造，新建一套6kt/a硫回收装置，替代原有装置，解决原装置长期运转不正常，对含硫废气治理不彻底的问题，同时副产硫磺产品。

2）新建一台130t/h循环流化床锅炉同时，配套建设3万t/a硫酸铵生产装置一套，以洗涤合成吹出气产生的氨水为吸收剂，实施对锅炉烟气脱硫，不仅使锅炉排放烟气中的SO2降至50mg/m3以下，大大低于国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13233-1996）Ⅰ时段中规定的SO2≤1200mg/m3的限值，减少了SO2的排放，保护了环境，还得到硫酸铵产品，收到“以废治废，变废为宝”的良好效果。

3）新上两套甲烷化法装置，处理甲烷转化后序脱碳气中微量CO、CO2，替代原来落后的铜洗工艺，免除了金属铜和氨的消耗，同时也杜绝了原来铜洗大量低浓度氨水处理因难，长期向外排放，污染环境的现象。

4）将闲置的2台输气量3600Nm3/h氧压机改造成煤箱气压缩机，解决了原有煤箱气压缩机能力小，系统扩能后，气化炉煤箱气增加，压缩机不够的问题，保证了放空废气能全部回收利用，减少了浪费，既节约了生产成本，也消除了放空废气对环境造成的污染。

环保设施的改造完善，不仅使“三废”得到有效治理和合理利用，使企业实现了经济效益和环保、社会效益的双赢，同时，也为企业树立了较好的外部形象和营造了良好的投资环境。

技改后的工艺流程见图1。

5 改造装置投运后取得的实际效果

1）通过对褐煤制氨系统进行改造，填平补齐，优化了工艺及设备配置，充分挖掘设备生产潜力，系统改造投运后，将原来以焦炭、褐煤为原料生产合成氨两个系统改造成了只以褐煤为原料生产合成氨单系统运行，简化了生产工艺流程，不仅提高了装置生产稳定性能，也大大提高了装置合成氨的产能，使装置合成氨产量由原来最高只能达到700多t/d提高至1000t/d以上（最高日产合成氨已达到1021.5t），目前装置合成氨生产能力已达到35万t/a的水平。合成氨综合能耗也从改造前的2287kg标煤/tNH3下降到1816kg标煤/tNH3。每吨合成氨综合能耗节省标煤471kg，取得了较好的增产降耗效果。

2）改造装置投运后，合成氨生产实现“安、稳、长、满、优”，合成氨生产成本得到有效控制，消化了原料煤和用电涨价的不利因素，2008年尽管受全球金融危机的影响，企业仍实现盈利5200多万元。

3）改造完成后，安全环保设施得到进一步完善，保证了“三废”的有效处理，减少了“三废”的排放。改造在环保方面取得的优越成绩多次通过省、州、市等各级环保部门的检查认可。

6 经验与体会

通过项目实施总结，有以下的经验和体会：

1）从利用国内新型ADV高效塔盘对进口低温甲醇洗塔器改造取得的成功经验中，让我们体会到对于国外先进技术，只要我们认真对其消化吸收，坚持按科学态度办事的原则，大胆创新，利用新技术对其进行技术改造，一定能使新技术更加充分发挥其作用，扩大装置产能，达到增产降耗的目的。

2）由于此次改造涉及面较广，为保证改造顺利进行，并取得成功，公司将改造项目分为多个单项工程，每个单项工程抽调部分专业技术人员组成项目领导小组，负责所管辖范围工程项目的建设，直至装置开车正常，并落实项目负责人，建立考核奖惩制度，根据工程完成情况，实行必要的奖惩。这样一来，让专业技术人员既有权、又有责，放开手脚，大胆工作。通过直接参与改造工程的工作实践，使年青专业技术人员得到锻炼成长，一批优秀专业技术人才脱颖而出，成为企业的技术骨干，为企业的发展注入了新的活力。

3）此项目是在国内第一套，也是唯一的一套中型褐煤加压气化制氨装置上进行改造，并达到具有35万t/a大型褐煤加压气化制氨水平，其成功经验将为在国内建设大型褐煤制氨装置提供良好示范。

4）对于一个老企业而言，只有不断思想，充分利用国家鼓励的产业，依靠科技进步，科技创新，不断实施节能降耗技术改造，同时积极开发新产品，拓宽市场，将企业做大，做强，才能增强企业的抗风险能力，使企业始终充满蓬蓬生机，在激烈的市场竞争中，求得生存和发展。下载本文