氨吸收制备氨水技术改造

2019-07-02

化肥设计 2019年3期

(兖矿鲁南化工有限公司，山东滕州 277527)

兖矿鲁南化工有限公司(以下简称鲁南化工)有两条尿素生产线，第一条尿素生产线为6万m3/h空分、3台德士古气化(2开1备)、全低变+NHD脱硫脱碳+甲烷化精制、高压法氨合成、双高压水溶液全循环法尿素生产工艺，第二条尿素生产线为6万m3/h空分、1台四喷嘴水煤浆气化炉(无备炉)、全低变+NHD脱硫脱碳+甲烷化精制、低压氨合成(卡萨利工艺)、CO2气提法尿素工艺。鲁南化工第一条尿素生产线的氨水制备不能正常运行，存在系列问题。

(1)因氨吸收装置主要用于回收合成及氨库贮罐气中的含氨尾气，相关设备、管道设计处理能力较小，氨水产量最高仅能达到5 t/h。

(2)由于系统无法生产高浓度氨水，一是无法完成2018年签订的氨水销售合同，对企业信用造成影响；二是市场上对高浓度氨水需求量较大，利润较高，无法销售高浓度氨水，将给鲁南化工造成极大经济损失；三是不能满足热电站烟气脱硫要求，造成环保不达标。

1 改造情况

1.1 改造方案

针对上述问题，鲁南化工探讨了如何对现有设备系统进行优化改造，以达到生产高浓度氨水的目的。通过分析讨论，决定利用原氨精馏系统的闲置设备、管线、阀门、机泵等进行改造，通过改造实现制备10%(w)或15%(w)氨水，满足生产及销售需求，改造内容如下：①利用原氨吸收界区内闲置的氨精馏塔、III氨吸收塔以及机泵、管道进行改造，对现场自调阀、流量计进行移位；②将净化二闲置的200 m3储槽改为成品氨水槽；③将原尿素一退出的220 m2的换热器作为氨水制备水冷器；④对停滞多年的原有氨水泵进行拆检、修复，同时利用旧库存闲置的氨水泵1台。

1.2 改造流程

本次改造将原氨精馏塔作为氨吸收塔、将原III氨吸收塔作为尾气吸收塔，氨水贮槽闪蒸气全部送往尾气吸收塔，打破了原氨水贮槽直接排大气的固有模式，杜绝了环境污染，具体改造流程如下。

(1)从氨库来的液氨(浓度≥99.8%、压力≤2.2 MPa(a))，经液氨自调阀减压及流量计计量后进入氨吸收塔(原氨精馏塔)底部的液氨喷射器，塔顶部加入尿素工段过来的精制水或管网来的软水进行吸收，精制水分两路加入：一路通过第一精制水上水阀加入吸收塔第一、二层填料之间；另一路通过第二精制水上水阀加入吸收塔顶部，精制水与上升的气氨在填料上逆流接触，混合反应制成浓氨水。

(2)从吸收塔底部出来的氨水送往氨水冷却器冷却，冷却后氨水温度≤40 ℃，然后通过氨水泵加压后一路通过自调阀送往尿素氨水槽或氨吸收成品氨水贮槽；另一路做为循环氨水与第一精制水管线混合后送往吸收塔第一、二层填料间继续循环吸收，以调节精馏塔液位和控制氨水浓度。

(3)从氨水槽出来的成品氨水经氨水泵加压送往鲁南化工氨水管线外卖，当氨水浓度较低时，将氨水送往氨精馏塔第一、二层填料间与第一精制水管线混合后，进行循环提浓。

(4)氨水槽为常压槽，顶部设放空气送往尾气吸收塔(原Ⅲ氨吸收塔)底部，与尾气吸收塔顶部加入的精制水逆流接触，回收氨并制造氨水，使放空气达标排放。尾气吸收塔下部出来的氨水利用位差送往原氨水贮槽，尾气吸收塔顶部放空阀全开，塔操作压力为常压。

(5)系统开车前，视情况可往吸收塔内部通入0.1～0.2 MPa(a)的氮气，开车过程中可根据压力高低决定是否开氮气阀，吸收塔压力由塔顶压力自调阀控制，吸收塔顶部产生的少量不凝气，通过自调阀送往尾气与氨水槽顶部气相一起进入尾气吸收塔，回收氨制造稀氨水。