大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔021008
摘要:大型合成氨生产中合成氨产量和成本是最为关心的问题,在成本不变的条件下,合成氨产量越高,企业经济效益越高。我公司合成氨系统为联醇生产。最近公司把抓成本、提高产量工作放在了首要位置要从提高产量上挖效益。我车间2005年11月-2006年3月的液氨产量比2005年上半年平均低105t,同时,在同等生产条件下液氨日产差别较大。为了提高产量,降低成本,我们采取了一系列的措施。
关键词:合成氨;原因分析;产量
影响合成氨产量的因素比较多,如造气催化剂的活性,脱碳气残余二氧化碳,各种溶剂对氢的溶解带出,外送驰放气和高低压氢回收量以及设备泄露等。其中转化和变化催化剂在增产氨方面起关键作用,而合成催化剂只能提供单位时间氨的生产效率。
一、分析现状,展望未来
1.1分析现状
造气催化剂使用寿命通常很短,而合成催化剂使用时间很长。而造气系统高,底边催化剂更换,二段催化剂虽然用了7年,更换喷嘴后活性尚可,残余甲烷和一氧化碳的增加,不但无用能耗增加,氨产量也会相应减少。如果每年运行330天,氨销售价格以150美元/吨这和人民币1400元计,残余甲烷每增加0.1%,损失的氨产量为8.27t/d,每年损失2642t,损失利润473.6万元。有机酸课看出,残余甲烷和一氧化碳对氨产量和成本影响相当大。
2005年11月-2006年3月的液氨产量统计
其间液氨的最高日产量为138.83t/d。
1.2确定目标
根据公司降低成本的要求及生产的实际情况,变换气量3200m3/h液氨产量要升至135t以上。控制设备等不确定因素,提高操作员的平均水平,完善公司的管理制度,加强管理力度,不断招新人,淘汰旧人,使公司保持活力。减小影响因素的程度,完善设备,创造合适的生产条件。利用甲醇车间现有的变压吸附装置,回收合成一车间“双甲”改造后合成驰放气中的氢气,并加以利用,从工艺上推断是可行的,在投资上将也是最经济,最适用的。
二.原因分析
2.1经研究确定以下影响因素,并确定主次原因如下:
表1影响因素衰
通过以上分析,我们致认为造成液氨产量低主要原因为:
(1)变换气温度高,气量不足
(2)设备因素;
(3)变换CO高,粗甲醇产量高
(4)操作条件不稳定,外界因素影响太大。
(5)管理不到位
(6)原料气对氨产量的影响。
2.2次要原因为
(1)合成塔合成率低
(2)管理不到位。
(3)脱碳气残余二氧化碳,甲烷化消耗,阀门,管道,塔灌泄露以及驰放气的氢损失。
三:对策实施
我们针对一系列的原因逐个进行分析并制定了对策:
3.1变换气温度高,气量不足
分析:压缩机一段气体人口温度为变换气冷却器气体出口温度,因变换冷却塔冷却水为循环水,水温较高,夏季一般在28℃以上,冬季也在20℃以上,并且较脏,冷却效率低,致使气体出口温度高,一般在30-25℃。通过研究讨论决定
将循环水改为一次水,本着合理利用、节约的原则,次水分两个来源,一路为合成水冷器冷却水一次水回水一部分,因压力较高可直接送入变换冷却塔内;另一路为脱碳水冷器回水及合成水冷器一次水倒淋,由泵加压后入塔。两路水都较循环水水温低且较清洁。
运行结果:变换气温度夏季25℃以下;冬季22℃以下。
3.2设备因素
分析:运转设备的影响因素较大,主要为压缩机、循环机的内漏、外漏及检修质量。针对活门返气严重,更换频繁的问题,将原钢制伐片更换为PEK型伐片的活门;针对五、六段涨圈频繁的问题,采取定期更换活塞环,减小活塞环间隙的方法;针对二段大水冷漏气严重问题,将备用水冷检修后利用停车机会将其更换,替换下来的水冷器检修后备用;针对循环机填料漏气严重问题,将磨损的活塞杆更换,填料内径减小1mm。
运行结果:因以上因素停车次数大大减少。
3.3变换CO高,粗甲醇产量高
变换控制好蒸汽用量,根据生产情况将五段气C0控制在指标之内,因甲醇触媒在使用中后期调整醇氨比在25%以下。
3.4操作条件不稳定
分析:人合成塔气体氢比太高或太低都不利于氨的合成,新的小造气炉投入使用后氢比能较好控制在54%-57%之间;造气入炉煤采用优质晋城煤,减少甲烷,硫的含量;醇洗塔重新投入使用,稳定入塔微量;由合成循环气甲烷含量控制合成塔压力,吹出气压力在0.18MPa以下。
3.5管理不到位
分析:由于管理不到位,应该制定严格的成本考核制度,并与文明班组挂钩,充分调动员工的生产积极性;严格执行操作规程,控制好工艺指标。
调查效果2006年4月-7月的液氮日产统计:
表2液氮日产统计表
由上计算得平均日产液氮138.0t。目标完成较理想。
3.6原料气对氨产量的影响
原料气中氢越多及甲烷纯度越高,同样负荷下氨产量越高,天然气中二氧化碳如果没有经粗脱硫装置除去,即占据相应含量的负荷,则氨产量会相应减少,根据天然气成分分析二氧化碳含量为1.2%,同样为100%负荷,由于二氧化碳占据相应的1.2%的负荷,即实际负荷为98.8%,每天减少的氨产量为18t。所以,利用装置减少二氧化碳的含量,保证甲烷的纯度,就可以提高氨产量。
四.效益分析
(1)改造后日产液氨增加了7.15t,每月平均增产7.15×30=214.51t,每吨的市场价按2200元计,则每月效益增加471900元。
(2)自从改造后,减少了压缩机开停车次数,稳定了生产,大大提高了生产能力。
(3)通过氨产量实际工况下的理论计算及其分析,可以随时掌握经济运转状况,并可得出如下结论:
1)影响合成氨产量的因素比较多,应管好每一个细微的环节。
2)及时有普利森装置,残余甲烷和一氧化碳增加损失的氨产量并没有资料上说的那么多,但是损失的是利润且相当可观,因此必须严格控制残余的甲烷和一氧化碳的操作值。
3)用尽用足催化剂的活性相应匹配和协调,避免资源和能耗不必要的浪费,达到低耗高产的目的。
结束语:生产过程中还有很多的因素影响合成氨的产量,这需要我们在往后的日子里,注意每一个细节,把控每一个因素。在以后的生产过程中不断的探索发现新问题,不断地进行摸索、改进、实践,才能实现更大经济效益。
参考文献:
[1]张志翠,周荷珍.影响合成氨产量的原因分析[J].化工设计通讯,2008(01):7-8+1.
[2]卓正军,付小政,陈利.合成氨产量偏低原因分析[J].泸天化科技,2002(02):103-106+112.