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在合成氨工业中,经过脱碳工艺处理后的合成氨原料气中仍含有0.5~3%CO和0.5~1%CO2,必须进一步处理将其降低至10×10-6以下,以保护氨合成催化剂。近年来国内外新建的大型氨厂大多采用液氮洗涤法脱除微量CO、CO2。
乌石化公司一化肥装置原设计是以减压渣油为原料,目前已改造为50%原料为天然气,年产30万吨合成氨和52万吨尿素。酸性气体脱除及液氮洗精制采用德国林德公司低温甲醇洗和液氮洗技术。在液氮洗单元,由于几台主要高压低温板翅式换热器不断出现内、外泄漏,且一直存在冷配氮混合不均匀、换热器换热面积偏小的问题,需要不间断补充液氮维持运行,严重影响了合成氨装置的生产能力和稳定运行。
根据乌石化公司一化肥液氮洗单元板翅式换热器具有高压低温四通道的特点,结合节能降耗要求进行分析,经过优化改造,消除内漏隐患;对原有冷箱经过优化改造,由四通道改为五通道,并增加两组板翅式换热器,同时将液态配氮改为气态配氮,改变现用的板翅式换热器由于换热面积不足而导致的严重偏离工艺设计,操作必须补入液氮维持运行的高消耗状况;提高了冷配氮混合程度,从而节约了液氮量,合成氨装置生产能力达到1200吨/天以上。通过回收尾气中大部分氢气以及部分氮气和一氧化碳,极大地降低了能耗。