CN215288665U - 以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及醇氨联产装置技术领域，是一种以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其包括气化炉一、气化炉二、旋风分离器一、旋风分离器二、水洗塔一、水洗塔二、甲醇变换装置、氨变换装置、低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二、甲醇合成装置、二氧化碳解析塔、硫化氢浓缩塔、甲醇再生塔、液氮洗装置、合成氨装置、液氨储罐和尿素合成装置。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在合成氨系统出现故障时，通过气化炉一单炉运行，满足甲醇生产以及尿素合成装置低负荷运行的要求，避免尿素合成装置停车；实现冬季单台气化炉‑甲醇‑尿素系统的运行，极大降低尿素合成系统开停车造成人才物力的耗费和北方冬季防冻压力。

Description

以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置

技术领域

本实用新型涉及醇氨联产装置技术领域，是一种以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置。

背景技术

兖矿新疆煤化工有限公司60万吨醇氨联产项目年产30万吨甲醇、30万吨合成氨、52万吨尿素，装置配套三台水煤浆气化炉，两开一备。主要工艺流程是：气化反应产生的水煤气经除尘洗涤后送至变换工段。变换工段分为甲醇变换和合成氨变换。其中，合成氨变换工艺为全变换，经低温甲醇洗除去杂质后得到净化气，净化气再送入液氮洗工段精制，然后进行粗配氮和细配氮得到氢氮比为3:1的合成气，随后经合成气压缩机加压后送入氨合成系统生产液氨；而甲醇变换工艺为部分变换，确保甲醇合成所需的 H₂/CO，变换后的水煤气经低温甲醇洗工段除去有毒有害成分后得到净化气，净化气送往甲醇合成工段合成甲醇。低温甲醇洗工段根据甲醇系统和合成氨系统分别设置一台主洗塔共用一套再生装置，解吸出的CO₂送往尿素装置，经CO₂压缩机压缩、脱硫脱氢后与液氨合成尿素。60万吨醇氨联产系统，在冬季严寒条件下，若出现合成氨系统故障停车，致使二氧化碳气大减量，通常造成尿素系统停车。

发明内容

本实用新型提供了一种以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，克服了上述现有技术之不足，其能有在合成氨系统出现故障时，避免尿素系统停车，保证尿素系统低负荷稳定运行。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，包括气化炉一、气化炉二、旋风分离器一、旋风分离器二、水洗塔一、水洗塔二、甲醇变换装置、氨变换装置、低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二、甲醇合成装置、二氧化碳解析塔、硫化氢浓缩塔、甲醇再生塔、液氮洗装置、合成氨装置、液氨储罐和尿素合成装置，气化炉一的水煤气出气端与旋风分离器一的进料端连通，旋风分离器一的出气端与水洗塔一的进气端连通，气化炉二的水煤气出气端与旋风分离器二的进料端连通，旋风分离器二的出气端与水洗塔二的进气端连通，甲醇变换装置、氨变换装置的进气端均与合成气管网的输出端连通，水洗塔一、水洗塔二的出气端分别与合成气管网的输入端连通，甲醇变换装置底部出口与低温甲醇洗涤塔一下部进口连通，氨变换装置底部出口与低温甲醇洗涤塔二下部进口连通，低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二的上部之间连通有甲醇循环进液管线，甲醇再生塔的下部出液端与甲醇循环进液管线连通，在低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二之间连通有甲醇循环回液管线，甲醇循环回液管线的出液端与二氧化碳解析塔的进液端连通，二氧化碳解析塔中部出口以及其底部出口均与硫化氢浓缩塔的进液端连通，硫化氢浓缩塔的出液端与甲醇再生塔的进液端连通，二氧化碳解析塔顶部出气端与尿素合成装置的进气端连通有二氧化碳管线，低温甲醇洗涤塔一顶部出气端与甲醇合成装置的进气端通过净化气管线连通，低温甲醇洗涤塔二顶部出气端与液氮洗装置的进气端连通，液氮洗装置的出气端与合成氨装置的进合成气端连通，合成氨装置的出液端与液氨储罐的进液端连通，液氨储罐的出液端与尿素合成装置的进料端连通。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还包括火炬，火炬进气端连通有废气管线，靠近水洗塔一、水洗塔二的出气端的合成气管网的输入端分别与废气管线连通，靠近甲醇变换装置、氨变换装置的进气端的合成气管网的输出端分别与废气管线连通，甲醇变换装置、氨变换装置、低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二的顶部出气端分别与废气管线连通。

上述二氧化碳管线上连通有放空管线，在放空管线与尿素合成装置进气端之间的二氧化碳管线上连通有压缩机。

上述液氮洗装置的出气端与合成氨装置的进合成气端之间连通有压缩机，合成氨装置的出液端与液氨储罐的进液端之间连通有连通有换热器。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在合成氨系统出现故障时，首先降低尿素合成装置负荷，在保持甲醇合成装置运行的前提下，加大二氧化碳解析塔二氧化碳气体解析量，然后逐渐切出合成氨装置、液氮洗装置、低温甲醇洗涤塔二以及气化炉二，以此通过气化炉一单炉运行，满足甲醇生产以及尿素合成装置低负荷运行的要求，避免尿素合成装置停车；实现冬季单台气化炉-甲醇-尿素系统的运行，极大降低尿素合成系统开停车造成人才物力的耗费和北方冬季防冻压力。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为气化炉一，2为气化炉二，3为旋风分离器一，4为旋风分离器二，5为水洗塔一，6为水洗塔二，7为甲醇变换装置，8为氨变换装置，9为低温甲醇洗涤塔一，10为低温甲醇洗涤塔二，11为甲醇合成装置，12为二氧化碳解析塔，13为硫化氢浓缩塔，14为甲醇再生塔，15为液氮洗装置，16为合成氨装置，17为液氨储罐，18为尿素合成装置，19为合成气管网，20为甲醇循环进液管线，21为甲醇循环回液管线，22为二氧化碳管线，23为净化气管线，24为甲醇中间槽，25为火炬，26为废气管线，27为放空管线，28为压缩机，29为换热器。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置包括气化炉一1、气化炉二2、旋风分离器一3、旋风分离器二4、水洗塔一5、水洗塔二6、甲醇变换装置7、氨变换装置8、低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10、甲醇合成装置11、二氧化碳解析塔12、硫化氢浓缩塔13、甲醇再生塔14、液氮洗装置15、合成氨装置16、液氨储罐17和尿素合成装置18，气化炉一1的水煤气出气端与旋风分离器一3的进料端连通，旋风分离器一3的出气端与水洗塔一5的进气端连通，气化炉二2的水煤气出气端与旋风分离器二4的进料端连通，旋风分离器二4的出气端与水洗塔二6的进气端连通，甲醇变换装置7、氨变换装置8的进气端均与合成气管网19的输出端连通，水洗塔一5、水洗塔二6的出气端分别与合成气管网19的输入端连通，甲醇变换装置7底部出口与低温甲醇洗涤塔一9下部进口连通，氨变换装置8底部出口与低温甲醇洗涤塔二10下部进口连通，低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10的上部之间连通有甲醇循环进液管线20，甲醇再生塔14的下部出液端与甲醇循环进液管线20连通，在低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10之间连通有甲醇循环回液管线21，甲醇循环回液管线21的出液端与二氧化碳解析塔12的进液端连通，二氧化碳解析塔12中部出口以及其底部出口均与硫化氢浓缩塔13的进液端连通，硫化氢浓缩塔13的出液端与甲醇再生塔14的进液端连通，二氧化碳解析塔12顶部出气端与尿素合成装置18的进气端连通有二氧化碳管线22，低温甲醇洗涤塔一9顶部出气端与甲醇合成装置11的进气端通过净化气管线23连通，低温甲醇洗涤塔二10顶部出气端与液氮洗装置15的进气端连通，液氮洗装置15的出气端与合成氨装置16的进合成气端连通，合成氨装置16的出液端与液氨储罐17的进液端连通，液氨储罐17的出液端与尿素合成装置18的进料端连通。

当合成氨系统（合成氨装置16）出现故障时，首先降低尿素合成装置18负荷，在保持甲醇合成装置11运行的前提下，加大二氧化碳解析塔12二氧化碳气体解析量，然后逐渐切出合成氨装置16、液氮洗装置15、低温甲醇洗涤塔二10以及气化炉二2，以此通过气化炉一1单炉运行，满足甲醇生产以及尿素合成装置18低负荷运行的要求，避免尿素合成装置18停车。实现冬季单台气化炉-甲醇-尿素系统的运行，极大降低尿素合成系统开停车造成人才物力的耗费和北方冬季防冻压力。

甲醇变换装置7、氨变换装置8、甲醇合成装置11、液氮洗装置15、合成氨装置16和尿素合成装置18均为现有醇氨联产中甲醇变换工艺、氨变换工艺、甲醇合成工艺、液氮洗工艺、合成氨工艺和尿素合成工艺使用的现有公知设备。甲醇合成装置11合成的甲醇送入甲醇中间槽24。

可根据实际需要，对上述以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，还包括火炬25，火炬25进气端连通有废气管线26，靠近水洗塔一5、水洗塔二6的出气端的合成气管网19的输入端分别与废气管线26连通，靠近甲醇变换装置7、氨变换装置8的进气端的合成气管网19的输出端分别与废气管线26连通，甲醇变换装置7、氨变换装置8、低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10的顶部出气端分别与废气管线26连通。

如附图1所示，二氧化碳管线22上连通有放空管线27，在放空管线27与尿素合成装置18进气端之间的二氧化碳管线22上连通有压缩机28。

如附图1所示，液氮洗装置15的出气端与合成氨装置16的进合成气端之间连通有压缩机28，合成氨装置16的出液端与液氨储罐17的进液端之间连通有连通有换热器29。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：本装置在运行过程中，当合成氨系统（合成氨装置16）出现故障时，操作如下：

（1）尿素系统（尿素合成装置18）缓慢降负荷至14000Nm³/h至15000Nm³/h，多余二氧化碳气经放空管线27放空，确保二氧化碳管网（二氧化碳管线22）压力可控可调，尿素系统低负荷稳定运行，注意压缩机28喘振；

（2）合成氨工段（合成氨装置16）逐步降低负荷，精制气于液氮洗装置15洗后进行放空，随后合成氨装置16切气停车；

（3）将液氮洗放空逐步引致低温甲醇洗涤塔二10低温甲醇洗后经废气管线26放空燃烧，随后液氮洗装置15停车；

（4）优化低温甲醇洗工艺运行，最大程度增加二氧化碳气量；

1）逐步降低低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10甲醇循环量（甲醇循环量过高，会导致二氧化碳解析塔12解析二氧化碳量下降）；

2）将二氧化碳解析塔12压力降低至0.17MPa，并将硫化氢浓缩塔13、甲醇再生塔14液位保持稳定，提高二氧化碳解析量，并加大二氧化碳解析塔12塔回流，确保外送二氧化碳气体中硫含量小于10ppm；

3）在满足尿素低负荷运行的基础上，二氧化碳入工段（放空管线27）放空阀长期保持大于10%放空；

（5）低温甲醇洗工段（低温甲醇洗涤塔一9、低温甲醇洗涤塔二10）稳定运行后，逐渐将放空气引至氨变换装置8后放空；

（6）将氨变换装置8的放空气逐渐引致待停气化炉二2后进行放空，并将待停气化炉二2与后系统隔离；

（7）待停车气化炉二2停车。

关键控制点：

（1）优化低温甲醇洗工艺运行，最大程度增加二氧化碳汽量；

（2）前期需要留存一定库存的液氨，用于合成氨短停后尿素生产所需；

（3）提高锅炉负荷。双炉负荷由310T/H，提高的360T/H，保证蒸汽满足生产需求，提前调整锅炉燃料煤配比，提高入炉煤热值，锅炉上煤采用少量多次的上煤方式，控制煤仓料位低料位运行，以此有效提高锅炉蒸汽产量，确保热力系统稳定；

（4）气化工段（气化炉）提高煤浆浓度，优化煤炭配比，适当降低操作炉温，提高水煤气中CO含量；

（5）在保证气化炉况稳定的前提下，提高气化炉负荷，单炉运行每提高一档负荷，低温甲醇洗总气量增加5000Nm³/h。

Claims (5)

1.一种以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其特征在于包括气化炉一、气化炉二、旋风分离器一、旋风分离器二、水洗塔一、水洗塔二、甲醇变换装置、氨变换装置、低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二、甲醇合成装置、二氧化碳解析塔、硫化氢浓缩塔、甲醇再生塔、液氮洗装置、合成氨装置、液氨储罐和尿素合成装置，气化炉一的水煤气出气端与旋风分离器一的进料端连通，旋风分离器一的出气端与水洗塔一的进气端连通，气化炉二的水煤气出气端与旋风分离器二的进料端连通，旋风分离器二的出气端与水洗塔二的进气端连通，甲醇变换装置、氨变换装置的进气端均与合成气管网的输出端连通，水洗塔一、水洗塔二的出气端分别与合成气管网的输入端连通，甲醇变换装置底部出口与低温甲醇洗涤塔一下部进口连通，氨变换装置底部出口与低温甲醇洗涤塔二下部进口连通，低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二的上部之间连通有甲醇循环进液管线，甲醇再生塔的下部出液端与甲醇循环进液管线连通，在低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二之间连通有甲醇循环回液管线，甲醇循环回液管线的出液端与二氧化碳解析塔的进液端连通，二氧化碳解析塔中部出口以及其底部出口均与硫化氢浓缩塔的进液端连通，硫化氢浓缩塔的出液端与甲醇再生塔的进液端连通，二氧化碳解析塔顶部出气端与尿素合成装置的进气端连通有二氧化碳管线，低温甲醇洗涤塔一顶部出气端与甲醇合成装置的进气端通过净化气管线连通，低温甲醇洗涤塔二顶部出气端与液氮洗装置的进气端连通，液氮洗装置的出气端与合成氨装置的进合成气端连通，合成氨装置的出液端与液氨储罐的进液端连通，液氨储罐的出液端与尿素合成装置的进料端连通。

2.根据权利要求1所述的以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其特征在于还包括火炬，火炬进气端连通有废气管线，靠近水洗塔一、水洗塔二的出气端的合成气管网的输入端分别与废气管线连通，靠近甲醇变换装置、氨变换装置的进气端的合成气管网的输出端分别与废气管线连通，甲醇变换装置、氨变换装置、低温甲醇洗涤塔一、低温甲醇洗涤塔二的顶部出气端分别与废气管线连通。

3.根据权利要求1或2所述的以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其特征在于二氧化碳管线上连通有放空管线，在放空管线与尿素合成装置进气端之间的二氧化碳管线上连通有压缩机。

4.根据权利要求1或2所述的以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其特征在于液氮洗装置的出气端与合成氨装置的进合成气端之间连通有压缩机，合成氨装置的出液端与液氨储罐的进液端之间连通有连通有换热器。

5.根据权利要求3所述的以煤制甲醇解析二氧化碳维持尿素系统低负荷运行装置，其特征在于液氮洗装置的出气端与合成氨装置的进合成气端之间连通有压缩机，合成氨装置的出液端与液氨储罐的进液端之间连通有连通有换热器。

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