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    空分装置工艺技术路线的分析及比选.pdf

    • 资源ID:20091       资源大小:132.87KB        全文页数:2页
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    空分装置工艺技术路线的分析及比选.pdf

    20 C珈 MICAL ENGINEERING DESIGN 化工设计2013,234 空分装置工艺技术路线的分析及比选 宋玉国 许慎永周梦远兖矿新疆煤化工有限公司 乌鲁木齐83001 1 摘要 针对某煤化工600kt/a醇氨项目的发展目标,依据国内外空分行业技术状况,简述空分装置的品种 和规模,对工艺技术路线进行分析与比选。 关键词 空分装置工艺技术路线分析 比选 某集团600kt/a醇氨联产项目,包括300kt/a 甲醇、300kt/a合成氨、520kt/a尿素。项目气化部 分采用具有该集团自主知识产权的新型对置式 多喷嘴6.5MPa水煤浆加压气化技术。 依据项目工艺要求,需要供应80000Nm /h 0 空分装置,作为水煤浆气化用气和低温液氮洗所 需的5.9 MPaG高压配氮31000Nm /h气 源;同时提供低温甲醇洗所需的低压汽提氮气及 全厂所需公用氮气。本文对国内外空分项目的品 种、规模、生产技术和工艺进行分析比选,找出 最佳工艺技术路线。 1空分装置浅析 空分工艺为大型全低压流程,由空气压缩、 空气预冷、空气净化、膨胀制冷、空气分离、产 品压缩输送等工序组成。国外著名的空分制造厂 有法国空气液化公司Air Liquide、德国林德公 司Linde、美国空气产品和化学品公司AP. CI。法液空的分子筛是立式双层环形床结构,冷 箱内管道、设备选用不锈钢;林德的分子筛为立 式径向流单层床;空气产品公司是卧式双层扁平 床,冷箱内管道、设备一般都采用铝合金。 国内空分技术近年已有了长足的发展,技术 日臻完善。主要有杭氧股份有限公司杭氧、开 封空分集团有限公司开空、四川空分设备有限 公司川空等。开空和川空均已有40000Nm /h O 等级空分的设计并成功开车的业绩,杭氧则已 有多套50000Nm /h 0 以上规模空分的设计并已 成功开车。杭氧采用卧式双层床的分子筛结构, 全浸浴式主冷,冷箱内管道、设备采用铝合金, 经应用证实其空分技术在60000Nm。/h 0以下规 模已经成熟可靠,流程计算、能耗指标接近或达 到了世界空分的一流水平,而相同规模设备费可 以比选用法液空、林德公司的节省20%一30%。 2005年杭氧曾出口一套63000Nm。/h 02的空分装 置。现杭氧已在中国的多个项目中设计了 60000Nm /h O 规模的空分并已开车投产。 2工艺方案对比 为满足本项目80000Nm /h 0 需求,集团曾 多次组织空分工程技术人员,考察和论证有两种 空分建设方案可供选择方案1为采用两套 40000Nm /h空分装置;方案2为采用一套 80000Nm /h空分装置。两种方案在氧、氮产品纯 度和产量上均能满足项目生产需求。 2.1方案1分析 目前该型空分装置,国内可以配套三大机组、 空气过滤器、空冷塔、水冷塔、冷水机组或氨 冷、分子筛吸附器、蒸汽加热器、上塔、下塔、 氩塔、低压换热器、国产膨胀机如增加一台国 产、储存汽化系统等;需要进口设备有切换阀、 高压换热器、液氧泵、液氮泵、液氩泵、高压手 动阀、低温调节阀、高压氧气放空和调节阀等。 设备选择方案有三种。 1选择国内空分厂家,空压机、增压机选择 合作生产。 2选择国内空分厂家,空压机、增压机 进口。 3选择国外空分厂家。 方案1的优点在于两套装置比一套装置操作有 更宽的负荷调节范围,当一套装置故障停车时, 气化炉、甲醇和尿素系统可以保一套或两套半负 宋玉国助理工程师。2005年毕业于山东理工大学化学工程与工艺专业。现从事生产技术管理工作。联系方式09916970666, Email805180282qq.com,songyuguo2007163.corn。 宋玉国等 空分装置工艺技术路线的分析及比选 21 荷生产。 目前,国内空分厂家已具备4000050000m / h等级空分装置的设计、制造能力,并已有较多成 功运行经验。如选用国产空分厂家,装置一次性 投资少,第一套设备交货周期短,两套设备总交 货时间与一套进口设备相当。 缺点是国内厂家装置产品能耗高,自动化程 度稍低,不便于生产调节操作。 2.2方案2分析 目前国内空分厂家尚无80000m。/h等级空分 装置制造业绩,需选用国外空分厂家,设备在其 长期协议供应商中以招标的形式采购。 方案2的优点在于进口设备能耗低,故障率 低,运行周期长,一次开车成功率和达产率较高。 虽然一次性投资较大,但从长期运行角度,经济 效益较好。单套装置设备少,便于维护。 缺点是一旦空分事故可能造成全厂停车。负 荷调节范围70%一105%,当甲醇和尿素系统其中 一套停车时,会造成部分气体产品放空。但配套 可靠的后备系统方案后,能有效降低全系统停车 概率。 3工艺方案的选择 为确保装置安全运行,经考察选择空分进口 新型全低压双系列分子筛净化节能工艺;空压机 选用全凝式蒸汽透平驱动离心式压缩机,公称制 氧能力为80000Nm /h负荷的一套空分装置,并附 带液氧、液氩系统。其原因如下 1考虑当地实际情况,需要装置自动化程度 高、安全可靠、便于维护。 2进口空分设备节能高效,流程组织合理, 经济效益显著国产空分能耗较高,更适合长期 运行。 3进口两套40000m /h空压机组投资太高, 后期维护成本、人员管理等费用较高,且 80000m /h空分设备运输不存在问题。 4项目所处地附近没有其它可依托化工项 目,必须配备齐全的后备系统,后备系统可以保 证空分事故停车时的连续供气。根据以往的运行 经验,因空分装置造成的80%停车故障可以在12h 内排除并重新启动,后备系统方案可以保证后续 系统12h内用氧。 项目水煤浆加压气化装置需用氧气最大量为 78781Nm /h,综上所述,在节省投资的基础上选 择技术最可靠的厂家;经一致评议选用德国林德 公司Linde1套80000Nm /h 02的空分装置 汽轮压缩组选用曼透平,采用成套引进。 4结语 空气分离技术朝专业化、规模化、标准化的 方向发展,为空分系统的选择提供了更大空间。 在确保安全可靠的前提下,提高装置的自动化水 平、降低能耗是选择的重要因素。该系统2012年 投入使用后,产品符合设计要求,产能满足气化 双炉运行所需供氧量及全厂所需公用氮气,运行 平稳。 参考文献 1贺永德.现代煤化工手册[M].北京化学工艺出版 社,2003. 2田基本.煤制天然气气化技术选择[J].煤化工,2009, 375811. 3王庆波,郑小平.全液体空分设备流程形式的比较与选择 [J].深冷技术,2009.S1. 4张琼,郝迅,杨美原.中型液体空分设备流程分析与 选择[J].深冷技术,2010.01. 收稿日期2o130304 下 期 要 目 大型煤头甲醇合成装置设计改进 钛白生产中转窑尾气热能利用方法选择及评述

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