氨吸收制備氨水技術改造

(兗礦魯南化工有限公司，山東 滕州 277527)

兗礦魯南化工有限公司(以下簡稱魯南化工)有兩條尿素生產線，第一條尿素生產線為6萬m3/h空分、3臺德士古氣化(2開1備)、全低變+NHD脫硫脫碳+甲烷化精制、高壓法氨合成、雙高壓水溶液全循環法尿素生產工藝，第二條尿素生產線為6萬m3/h空分、1臺四噴嘴水煤漿氣化爐(無備爐)、全低變+NHD脫硫脫碳+甲烷化精制、低壓氨合成(卡薩利工藝)、CO2氣提法尿素工藝。魯南化工第一條尿素生產線的氨水制備不能正常運行，存在系列問題。

(1)因氨吸收裝置主要用于回收合成及氨庫貯罐氣中的含氨尾氣，相關設備、管道設計處理能力較小，氨水產量最高僅能達到5 t/h。

(2)由于系統無法生產高濃度氨水，一是無法完成2018年簽訂的氨水銷售合同，對企業信用造成影響；二是市場上對高濃度氨水需求量較大，利潤較高，無法銷售高濃度氨水，將給魯南化工造成極大經濟損失；三是不能滿足熱電站煙氣脫硫要求，造成環保不達標。

1 改造情況

1.1 改造方案

針對上述問題，魯南化工探討了如何對現有設備系統進行優化改造，以達到生產高濃度氨水的目的。通過分析討論，決定利用原氨精餾系統的閑置設備、管線、閥門、機泵等進行改造，通過改造實現制備10%(w)或15%(w)氨水，滿足生產及銷售需求，改造內容如下：①利用原氨吸收界區內閑置的氨精餾塔、III氨吸收塔以及機泵、管道進行改造，對現場自調閥、流量計進行移位；②將凈化二閑置的200 m3儲槽改為成品氨水槽；③將原尿素一退出的220 m2的換熱器作為氨水制備水冷器；④對停滯多年的原有氨水泵進行拆檢、修復，同時利用舊庫存閑置的氨水泵1臺。

1.2 改造流程

本次改造將原氨精餾塔作為氨吸收塔、將原III氨吸收塔作為尾氣吸收塔，氨水貯槽閃蒸氣全部送往尾氣吸收塔，打破了原氨水貯槽直接排大氣的固有模式，杜絕了環境污染，具體改造流程如下。

(1)從氨庫來的液氨(濃度≥99.8%、壓力≤2.2 MPa(a))，經液氨自調閥減壓及流量計計量后進入氨吸收塔(原氨精餾塔)底部的液氨噴射器，塔頂部加入尿素工段過來的精制水或管網來的軟水進行吸收，精制水分兩路加入：一路通過第一精制水上水閥加入吸收塔第一、二層填料之間；另一路通過第二精制水上水閥加入吸收塔頂部，精制水與上升的氣氨在填料上逆流接觸，混合反應制成濃氨水。

(2)從吸收塔底部出來的氨水送往氨水冷卻器冷卻，冷卻后氨水溫度≤40 ℃，然后通過氨水泵加壓后一路通過自調閥送往尿素氨水槽或氨吸收成品氨水貯槽；另一路做為循環氨水與第一精制水管線混合后送往吸收塔第一、二層填料間繼續循環吸收，以調節精餾塔液位和控制氨水濃度。

(3)從氨水槽出來的成品氨水經氨水泵加壓送往魯南化工氨水管線外賣，當氨水濃度較低時，將氨水送往氨精餾塔第一、二層填料間與第一精制水管線混合后，進行循環提濃。

(4)氨水槽為常壓槽，頂部設放空氣送往尾氣吸收塔(原Ⅲ氨吸收塔)底部，與尾氣吸收塔頂部加入的精制水逆流接觸，回收氨并制造氨水，使放空氣達標排放。尾氣吸收塔下部出來的氨水利用位差送往原氨水貯槽，尾氣吸收塔頂部放空閥全開，塔操作壓力為常壓。

(5)系統開車前，視情況可往吸收塔內部通入0.1～0.2 MPa(a)的氮氣，開車過程中可根據壓力高低決定是否開氮氣閥，吸收塔壓力由塔頂壓力自調閥控制，吸收塔頂部產生的少量不凝氣，通過自調閥送往尾氣與氨水槽頂部氣相一起進入尾氣吸收塔，回收氨制造稀氨水。

1.3 儀表閥門改造前后情況

儀表閥門改造前后情況見表1。

表1 儀表閥門改造前后情況

1.4 改造后操作參數

改造后操作參數見表2。

表2 改造后操作參數

續表

1.5 分析監控

分析監控見表3。

表3 分析監控

2 改造后項目運行情況

氨水制備項目自2018年6月1日投運以來，可產15%氨水20 t/h，運行穩定，除滿足自用外還可對外銷售，獲得一定的經濟效益。

2.1 滿足內部自用量

改造項目自2018年6月1日運行至11月30日，每天往熱電站供應15%(w)氨水150 t，截至11月30日，合計供應150×153=22 950 t。

2.2 銷售氨水效益

(1)1 t 10%氨水制造成本為：氨成本=2 077×0.10=207元、水成本0.5元，合計207+0.5=207.5元/t，按目前10%氨水售價350元/t來計算，則每噸氨水可得利潤：350-207.5=142.5元。

(2)根據2018年6～11月生產及銷售情況，年氨水銷售量約為50 000 t，年增效益約為：142.5×50 000=712.5萬元

2.3 對外銷量

自2018年6月1日運行至11月30日對外銷售10%(w)氨水見表4。

表4 對外銷售10%(w)氨水情況統計

3 社會效益

(1)保證了熱電鍋爐煙氣脫硫脫硝氨水供應，避免了環保事故的發生。

(2)氨水貯槽閃蒸氣全部送往尾氣吸收塔，打破了原氨水貯槽直接排大氣的固有模式、杜絕了環境污染。

(3)新配一條稀氨水提濃管線，將氨吸收A#、B#成品氨水槽的稀氨水進行提濃，一是解決了稀氨水無處外送問題，杜絕了環境污染事故的發生；二是回收稀氨水中的氨，節能降耗。