蒸发式冷凝技术在氮肥生产中的应用.pdf
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1、作袁也是企业提高安全管理的主要方式遥 检查人员应提高自身素质袁正确行使检查权利遥 生产企业可通过安全检查消除安全隐患袁实现真正的安全生产遥参考文献:员 郭爱洪,刘灵灵,邓少旭.安全检查表在安全评价中的地位、作用及应用J.石油化工安全技术,2006(5):24-26,2.2 陈捷.安全检查莫吹风J.农电管理,2012(6):9.3 林建华.安全检查不能预约J.中国石化,2012(1):82.第37卷第4期2023年7月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.4Jul.2023蒸发式冷凝技术在氮肥生产中的应用刘冠美(阳煤平原化工有限公司,山东 平原 253100
2、)摘要院 蒸发式冷凝器是工业冷却中的主要换热设备之一,作用原理是通过空冷换热管束的空气换热和蒸发换热管束的蒸发换热,对生产系统装置中的工艺介质进行冷却,满足生产需求,是化工生产系统装置中冷换设备的新一代节能环保产品。阳煤平原化工有限公司应用蒸发式冷凝技术对旧有氮肥生产装置进行了改造,改造后出口气体温度明显下降,从原来的 45益下降至 20益,有效降低冰机负荷,同时合成氨冷器出口气体温度在-7益以下,经济效益及节水效果显著。关键词院装置改造;蒸发冷凝;节能降温doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.04.034中图分类号院 TQ026.2文献标志码院 A文章编号院10
3、08-1267(2023)04-0119-04收稿日期:2023-01-131装置现状阳煤平原化工有限公司系国家大型煤化工企业袁主要产品为氨醇 100 万 t/a尧尿素 100 万 t/a袁生产系统采用传统小氮肥制造工艺遥氨合成装置合成气冷却采用管壳式水冷却器袁不仅换热效果差袁夏季时出口气体温度达 4046益袁造成冰机负荷大尧氨冷凝效率低尧综合电耗高曰 三台水冷器串联造成合成系统压差较大袁直接影响循环机电耗遥 尿素装置氨冷器采用传统的列管式换热器袁冷却效果不理想遥 夏季高温时氨冷器出口温度超过 38益袁 气氨不能完全冷凝下来袁造成氨冷却器出口气体夹带气氨袁增大了后续设备的运行负荷遥 本公司采用
4、蒸发式冷凝器对氨合成装置与尿素装置冷却系统进行改造袁实现降温尧节水的目的遥2工作原理蒸发式冷凝器是化工生产系统装置中的主要换热设备之一袁融合了空冷式尧水冷式和冷却塔的紧凑式换热器袁取代了野管壳式冷凝器+冷却塔冶的制冷剂冷凝模式袁通过空冷换热管束的空气换热和蒸发换热管束的蒸发换热袁将生产系统装置中的工艺介质进行冷却或冷凝袁 从而达到工天津化工2023 年 7 月项目系统压力/MPa水冷器出口温度/益补充气量/(m3/h)甲烷/%氨冷出口气体温度/益合成氨电耗改造前26.5456200015-11240改造后26.5206310018-71220艺介质的需要袁主要应用于合成氨尧尿素尧乙二醇尧有机胺
5、等生产系统的合成工序尧精馏工序尧冰机系统等关键工艺过程袁具有良好的节水节电效果遥蒸发式冷凝器在工作过程中袁喷淋水由水泵将集水槽中的水输送到蒸发式冷凝器顶部的喷淋管袁经喷嘴喷淋到冷凝排管的外表面形成很薄的水膜袁 水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气袁其余落入集水槽袁供水泵循环使用遥轴流风机强迫空气从顶部和侧壁下部被吸入流经盘管袁填料尧饱和热湿空气则被排到周围大气中袁热湿空气中夹带的部分水滴通过收水器截留袁有效地控制水滴飘散损失袁散失至大气中的水蒸气在系统中由浮球阀控制补充冷却水遥换热管常用的有碳钢热浸锌管尧 铝合金管尧不锈钢管遥 其中碳钢热浸锌型蒸发式冷凝器为最早开始使用的产品且拥有国内大部分的用户袁
6、主要用于高压气体冷凝尧冷却袁适用压力范围为 030MPa;铝合金型蒸发式冷凝器为新型节能型新一代产品适用于冰机制冷剂冷凝袁适用压力范围为 05MPa;不锈钢管蒸发式冷凝器主要用在化工厂的腐蚀性气体冷却及冷凝工艺中1遥3氨合成水冷器应用情况3.1改造方案鉴于氨合成系统生产中存在水冷器出口气体温度高尧冷交阻力大尧冰机能耗高等问题袁降低水冷器出口气体温度尧减轻氨冷负荷袁是解决问题的主要途径遥 水冷器降温效果差主要有两方面原因院1冤合成循环水水质浊度高袁进入水冷器易堵塞壳程曰2冤合成循环水水量偏小尧易结垢袁导致水冷效果差遥 经过多次讨论袁更换管壳式冷却器仍难达到降温要求袁改为淋洒式冷却器袁但受现场空间
7、及环保限制不宜实施遥 最终决定在水冷器后增加蒸发式冷却器袁解决合成水冷器出口气体温度高的问题遥根据降温需要带走的热量及运行的压差情况袁在水冷器后增加两台复合蒸发式冷凝器袁同时为了降低系统阻力袁将原串联式水冷却改为并联遥3援2改造投资总投资为 220 万袁其中设备为 200 万元尧土建为 2 万元尧安装材料与施工费为 18 万元遥3援3改造效果蒸发式冷凝器投用后袁水冷器出口气体温度下降明显袁从 45益下降至 20益袁有效地降低冰机负荷袁 同时合成氨冷器出口气体温度在-7益以下渊见表 1冤遥表 1投用前尧后的相关数据3援4改造后效益分析1冤系统甲烷含量升高袁放空量减少袁产量增加遥系统甲烷由 15%
8、上升至 18%袁减少的放空气量院62000伊2%15%-62000伊2%18%抑1377.8m3/h减少气量增加的产量院1377.8伊(1-18%-12%)22.4伊2伊17伊24伊330抑2898.72t/a遥其中 75%的气体通过提氢后回收至系统袁节约费用 553 元/t 氨袁年效益院2898.72伊0.75伊553抑120.22 万元另外 25%的气体为直接损耗袁节约费用 1500元/t 氨袁年效益院2898.72伊0.25伊1500抑108.7 万元合计院120.22+108.72=228.94 万元2冤补充气量增加袁产量增加遥每年增加的产量院1100伊242890伊330抑3014.
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