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粉煤气化制合成氨成本?
目前粉煤制 合成氨 项目上马较多,不知其制合成氨成本有多少,吨氨消耗原料煤、蒸汽、电等其他各多少?请朋友回复
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LNG低温储罐预冷方案,减少损失+安全操作?
预冷的必要性 LNG气化站内低温管道和LNG储罐在正式进入低温液体前,要首先进行充分的冷却,即预冷过程。LNG储罐及管路采用奥氏体不锈钢材料。奥氏体不锈钢具有优异的低温性能,但线膨胀系数较大。在LNG温度条件下,不锈钢收缩率约为千分之三,对于304材质管路,在工作温度为-162℃时,100m管路大约收缩300mm。 LNG管路的收缩和补偿是一个需要细心考虑的重要问题。两个固定点之间,由于冷收缩产生的应力,可能远远超过材料的屈服点。特别是对于LNG储罐内的管道要求更加严格,一旦出现问题,将会产生严重后果。在管路设计中已经考虑有效的措施来补偿。在LNG设备和管路上,为了补偿冷收缩,采用弯管补偿。 虽然在设计时考虑了冷收缩的补偿,但是在温度变化速率较大时,还存在温度变化过快、热应力过大而使材料或连接部位产生损坏的问题。这就要求在低温管道和设备进入低温液体前,首先进行预冷操作,确保投运安全。 预冷目的 检验和测试低温设备和管道的低温性能,包括: (1)检验低温材料质量是否合格。 (2)检验焊接质量。 (3)检验管道冷缩量和管托支撑变化。 (4)检验低温阀门的密封性。 (5)使储罐达到工作状态,测试储罐真空性能。 预冷前的管道吹扫 1、预冷前管道吹扫的重要性 预冷前的管道吹扫一定要干净。如果吹扫不干净,将会导致阀门冻结。由于低温管道的阀门大多为焊接,法兰很少,不利于管道吹扫。因此吹扫一定要采取措施,严格控制。 在气密试验前更换正式垫片。 2、管道吹扫原则 ( 1) 施工中实行分段吹扫,分段以焊接阀门为界,注意管道施工后要及时密封,防止杂物和雨水时进入。 ( 2) 为防止碳钢管道内的铁锈、焊渣进入低温管道,碳钢管道不能向低温管道吹扫。 ( 3) 不能向储罐内吹扫,由罐内向外吹扫。 ( 4) 不能吹扫任何仪表设备。 ( 5) 由于要吹扫,在安装时应当使用临时垫片,在气密试验前更换正式垫片。 ( 6) 在吹扫时要适当敲击管道表面和焊接部位。 ( 7) 施工单位应根据设计中的要求按本站工艺流程制定具体吹扫方案。 3、吹扫合格标准 气流以 20m/s速度吹向管道口附近放置的附有半湿白色毛巾的垫板,毛巾上无灰尘和杂质为合格。 预冷所需物资 (1)液氮。 (2)便携式测温仪和便携式 可燃气体报警仪 。 (3)铜制紧固工具及与液氮槽车卸车口连接的快装接头(一头法兰连接、一头快装接头)。 (4)预冷人员所需防冻工作服、绝缘防冻胶鞋、防冻绝缘手套。 (5)预冷需要的手表和记录表格,15min记录一次。 预冷前准备工作 (1)检查阀门,确认所有阀门处于关闭状态。 (2)确认放空系统所有盲板拆除,放空系统畅通。 (3)打开所有安全阀根部阀。打开储罐气相放空根部阀。 (4)自动保护系统测试完好,全部投用。氮气系统投用, 紧急切断阀 全部打开。 (5)压力表根部阀全部打开。储罐液位计根部阀、气液平衡阀打开。 (如是兰石组合压差液位计将阀门开到中间状态) (6)用干燥氮气置换管道内的空气,防止预冷时阀门处有凝结水而冻住阀门。 预冷原则 预冷时储罐和管道温度要步降低,避免急冷,防止温度骤降对设备和管件造成损伤。根椐有关的操作经验,冷却速率在 50℃/h比较安全。 预冷主要步骤 1、先用低温氮气预冷 (1)检查卸车软管完好状况,管内无雨水、垃圾等杂物。软管连接到槽车上,并检查连接是否牢固。 (2)将槽车压力升高,打开槽车气相阀门,检查软管连接处有无泄漏。 (3) 打开储罐上部部进液阀向LNG储罐内缓慢冲入低温氮气,待储罐压力上升至0.2MPa,关闭槽车气相阀门,储罐保冷15min后,打开储罐气相管路上手动放空阀排空氮气。升降压反复进行。 (4)判断储罐内部温度,通过测满阀放出气体,用温度计测定,至预期值时,气体预冷工作完成。 2、液氮预冷 (1)将储罐压力放空至微正压, 关闭 下部进液阀。关闭液位计平衡阀,投用液位计 (如是兰石组合压差液位计将阀门开到底) 。 (2)缓慢打开槽车液相阀至较小开度,缓慢关小槽车气相阀,使液氮从储罐上部进液少量。控制卸车台阀门开度,轻微开启较小开度,使压力保持在0.3MPa。储罐压力升高至0.2 MPa~0.3MPa,要及时关闭卸车台阀门,打开储罐气相手动阀 , 放空泄压。反复进行此操作。 (3)通过测满阀放出气体,测量温度达到一定温度,可慢慢打开LNG储罐下部进液阀,上下同时进液。进液过程中要密切观察记录储罐压力,防止压力升高。压力升高要及时关闭下部进液阀。用手感觉储罐外体温度,确认储罐无问题。 (4)储罐的液位计达到一定值时(2~4m3液氮),进液结束。 (5)储液任务完成后,关闭槽车液相阀门,打开槽车气相阀门,向储罐吹扫卸液管线。 (6)关闭槽车阀门及卸车台卸液阀门,卸下软管,注意轻拿轻放,人员要躲开。 (7)关闭储罐气相手动放空阀、储罐下部进液阀。储罐上部进液阀待卸车LNG管道恢复常温后再关闭。 (8)利用储罐内的液氮对增压器、 空温式气化器 及其低温管道进行预冷。 3、放空低温氮气的利用 液氮预冷时需要通过气相管放空低温氮气。 预冷时安全注意事项 (1)在密闭空间内液氮吸收外部热量将会导致压力急剧上升,因此在操作中要注意阀门关闭顺序,严禁出现低温液体被封闭的状况。 (2)注意检查软管连接处是否出现泄露,人员应远离此处。 (3)注意观察管道及储罐压力上升情况。 (4)注意检查安全阀有无结霜情况。 (5)预冷时的检查内容: 1)检查低温材料有没有低温开裂现象。 2)检查低温管道焊接部位有无裂纹,特别是法兰焊接部位。 3)检查管道冷缩量和管托支撑变化。 4)检查低温阀门的密封性和灵活性,检查是否冻住。 5)检查法兰连接部位是否泄漏,螺栓是否因冷缩而使预紧力减小。 6)液氮在储罐内放置2天~3天。观察液位变化及压力上升情况。并检测储罐预冷前后储罐真空度的变化,对储罐性能作出评价 LNG储罐预冷方法二: ①预冷前,检查所有除安全阀以外阀门是否处于关闭状态,检查LNG储罐 里面是否还残存有大量氮气。 ②连接卸车管道,先用较冷对卸车所需的管道进行气体置换的初步预冷。 ③将液氮槽车内较冷的氮气通过储罐底部进入LNG储罐 ,并打开 LNG储罐 顶部排空阀,用氮气对 LNG储罐 进行初步预冷 ,在此过程中巡查各个螺纹和法兰接口,有无出现泄漏。 ④当LNG储罐 初步预冷完成后,关闭槽车气相阀门,排除 天然气储罐 内氮气,缓慢打开液相阀门,开始向 LNG储罐 卸入液氮,当 天然气储罐 压力升至 0.2到03MPa时,停止进液,打开排空阀,先排出 天然气储罐 内温度较高氮气,当压力降至 0.1MPa时,再次往 天然气储罐 卸入液氮 ,如此重复数次至 天然气储罐 压力升压较慢时 ,LNG储罐 预冷完成。 撬预冷 : ①卸液氮完成后,打开泵回气阀门和LNG储罐 回气阀门 ,打开泵池排空阀用低温氮气对泵池及其管道进行初步预冷,在此过处中检查预冷的管道的各个接口,看是否有泄漏存在,如果有及时处理。 ②泵池初步预冷完成后,关闭泵池排空阀,打开泵池到加液机之间的阀门和加液机排空阀,用低温氮气对加液管道和加液进行初步预冷,在此过程中检查个接口,看是否有泄漏存在,如果有及时处理。 ③加液机初步预冷弯沉后,打开 天然气储罐 出液阀 ,回气阀和泵池进液阀和回气阀,开始对泵和泵池进行液氮预冷,并再次检查各个接口,看是否存在泄漏。 ④泵预冷完成后,将加液机加液枪插在抢座上点预冷键,开始启动泵进行预冷,并检查管道各个接口,是否存在泄漏。 ⑤加液机大循环预冷完成后,排空管道和泵池内的液氮和氮气,撬和加液机级工艺管道预冷完成。
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请问地坪防腐?
哪位大侠:帮忙给个表格 什么样工艺介质------做什么 防腐材料 。
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赞俺天大的注册化工辅导书?
去年考的注册化工基础,昨晚查的分,61+86,考前不到一个月开始复习,也就看了看天大那套辅导书,就看了一遍题都没做完,没想到能顺利通过,真得赞一下俺们天大那套辅导书,(*^__^*) 嘻嘻……
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通用机械设备泵的选型步骤与方法?
第一节 选用原则 泵是一种面大量广的 通用 型 机械设备 ,它广泛地应用于石油、化工、电力 冶金 、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门,在国民经济中占有重要的地位。据79 年统计,我国泵产量达125.6万台。泵的电能消耗占全国电能消耗的21%以上。因此大力降低泵有能源消耗,对节约能源具用十分重大的意义。近年来,我们泵行业设计研制了许多高效节能产品,如 IHF、CQB、FSB、UHB等型号的泵类产品,对降低泵的能源消耗起了积极作用。但是目前在国民经济各个领域中,由于选型 不合理,许多的泵处于不合理运行状况,运行效率低,浪费了大量能源。还有的泵由于选型不合理,根本不能使用,或者使用维修成本增加,经济效益低。由此可见,合理选泵对节约能源同样具有重要意义。 所谓合理选泵,就是要综合考虑泵机组和泵站的 投资 和运行费用等综合性的技术经济指标,使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说,有以下几个方面: 1、必须满足使用流量和扬程的要求,即要求泵的运行工次点(装置特性曲线 与泵的性能曲线的交点)经常保持在高效区间运行,这样既省动力又不易损坏机件。 2、所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜,又要具有良好的特性和较高的效率。 3、具有良好的抗汽蚀性能,这样既能减小泵房的开挖深度,又不使水泵发生汽蚀,运行平稳、寿命长。 4、按所选水泵建泵站,工程投资少,运行费用低。 第二节 选型步骤 一、列出基本数据: 1、介质的特性:介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 3、介质温度:(℃) 4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略 管道 系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量。 5、压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程损失)。 6、管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。 如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时,应注意如下事项: A、合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下、液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。 B、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。 C、管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。 D、泵的排出侧必须装设 阀门 (球阀或 截止阀 等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏)二、确定流量扬程 1、流量的确定 a、如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量,应按最大流量考虑。 b、如果生产工艺中只给出正常流量,应考虑留有一定的余量。 对于ns>100的大流量低其不意扬程泵,流量余量取5%,对ns<50的小流量高扬和泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,对质量低劣和运行条件恶劣的泵,流量余量应取10%。 c、如果基本数据只给重量流量,应换算成体积流量。
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大家一起讨论还有哪些类似反应?
各位: 这两个反应大家都非常熟悉,反应物差不多,条件不一样,结果大相径庭,大家看看还有哪些类似反应?烯烃与卤化氢在有无过 氧化物 条件下遵循或不遵循马氏规则除外。
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泵箱体上的排水,排气孔?
请问泵体上( 离心泵 、PD泵)的排泄孔(drain nozzle)和排气孔(vent)是用来做什么的,一定需要的吗?API中是说要,但是如果不是标准的泵(manufacturer stand), 还需要这些孔吗? 泵体上的排泄孔要连去哪里? 请问底座上已经有积水盘(drip pan),那么这两个是不是 重复 ?
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关于裙座是否需要探伤的讨论?
这个是没有依据的 但是可能是设计者有意提高了检测要求
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microwin4.0与s7-200通讯?
microwin4.0与s7-200通讯不上。普通rs232/rs485两线接s7-200通讯口,通讯不成功(此时,组态王已退出运行。),但组态王与s7-200能通讯正常。
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TP2材质的换热器用什么样的防冻剂?
TP2铜材质氟利昂 换热器 采用内部循环冷却,与外部换热的是304板式换热器,开始用水作为热交换介质,后与外部换热太剧烈,将板换冻坏,冻坏后有CO2泄漏到内循环水里,现在板换已更换,并将原循环水放掉,管道内还剩不到100公斤,加入25%的 乙二醇 溶液,运行几天后换热效果突然下降得厉害,经检查发现乙二醇溶液变成了蓝色的,应该是跟铜换热器有关,哪位前辈能给解释一下?对于这种同一系统中同时存在铜材质与 不锈钢 材质的系统同,应该使用什么样的低冰点的热交换介质?
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国内有分析设计JB 4732配套的计算软件吗?
国内有分析设计JB 4732配套的计算软件吗?类似SW6这种 国内有分析设计JB 4732配套的计算软件吗? 国内有分析设计JB 4732配套的计算软件吗?
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JBT 9639-1999 封闭母线?
JBT 9639-1999 封闭母线
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氢氮比的高低对合成有何影响?
氢氮比的高低对合成的温度各压力有何影响?对循环机打气量有何影响?好像跟它的子量有关系吧? 如果氢氮比高的话,循环机打气量应该多还是少啊, 为什么?
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关于召开2014中国国际煤化工技术交流会暨第三届《中国煤 ...?
本文由 盖德化工论坛转载自互联网 各有关单位: 今年中国 煤化工 行业发展喜忧参半。喜的是现代煤化工在新技术开发、核心装备突破、产业规划和布局、示范工程建设和运行等方面取得了重要进展,传统煤化工领域一些优秀企业通过管理创新探索出转型升级的方向;忧的是环境污染、产能过剩、产业结构调整、产品转型升级等问题持续困扰企业。 为了帮助煤化工企业认清当前形势,拓宽转型思路,促进我国煤化工产业创新交流,《中国煤化工》杂志决定召开“2014国际煤化工技术交流会暨第三届《中国煤化工》年会”。本次会议汇集煤化工行业专家、企业领袖,分析当前行业经济形势、探讨新形势下煤化工产业发展战略和创新方向,为煤化工项目投资与技术升级提供有效借鉴路径。现将有关事宜通知如下: 一、组织机构: 指导单位:中国石油和化学工业联合会煤化工专委会 主办单位:《中国煤化工》杂志 二、时间: 2014年10月29日全天报到 2014年10月29日下午:领袖论坛暨2014年《中国煤化工》杂志编委会 2014年10月30-31日全天:全体会议 三、地点: 上海外高桥皇冠假日酒店 地址:上海市浦东新区杨高北路1000号 电话:021-58621000 四、会议内容: (一)领袖论坛暨2014年《中国煤化工》杂志编委会(限特邀嘉宾出席) 探讨如何审慎、客观的看待煤化工发展中出现的问题,进而科学理性发展煤化工。 (二)开幕式暨行业经济形势分析会 1、领导致辞:中国石油和化学工业联合会领导 2、特邀演讲——中国能源发展前景解析:国家能源委员会领导 3、主题报告——中国煤化工产业面临的挑战分析:院士 4、主题报告——中国煤化工产业当年发展形势分析:煤化工专委会领导 (三)重大项目进展专题 邀请重点煤化工企业介绍重大项目最新进展。 (四)煤化工工程设计专题 MTO、煤制天然气、煤制油等大型项目设计与工程建设中关键问题探讨。 (五)技术创新专题 介绍最新工艺技术进展。 (六)环境保护专题 探讨液体零排放系统中难点技术及杂盐、有机污泥固废处理技术等。 五、参会单位: 国内大型煤化工生产企业、工程设计院、国内外煤化工相关技术研究单位、国外能源化工管理与研究机构等。其中包括《中国煤化工》杂志编委、通讯员等,预计参会人数为300人。详见附件二。 六、收费标准: (一)《中国煤化工》杂志编委、协办(支持)单位通讯员免费。 (二)《中国煤化工》杂志注册通讯员:3000元/人。 (三)普通参会人员:3500元/人。 注:以上所有收费含会议费、资料费、餐费、参观考察费,不含住宿费。 七、组委会联系方式: 参会报名:010-64697978 18500063141 传真:010-84885175 联 系 人:丛东旭 邮箱:18500063141@163.com
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水溶液全循环尿素工艺在中国的发展?
偶然的机会看到我国尿素行业老前辈钱镜清教授级高工的一篇文章,阐述了我国尿素历经50年不平凡发展历程,觉得很好,现转载给各位在尿素行业孜孜不倦默默奉献的盖德们。请版主晚点移除。 纪念中国尿素工业诞辰50周年——水溶液全循环尿素工艺技术在中国的发展 作者/来源:钱镜清 日期:2008-9-18 中国尿素中间试验装置(3000 t/a)于1958年在南京化肥厂建成投产,因此至今年中国尿素工业化生产已整整50年了。试验是从水溶液半循环法开始的,吨尿尾气中氨量为650 kg左右,后发展到高效半循环,即一段分解气中氨回收利用程度有所提高,但尾气中仍有176 kg氨。 1960年我国引进前苏联10 kt/a不循环法尿素装置在太原化肥厂投产。1962年南京永利宁厂半循环装置通过国家技术鉴定。根据此工艺由化四院设计的2套40 kt/a半循环法装置先后在上海吴泾化工厂和浙江衢州化工厂投产。 1966年我国引进荷兰Stamicarbon公司的两套80 kt/a水溶液全循环工艺装置在泸州天然气化工厂投产,同时化四院利用上海化工研究院测试的水溶液全循环法工艺技术数据,并借鉴进口装置的设备结构,自行设计了80 kt/a和110 kt/a尿素装置(整个装置的设备也均由国内生产),于1966年11月在石家庄化肥厂投入生产。该厂因**干扰,试完车后就停车。直至1970年1月,湖南湘江氮肥厂新建的45 kt/a合成氨配80 kt/a尿素装置投产,可以说这是国产化的第一套水溶液全循环法工艺装置,采用的是预分离工艺,衬里式合成塔(内径1.4 m)由上海锅炉厂试制,这是国产第一台尿塔,一吸塔精洗段为浮阀塔,也是第一台。笔者组织和指挥了中国第一套国产化尿素装置的投产,并不断地改进和完善,使装置运转正常化。 上世纪70年代开始至80年代初,我国建设80~110 kt/a中型规模的尿素装置有32个厂,38套(包括两套进口),称前38套。这期间不断对中尿设计进行修改,前后共有四个版本。第四版是较为完善的一个版本,如浙江衢化、江西氨厂等都使用此版本建设。 1986年我国尿素工业掀起了一个新的发展**,众多的小氮厂进行改产尿素的技术改造,使小氮厂发生了质的变化,首先3套40 kt/a水溶液全循法小尿素试验装置在山东邹城、平度和河南辉县相继投产,特别是由笔者带队开车的辉县装置一次试车成功,给当时占我国合成氨产量50%的小氮厂由碳铵改产尿素展现了美好的前景。在“七五”和“八五”期间,国家选定150家有较好条件的小氮厂改产尿素,共有120多个厂,其中18家厂建有两套,山东鲁西和山西临猗各建三套,投产装置中约有70%改造至100 kt/a以上,其中还有150~200 kt/a规模的。 中型尿素装置在“七五”至“九五”期间,增加了16套,又称后16套,因此中尿装置共有54套。后16套在原小氮厂中建设的多,原中型厂建第二套时采用氨汽提、CO2汽提者为多。 上世纪90年代后期至今,小尿素厂加大了技改力度,使装置能力大幅度提高,汽耗大幅度下降,成为中国水溶液全循环法工艺装置高产低耗的楷模。经过简单的增产节能技术改造,汽耗可降至1100 kg,众多的原小氮肥厂新建尿素装置时仍采用此工艺,其投资低于CO2汽提工艺装置的一半,如8-13,12-20 ,18-30规模的厂相继建成。鲁西集团八厂的水溶液全 循环工艺装置设计为400 kt/a,最近实产已达到500 kt/a。如果按笔者的技术加以改进,汽耗可望降至1000 kg。这是我国目前最大生产规模的水溶液全循环工艺装置,从汽耗降低水平来看,可以与大型CO2汽提、氨汽提工艺相媲美。 下面介绍我国水溶液全循环尿素技术的发展情况。 1 中尿运行初期存在的问题及改进措施 1.1 设计中存在的较大问题 (1)框架高度 湘江氮肥厂即第一套的设计受**“技术革命”的影响,框架高度仅18.5 m,因此一段循环系统设备之间的位差不足,导致出现回流氨加不进一吸塔,一甲泵打不好等问题,装置难以正常运行。第二版设计时就改为23.5 m,到第四版设计时为26.5 m。1986年三套小尿试验装置标高为28.0 m,到小尿40 kt/a装置定型设计时已提到30 m,因此小尿素装置一投产,就能较平稳地长周期运行。 (2)设计裕量大 因原设计富余量大,特别是一蒸加热器、二蒸加热器,吨尿面积比引进装置大得多。设计时没有核算各段缩二脲增加情况,从引进装置知道各工序允许的缩二脲值。当时中尿装置都是新建厂,合成氨能力还未达到设计水平,因此尿素装置在低负荷下运行,致使成品中缩二脲在3%~4%。小尿素装置投产时也有这种情况,因扩建的合成氨能力出不来。 1.2 中尿装置运行初期降低缩二脲的探索 (1)齐鲁一化李裕书总工对比引进装置一蒸加、二蒸加吨尿面积比,认为原设计面积偏大。原化肥司中氮处为此专门在该厂召开质量问题技术交流会。会上齐鲁一化介绍降低缩二脲的经验,一蒸加的面积应是日产一吨尿素用一根管子;二蒸加面积不能大,以缩短停留时间,二段加热器是缩二脲增加的关键部位,因尿液浓度已达99%,缩二脲增长值与浓度的平方成正比;而且又在140 ℃下运行,面积一大,缩二脲增值速度特快。当时大多数厂都堵一部分列管,使之与引进装置吨尿面积比相当,于是缩二脲降低到当时合格品标准,为1.5%。如湘氮设计日产240 t,二蒸加面积7 m2,要日产310 t时才能得一级品。小尿装置二版设 计(日产180 t)二蒸加面积5.6 m2,按设计负荷180 t/d生产时,缩二脲在1.5%左右,产量到220 t/d时,才能得一级品。 产量提升时,列管磨损严重,使用期不到半年。湘氮厂率先用钛合金制造,从1986年始用,至今未损坏。 (2)集体探索、创造了真空进料操作法。引进流程中,二分后尿液先进入尿液槽,再用尿液泵连续送至一段蒸发。尿液槽必须保持低液位操作。缩二脲在尿液槽增加0.1%,有时0.2%。如果二段分解率未达标,尿液中含游离氨高,尿液泵会不打液,致使蒸发停止进料,从而迫使尿液打循环;又因尿液槽排气管接排气筒,所以也增加了氨耗。于是提出真空进料操作法,只要尿液闪蒸槽进料稳定,真空进入一段蒸发也就稳定。 (3)湘江氮肥厂和长沙水泵厂合作,成功试制出有液位自调功能的熔融泵,目的是使熔融尿素的液位维持在泵的入口管路中,而不滞流在二蒸分离器内,这是确保缩二脲不超标的关键设备。此技术获科技进步一等奖。尽管只获得奖状纸一张,但对整个国产尿素装置作出了巨大贡献,是尿素获得一级品的可靠保证,也解决了中尿装置建设时必须从日本进口熔融泵的问题。初建的小尿素厂都使用长沙水泵厂的熔融泵,后来江苏靖江不锈钢泵阀厂、西安钛材泵阀厂改进了长沙水泵厂熔融泵结构上的缺陷,使结构更加完善。湘江氮肥厂在使用中也作了改进,使熔融泵的运行性能更稳定。但后来的泵厂未在液位自调上多做工作,而是在泵入口管路中设置管道视镜,人为控制液位在7 m高的位置。 (4)蒸发造粒系统缩短管路流程,并取消直角弯头,以最短管路配置。熔融泵出口至造粒塔顶的管线斜插至塔,到塔顶喷头也是斜插进入,这样一是防结晶堵塞,二是缩短路程,因缩二脲的增长与尿液在管路中的停留时间有关。 1.3 在生产实践中改进完善国产运转设备及高压阀门 研制高压柱塞泵时,工艺方面提出要求,为防止液体在缸体内汽化,影响泵的效率,氨泵柱塞速度不超过90 r/min,一甲泵不超过70 r/min。在后期制造时,为了提高泵的打液量,加大了柱塞直径。之后又提高转速,这不是很好的办法,但铭牌值已是实足的打液量,设计时已扣除泵的容积效率。 1.3.1 氨泵在使用中逐步暴露出的问题 (1)缸体上液氨出入口分别使用单向阀,密封用氯丁橡胶“O”形圈。泵体所有密封都使用氯丁橡胶“O”形圈。氨泵一停车,液氨汽化后降温,橡胶就老化,再开车时就泄漏,后改用丁腈橡胶,老化程度减慢,但也不是最好的方法。应根据操作上停泵时的情况,采取相应的措施,不使缸体降温为目的,以延长密封圈的使用寿命。 由于缸体内密封圈老化及断裂,高压液体窜入低压侧,缸体内发生冲刷腐蚀。缸体材质为不耐蚀的碳钢,使用期不到一年,因液氨中有甲铵存在。对于缸体腐蚀后的处置,原湘江氮肥厂是镗大缸体,用不锈钢焊条堆焊,再镗光。有的厂缸体镗大后镶不锈钢套,泵体所有密封面改成平面密封,用2 mm厚的尼龙垫,使其与凹凸密封面吻合,否则在超压时液氨有漏出的危险。 (2)柱塞填料刚开初用填充石墨的石棉绳,自制模具压制,使用时间因各厂制作技术和安装方法差别而有所不同,好的能用半年,不好的不到一个月。后有制造厂专供TFA( 碳纤维)成型填料,使用效果好。 柱塞填料圈中的导向套是在钢圈内挂巴氏合金,但导向套易受介质腐蚀而脱落,拉毛柱塞表面,从而缩短填料使用寿命。生产厂改用石墨导向套,后来一甲泵也改用石墨导向套。 (3)填料箱材质也是碳钢,如密封水改用一表液打循环时,要改用耐蚀的铬钢。 (4)山东潍坊生建厂的氨泵则完全克服了上述不足,所有缸体及部件都使用铬钢制造,缸体内使用组合阀,所有密封改为平面密封。 1.3.2 一甲泵使用过程中暴露出的问题 (1)缸体出入口两个单向阀的密封面用 聚四氟乙烯垫片 ,单向阀弹簧用Mo2Ti材质。使用中因一甲液温度在90~95 ℃,垫片易软化而被挤压出来,不起密封作用。Mo2Ti材质弹簧刚度不够,使单向阀漏液,严重时不打液。湘氮厂的解决办法是,将四氟垫改为尼龙垫,弹簧钢用氨合成塔报废的电炉丝绕制(Cr20Ni80),这样刚度合适,阀片不漏液。合成塔底部止回阀中的弹簧后来也使用此材质,解决了尿塔短停时因阀门漏液而堵塞入塔物料管的问题。 (2)一甲泵缸体开裂。因缸体内出入口有两个单向阀,所以缸体开有四个孔,称四通缸体。由于缸体开孔处与缸体相贯线的应力较大,运转中吸入压力为1.7 MPa,输出压力为20.0 MPa。受交变载荷的影响,此相贯线的应力腐蚀严重。当时湘江氮肥厂框架高度仅18.5 m,一吸塔出口至一甲泵入口只有5.5 m液柱,一甲泵气缚特别严重,有气的液体受压时其瞬 时压力可比原压力高2~3倍。在交变载荷作用下应力腐蚀更严重,缸体很快开裂,寿命最短的只有半个多月。湘氮厂使用过很多种钢材制造缸体,仍不能解决缸体开裂问题,曾采取将两个一半的缸体组合起来的办法,情况较好,但不能从根本上解决问题,最终解决的办法是,将出入口单向阀改为组合阀,在缸体上少开一个孔,称三通缸体,这也是由湘氮厂率先提出并制造使用,同时把框架高度提至23.5 m,调整一甲泵缸体入口处的液柱高度至10 m,解决了一甲泵缸体开裂的问题。 1.4 CO2压缩机四、五段超压问题 湘江氮肥厂CO2压缩机是进口的,一台是意大利的四段式压缩机,三台是日本的五段式压缩机。国内四段式压缩机是对湘氮厂的压缩机进行测绘后制造的。进口压缩机在使用过程中未发生任何问题,但国内制造的CO2压缩机,不论是上海压缩机厂、沈阳压缩机厂,还是四川简阳压缩机厂制造的,都存在四、五段超压问题。分析原因是工艺因素造成的,制造厂设计时,以纯CO2设计,但合成塔防腐用氧改用空气后,CO2纯度降至95%~96%,改变了气体的压缩系数,因纯CO2气在压力高于3.0 MPa时,体积缩小倍数多,与理想气体压缩性能的差别大,在有空气存在的情况下,引起四、五段超压。解决的办法是,随着压缩机生产能力的提高,把四、五段缸径镗大。若无增产需要,可采取加大四段冷却器面积或加大冷却水循环量,将气体入口温度降至35 ℃(原为40 ℃,是以CO2纯度为10.0%考虑的,现有4%的空气介入,冷却温度降到35 ℃,不会发生液化问题,因四段式压缩机的设计理念就是要避开CO2气体被压缩至8.0 MPa后,遇冷却就易液化的问题)的办法解决。 压缩机段间冷却器材质原用碳钢,设计者不知CO2气中有饱和水蒸气,冷却后就成为酸性水,有腐蚀,有的厂还发生过 油水分离器 腐蚀后,强度不够,在运行中发生爆裂的事故。压缩机各段出口管路,因压缩后气体温度高不会到露点温度,用碳钢可以,但各段冷却器冷却后的油水分离器以及分离器至各段的入口管一定要用不锈钢,脱硫塔的出入口管线及塔间管路都必须用不锈钢。脱硫塔底封头衬不锈钢板。 1.5 高压阀门结构 湘氮的尿素装置,高压阀门是湖南岳阳四化建制造厂制造的,当管路中介质温度变化时高压阀门不发生泄漏,川化化建厂制造的也未发生泄漏,但其他阀门制造厂采用合成氨系统高压阀门结构形式,阀座和阀体是分离式组装起来的,用于尿素系统只是换了Mo2Ti材质,结构未改变。由于尿素系统管路在开停车过程中温度有变化,当温度高时,密封面紧固件松开,到低温开车时就会泄漏,如高压液氨管,在氨升压时,液氨必须加热到150 ℃,氨升压、氨循环结束,投入液氨时,温度下降到40 ℃左右,此时阀门就会外漏。在尿素装置运行初期,停车后再开车时所有设备法兰、管路法兰、阀门连结法兰和阀杆填料盖都需紧固一遍,否则开车时到处泄漏。 1.6 分离器和加热器(或冷却冷凝器)合并为一个设备 为防止专利国的查处,把加热器或冷却器,冷凝器与分离器合在一起,致使气液分离效果下降,氨损失严重。第二版设计时已分开。按一版设计建成的中型厂自行把它们分开。不幸的是小尿素装置也按一体式设计,据说是借鉴大尿素装置的模式,但由于没有选择好参数,分离效果较差,各厂在增产技改时,都自行分开了。 1.7 造粒塔直径是9 m 中尿装置建设初期,造粒塔直径都是9 m,粘塔情况特别严重。产量至100 kt/a以上时,必须加大喷头转数,但这样又加重了塔壁和塔底的粘塔情况。当尿素粘塔壁,重量大的尿素块往下坠时,发生砸坏箅子板的事故多起;当短停需进入塔下部的格子板上打尿素结块时,塔壁的结块下坠,也发生多起砸伤及死亡事故,这是不合理的设计造成的。因此尿素装置运行初期,员工为此也付出了沉重的代价。 2 装置在工艺方面的技术开发 2.1 认识了尾气爆炸的客观规律性 中尿装置尿素合成塔起初是用氧气防腐,因此专设有50 m3/h的小空分装置。当时中尿装置尾气系统多次发生爆炸,因尾气中氧含量高,故改用空气防腐,企图降低尾气中的氧含量。但改用空气后,因采用预蒸馏工艺,一分加底部需加二次空气防腐(吨尿2 m3),尾气中氧含量仍在10%左右。根据爆炸相图,若尾气中氧含量在4%以下,尾气组成不在爆炸区域内。对发生过爆炸的工厂分析,这些工厂地处东北、西北、华北地区,且在冬季,多数是在中压段存在超压,突然开启中压段压力调节阀的副线阀时发生爆炸的。此种条件下因氨冷凝器冷凝效率高及中压惰洗器洗涤效果好,可爆性气体浓缩,超压时开副线,引起节流效应产生静电,从而引起爆炸。 所以后来在操作工艺中,规定原料气CO2纯度不能低于95%,要尽量调至98%(碳丙脱碳工艺)。当到90%时,总控操作工不需经任何请示,立即停塔处理。规定氨冷凝器及惰洗器的冷凝洗涤工艺指标是,冷凝液氨温度不低于25 ℃,惰洗器洗涤氨水温度不低于35 ℃,以控制尾气中一定的氨分压。这是夏季的控制指标,以冷却循环水温进入尿素装置时为32 ℃考虑的。所以在三北地区冬季要控制循环水量。现在的装置大部分都增产了,控制这些温度在安全生产范围内不是太难的。一段压力调节阀在开车及运行中不能全部关闭,以避免因系统超压需开启副线时而引爆;氨冷凝器及其后的设备和管路法兰都设置静电接地系统,每年在雷雨季节前检查一次,而且管路都更换为不锈钢材质,使管内表面光滑,减少气流因摩擦产生静电。 从此中型尿素装置及1986年以后建设的小尿素装置,未发生过类似的爆炸事故。 兰州化学研究所曾经开发了脱除CO2气中氢的技术,在甘肃刘家峡装置中做过试验,可以从源头上解决尾气爆炸问题。近年来湖北化学研究所开发了CO2气脱氢技术,在四川美丰集团试用过,效果很好,但要求CO2气中H2S含量小于1×10-6,并且因催化剂价格贵等因素,在中尿装置上未曾推广。目前以天然气为原料的工厂,CO2气中H2S含量甚微,不需要先脱硫的工序,该技术是有推广前途的。 2.2 预蒸馏工艺流程的诞生 上世纪60年代中期在南化中试装置上开发了预蒸馏工艺。在国产化中尿的第一个厂——石家庄化肥厂1966年投产时,已用预蒸馏工艺(因当时车间主任朱俊彪先生是从南化中试装置调去的)。1973年中尿第二版设计会审在南京召开,采用了预蒸馏工艺。当时按二版设计建设的有三个厂:湖南资江氮肥厂,四川化工厂,广西河池氮肥厂。当时化四院的设计者们未能对此工艺取得共识,在三、四版修改设计中又用预分离工艺。但生产厂在实践中认识了此工艺的优势,大都改为预蒸馏流程。因此预蒸馏工艺是中国改进水溶液全循环尿素工艺的第一个技术成果。 1986年小尿素装置设计采用了预蒸馏工艺流程,又增设了一吸外冷却器,使该工艺装置具有增产节能的效果,从而显示出无比的生命力。 预蒸馏工艺流程的优势体现在以下几个方面。 (1)汽耗下降 在预蒸馏塔上部设置预分离段,中部为预蒸馏段,下部为一段分解液的气液分离段。分离段分离出的160 ℃一分气,在预蒸馏段与尿塔出来的115 ℃物料进行质和热的交换,预蒸馏气温度在125~130 ℃,预蒸馏液温度升至130~135 ℃,再至一分加热器,因此一分加的汽耗下降。原预分离工艺的鲁南化肥厂1981年测定汽耗为1500 kg(转化率在65%),而川化预蒸馏工艺流程,1983年汽耗实测值为1330 kg,比预分离工艺低170 kg。运行好的小尿素装置在120 kt/a规模时,汽耗为1380 kg。 (2)改善了系统水平衡条件 一分气温度由原160 ℃降至125 ℃,其中的水蒸气分压相应下降,带入一吸塔的水量下降,吨尿可下降85~90 kg,这样可增加二段吸收用水,也使返回一段吸收的水量增加,大大提高了一吸塔操作的稳定性。如进入一吸塔精馏段塔板上的氨水浓度可由原95%降至89%,提升了精洗CO2的能力,使精馏板上很少出现甲铵结晶、一吸气中CO2超标等问题。 一吸塔内由于预蒸馏气带入的水量减少 85~90 kg,二段返回一段的水量增加,总的水量是下降的,并且可使入尿塔的H2O/CO2降至0.65,尿塔转化率提升至67%,因此一段分解汽耗可降低。 (3)增加了一蒸加热能利用段的热能回收率 由于允许二段吸收用水增加,二甲液中CO2含量由原20%下降至16%~18%,一蒸加热利用段吸收一分气中CO2量增加,热能回收率增加。这样,进入一吸塔的热负荷下降,使吨尿回流氨量降至0.6~0.8 m3。 (4)可降低二段操作压力和温度 由于二甲液CO2含量下降至16%~18%,二甲液的气液平衡压力下降0.05 MPa,因此二循一冷的操作压力可维持在0.2 MPa(表压),二冷后的压力可由原0.2 MPa降 至0.15 MPa,则二分塔压力为0.25 MPa,二段分解温度可降至135 ℃;于是二分加汽耗可减少,缩二脲在此段几乎不增加,对提高成品一级品率有十分重要的作用。 2.3 预分离-预蒸馏工艺的开发 1983年齐鲁一化开发出预分离-预蒸馏工艺,即把原110 kt/a装置中的预分离器(φ800×2600 mm,V=1.3 m3)恢复在预蒸馏塔前,其安装位差为18 m。当时中尿装置无一吸外冷却器,预分离气直接进入一吸塔鼓泡段。跟着恢复预分离器的 有兰州化肥厂和浙江衢州化工厂两厂。 当时恢复预分离器的目的,是想降低汽耗和改善一吸塔的操作。若预分离器效果好的话(按设计可预分出一分气总量的50%),则可减少进入预蒸馏塔的物料量,从而可降低一分加的汽耗。另外,预分气温度为115 ℃,不仅减少带入一吸塔的水量,同时可减少一吸塔的热负荷。实际上此工艺开发时没有产生较大的影响,现在根据实践经验来分析,原因可能是原设计的预分离器容积较小,使预分离器的压力上升,不能达到设计压力(1.7 MPa)下的预分离效果,因此预蒸馏塔的负荷下降不多,则一分加的汽耗下降不特别明显。另外预分气和二甲液(CO2含量是20%)都直接进入一吸塔底 部的鼓泡吸收段,不像小尿素装置那样二甲液CO2含量降至16%~18%,而且先经过一蒸加热利用段和一吸外冷却器,就此增加了热能回收量,降低了一吸塔的热负荷,对一吸塔平稳 操作起了重要作用。 3 1986 年以来小尿的技术开发情况 以这个年份分界,是由于1986年三套小尿素试验装置相继开车。山东邹城1986年1月开车,山东平度1986年5月开车,前两套开车不顺利。笔者受当时化工部部长和化肥司司长的委托,参与了河南辉县装置的技改及开车工作。装置于1986年12月31日开车成功,1987年1月就盈利。三个月后进行系统测定,测定表明,装置全面达到设计技术经济指标,特别是在日产140 t时,产品质量完全达标。1987年4月化工部与国家各部委领导在河南辉县召开现场会,讨论了小氮肥改产尿素的技术可行性和可能性。此次会议后,“七五”期间国家批了77套小尿素装置(其中有2套CO2汽提装置,3套中压联尿装置,此5套都已改为水溶液全循环工艺),“八五”国家共提供150套的技改投资。 1986年以后由于众多小尿素装置的兴建,小尿素厂的产量占当时全国尿素产量的50%。 由于原小尿素厂不断进行技术开发,把装置能力提升到100kt/a以上,有不少厂到150~200kt/a,以及新的200 kt/a中型装置相继在原小氮厂建成,技改后达到300 kt/a,说明水溶液全循环法尿素工艺在中国通过技术开发,其优势已为广大水溶液全循环法尿素企业认可。所以新建的200 kt/a、300 kt/a、400 kt/a装置仍有不少采用水溶液全循法尿素工艺。采用此工艺的原中小型尿素厂生产的尿素仍占全国尿素总产量的50%以上。 笔者1986年以后基本从事小尿素的技术开发工作。化工部曾办过四次小尿素厂**,笔者为培养小尿素厂的技术骨干,给他们传授中型厂的经验,辉县装置开车成功的各项技改,辉县第三套试验装置开车成功的体会。笔者在1986年6月参加由化肥司组织的山东邹城会诊,提出了修改建议。1987年受山东平度厂的邀请,指导他们进行修改工作,当时平度只有一套装置,迫切需要提高生产能力,是笔者指导该厂如何提高生产能力的。笔者1986年的工作,为国家决定开发小尿素装置奠定了基础,因此可以说是笔者开创了兴建小尿素厂的这条道路。 3.1 小型尿素装置工艺设计上的技术优势 小尿素装置诞生时比传统中尿装置具有优势,这些优势又为以后的增产节能技术开发铺平了道路。 3.1.1 中压分解采用预蒸馏工艺 预蒸馏工艺改善了水溶液全循环法尿素工艺系统水平衡的条件。维持系统水平衡是维持水溶液良性循环的基本条件,改善系统水平衡后的良性工况表现在如下几个方面。 (1)由于一段分解气带入一吸塔的水量减少,因此允许二段循环液返回一段的水量增加,提高了一吸塔操作的稳定性。 (2)因一、二段循环液的总水量减少,返回尿塔时,使入塔H2O/CO2降至0.65,提高传统塔板的尿塔转化率至67%,可减少一段的循环量,由此可减少一段分解的汽耗和循环液的动力消耗。 (3)二段吸收条件的改善。由于水平衡条件的改善,可增加二循一冷和二冷的吸收用水量,二甲液浓度由20%降至16%~18%。二甲液CO2含量下降,其平衡分压为0.15 MPa,一冷的操作压力维持0.20 MPa即可,则二分塔压力自然为0.25 MPa,因此二分温度可由原150 ℃降至135 ℃,有利于二段分解率的提升,二分加汽耗的下降。一冷多加水后,一冷的吸收能力上升,二冷的吸收量减少,二冷氨水浓度下降,则二段尾气中的氨含量下降,有利于氨耗的下降。 3.1.2 增加了一吸外冷却器,使预蒸馏工艺装置产生更大的增产节能效益 由于二甲液CO2含量下降,且二甲液不像预分离工艺时直接送入一吸塔鼓泡段,而是先经一蒸加热利用段,再进一吸外冷却器,然后进入一吸塔鼓泡段,较稀的二甲液在这两个换热设备中,能较多地吸收一分气中的CO2,一段的热能回收率上升,这也是预蒸馏工艺汽耗 下降的因素之一;同时又减轻了一吸塔热负荷,使吨尿回流氨量由原来的2 m3降低至0.6 ~0.8 m3,则循环氨系统的冷凝面积就比较宽裕了。 增设一吸外冷却器,即把一吸塔吸收一分气中CO2的任务转移出来了,精洗段精洗CO2量减少,在精洗段氨水板上,不会发生甲铵结晶析出、微量超标等问题。预分离工艺中氨水板上的氨水浓度高达95%,预蒸馏工艺中氨水板上氨水浓度为89%,因此预蒸馏工艺加上一吸外冷却器,使一吸塔操作稳定性大大提高,对工艺和操作人员来说,易控制一吸塔的操作。 一吸外冷却器列管中设置麻花铝棒,以增加冷却水在列管中的湍流速度,提高传热系数和冷却效率。 3.1.3 采取措施改善系统水平衡条件 各工艺设备上端都设置精馏段,其目的是使进入一、二段吸收的气体通过精馏工艺后水蒸气夹带量减少。预蒸馏塔本身就是一个有精馏段的设备,二分塔不论采用塔板或填料都设置精馏段,解吸塔设置解吸冷凝器,冷凝回流液送至第一块板上;一吸塔顶部氨水进入3#板,回流氨加至1#板,在3#板上氨水浓度为89%,因此上部需有2块精馏板。预分离工艺时,氨水进入2#板,其浓度为95%,其上只需一块精馏板。 3.1.4 所有加热器均为升膜式列管加热器 设计物料在进入加热器之前均达到沸点状态,进入升膜式列管中,以拉膜式状态上升,使K值提高,加热器面积可减少。一分加热器列管底端又加有节流孔,这能使尿液均匀分流到各列管中,又因尿液通过节流孔后,在管中升膜速度加快,提高了传热系数,从而既节省蒸汽用量,又可降低在该段的缩二脲生成量。有节流孔后,如二次空气不带油,则合成塔的腐蚀产物及油污等不积聚在一分加列管中,而积聚到二分加的列管中。这与中型装置一分加列管没有节流孔,产生积垢的情况刚巧相反。 改为预蒸馏工艺后,一分加的面积利用率提高。在同样面积下,一分加生产能力可增加60%。 3.1.5 蒸发系统不设置升压器 蒸发二表冷原用氨冷代替水冷,吨尿冷冻量为209~251 MJ。在南方夏季雨天气候条件下,二段真空度可抽至指标(0.0067 MPa),尿素水分达到一级品指标。北方大多数厂循环水温度低,又改用水冷代替氨冷,这样可节省一台冰机(60 kt/a生产量时)。南方厂后来也都改用水冷,二表冷面积和一表冷相同。笔者按中型厂的冷却水流程加以改进后,即循环冷却水先经二表冷再至一表冷,以加大一、二表冷循环水量,在没有升压器的情况下,二段真空度也能达到设计指标,这种冷却水流程在装置增产过程中也起了很大作用。 3.2 预分离-预蒸馏工艺在小尿装置上的应用 预分离-预蒸馏工艺在小尿素装置增产节能技改中,发挥了巨大的作用。因小尿装置中有一吸外冷却器,笔者在某厂的技改中,使用预分离器后汽耗由1380 kg降到1280 kg。 3.2.1 预分离-预蒸馏工艺节能的原理 (1)预分离器安装恰当,可分离出53%的过量氨(约占一分气总量的50%),单独流至一吸外冷却器,使一段分解系统的压力下降,有利于一段分解,则经过一分加的液体量也减少了一半,因此能节省一分加的汽耗。 (2)改变了原预蒸馏气相组成,其NH3/CO2由原来的8.03下降至3.94,而CO2含量 由10.4%上升至18.6%;气相NH3/CO2下降,热利用段液相的NH3/CO2也随之下降,这意味着溶液沸点上升,于是就提高了换热段的温差,增加了换热量;又因CO2分压上升,在热利用段增加了吸收CO2的推动力,则甲铵生成冷凝热增加。在小尿素装置上,二甲液中CO2含量为16%~18%。笔者在增产幅度大的装置上将二甲液CO2含量又降至14%~15%,这样更强化了吸收液的吸收能力,因此一蒸加热利用段的热能回收率上升,一蒸加的汽耗进一步下降。 (3)含有92%气氨的预分气到一吸外冷却器中,与一蒸加热利用段后预蒸馏气反应,能将预蒸馏气中残余的CO2充分吸收,反应热由一吸外冷却器的循环脱盐水移走,回收的这部分热量都在界区外利用,如送2.5 MPa锅炉使用,使锅炉产汽能力上升;有的在铜液加热器循环使用,节约蒸汽用量;有的厂用于溴化锂制冷设备,冷水用于冷却尿素装置的二表冷及合成氨系统冷却排管,使夏季时合成氨系统不减产。 安装预分离器后,按预分气和预蒸馏气两气分流的原则,在各自的热交换器内充分发挥其各自气相组成的优势,使一分气中的CO2量在一吸塔前沿的两个吸收设备中被吸收80%~85%,大大地降低了进入一吸塔的CO2量,此工艺发展至今天,一吸塔的吨尿回流氨量下降至0.25 m3。 3.2.2 此工艺的效果 (1)在同样生产负荷下,增设预分离器后,由于预分后液相量下降,则一分加的汽耗下降,又由于一蒸加热利用段和一吸外冷却器的热能回收率上升,使吨尿汽耗由1380 kg 降至1280 kg,此时一吸塔吨尿回流氨量由0.6 m3下降至0.35 m3。 (2)若利用好一蒸加热利用段和一吸外冷却器,在增产节能中将发挥重要作用,所以增产幅度较大的技改,笔者就增加一蒸加热利用段面积和一吸外冷却器面积,这是一举三得的措施:增加了一段吸收CO2的体积和一段的蒸发能力,同时热能回收率上升,使吨尿汽耗降至1180 kg,一吸塔吨尿回流氨量降至0.25 m3。 (3)用此工艺在增产技改过程中,一吸塔及氨冷凝器等不必作任何改造,因增加的CO2在一吸塔前的两个外沿吸收段中被吸收了85%。 (4)以一分加热器为例,用了预蒸馏工艺后,原94 m2的一分加,设计能力为180 t/d,此是按预分离工艺计算的面积,但实际可增产60%,即产量可达320 t/d。改用预分离-预蒸馏工艺后,可日产350 t,若系统再串一个等面积的一吸外冷却器(71 m2 ),日产可达400 t以上。 3.2.3 该工艺能发挥作用的关键 一是安装好预分离器,使预分离器的效率尽可能达到设计值。预分离器若在设计压力1.7 MPa下运行,能分离出过量氨的53%,使预蒸馏气相组成有较大的改变,从而在各自热交换设备中发挥作用。在实际装置中,压力易大于1.7 MPa,即经过一个一吸外冷却器后进入一吸塔,此时压力为1.75 MPa。为此设计预分离器时,其容积大小应与产量相适应,同时气相管径和预蒸馏气相管相同,与生产量亦相适应,保证在运行中不增加预分离器的压力。安装时与预蒸馏塔有15 m以上的位差,则在气相管上不必装 压力控制阀 ,而预分气相不带液,预分离液能顺畅流到预蒸馏塔内。 二是两气分流的原则。预蒸馏气按原流程,经过一蒸加热利用段,再进一吸塔冷却器;预分离气只经一个外冷却器,这样发挥各自气相组成的特点,在不同换热设备中发挥不同的作用。 有的工艺在两气流程中串入一至二个换热设备,则大大提高了一段分解系统压力,预分离就没有应有的效率,一段分解率也受到很大影响。 3.2.4 笔者在此处的贡献 笔者在小尿素装置上开创性地应用预分离-预蒸馏工艺,使水溶液全循环工艺技术处于国内领先的地位,在不少生产规模大的装置中汽耗已经降到1100 kg。而且可以说这在福建永安尿素装置1997年120 kt/a时就已实现。笔者所获得的汽耗值,都是在该厂装置上一步一步改造达到的。 (1)在该厂第一次用好了预分离器后,在同样120 kt/a装置上,汽耗由1380 kg降到1280 kg。 (2)增加一蒸加热利用段面积,这样增加了热能回收率,在同样负荷下,汽耗降到1180 kg。 (3)增加闪蒸加热器,相当于三段蒸发模式,使闪蒸后尿液温度由95 ℃上升到105 ℃,节省了一蒸加热器的汽耗,使吨尿汽耗降至1100 kg。闪蒸加的热源利用高压蒸汽冷凝液的余热,将其先接入新设置的中间膨胀槽,闪蒸出的0.6 MPa蒸汽用于闪蒸加,闪蒸出的汽量与闪蒸加所需热量应平衡。 该厂由于生产能力提高至200 kt/a时,回收热能的技改工作未能同步实施,汽耗反弹至1200 kg,深信回收热能的技改完成后,可以降到1100 kg。 笔者开发成功该节能技术,是在充分认识该装置具有增产节能的潜力,充分发挥中压系统多回收甲铵反应热的基础上实现的。安装好预分离器是第一位的,没有好的预分离效率,就没有充分的热能回收功能,也就没有降低汽耗的作用。 不论在大型还是中型尿素装置上,采用容积与生产能力匹配的预分离器,增加相应的一蒸加热利用段和一吸外冷却器面积,同时增加相应的脱盐水循环量,就可以取得1100 kg汽耗的效果。 个1100 kg汽耗的另一前提,是尿塔转化率必须有67%,因此增产后要使转化率不降低,必须同步改造合成塔内件或增加新尿塔等,如改造后的转化率大于67%,汽耗会进一步下降。 多种气室型的高效塔板,液体折流式高效塔板,都为尿塔提高生产能力,转化率维持在67%或以上,提供了有力的技术支持,这是国产化水溶液全循环法尿素工艺装置技术进步的又一体现。 4 高效回收热能的改良型水溶液全循环尿素新工艺 从我国开发了预蒸馏工艺,又创新预分离-预蒸馏工艺过程看,汽耗是逐步下降的。归纳这两个工艺流程能降低汽耗的关键是,不断降低一段分解的汽耗(预分离工艺 时,一分加的汽耗占总汽耗的60%),提高一段吸收的热能回收率,因此这也成为笔者开发新工艺的主导思想。 4.1 能回收热能的关键部位 在第一步的节能技改中,只是将一段甲铵分解后所产生的CO2气在一蒸加热利用段和一吸外冷却器中的热能回收率提高,达到了85%,进一步的热能回收工作,需要抽出原进入合成塔反应的部分CO2,送入需高位热能的一段回收设备中,即在一分加热器增设热能回收段,以降低一分加的汽耗,以及增加原一蒸加热能利用段的面积,以降低一段蒸发的汽耗。通过核算,此两部分回收的热能可降低汽耗300 kg,使吨尿汽耗由现在的1100 kg降至800~900 kg。 本新工艺使用了笔者与湖南省化工设计院合作的两个实用新型专利: ZL99233018.1 附有热交换器内件的尿素合成塔 ZL0227385.1 尿素生产中回收热能的新工艺 4.2 提高尿素合成塔的转化率,是新工艺降低汽耗的重要因素之一 由于新工艺甲铵循环量增加,在工艺物料衡算时,必须注意以下两个工艺条件。 (1)入塔H2O/CO2不超过0.85,这样必须将一、二段吸收用水多次利用,并使中压系统补入的CO2能吸收下来,在中压段的换热设备中回收其反应热以降低汽耗。 (2)甲铵液组成与传统工艺保持一致,不使一段系统平衡压力上升,以免引起系统工况变化而引发不好的后果。入塔甲铵液仍在95 ℃,这样不会使甲铵泵缸体及其内件腐蚀加剧。 因此入塔H2O/CO2保持在0.85,是本工艺的关键指标。目前国内的各种尿塔内件,在H2O/CO2为0.65工况下,转化率最高纪录为68%(生产强度在15以上)。本工艺由于一段甲铵循环量增加,入塔H2O/CO2增至0.85。在此工况下,要使转化率不低于70%,必须设计新的成塔内件,以确保高H2O/CO2工况下的转化率在70%以上。 4.3 设计新尿塔内件的指导思想 设计等温型的尿塔内件,三物料以NH3/CO2小于3进入在塔内设置的列管式反应器,该反应器也是热交换器,此设备固定在塔顶大盖上,反应物由中心管移至塔下部后,由塔底补入液氨,使NH3/CO2为4.2~4.3,平衡反应热。调节塔底温度不高于188 ℃,以提高转化率,为此仍利用现塔内已有的高效塔板,稍作改造后使用。 本塔内件的结构,使塔顶底温差缩小,真正成为等温型的尿塔。 5 结束语 水溶液全循环工艺虽然是上世纪60年代的技术,国外早已淘汰,但由于我国对尿素工艺的研究和开发均以此工艺为主,因此在工艺设计、设备制造、操作和生产管理方面积累了丰富的经验,已有汽耗为1100 kg的装置。进一步回收热能,使汽耗降到900 kg的工艺也将出现。因此中国式的改良型水溶液全循环法尿素新工艺即将诞生,她大大不同于60年代传统的预分离工艺了。可以说这是中国式的节资节能水溶液全循环新工艺。新工艺与原引进工艺的对比见表1。 表1 新工艺与原引进工艺对比 序号 新工艺 原引进工艺 1 预分离-预蒸馏流程 预分离流程 2 等温型尿塔内件,转化率70% 传统型塔板,中尿装置塔内12块板,转化率65% 3 设置一分加热利用段 无 4 设置一吸外冷却器 无 5 二甲液CO2含量降至14%~15%,先进入一蒸加热利用段 无 6 设置利用余热的闪蒸加热器,开创三段蒸发模式 无 7 汽耗900 kg 中尿装置1981年实测1500 kg 8 引入国产化的深度水解装置,氨耗可达国标先进水平 无 9 引入粒径2 mm占70%的造粒喷头 原造粒喷头1 mm粒径占67%的小颗粒喷头
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生产工艺改进?
各位同仁,请谈谈您们的生产工艺改进或更新是如何和研发部门结合的? 我们公司设立了基层研发人员,归口车间管理,你们如何看待此现象, 你认为该如何保持生产工艺的先进性。
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求电机转速问题?
同步电机每分钟500转,10分钟后是5000转。而异步电机额定转速是493转,是随着负载变化而变化的,负载轻,转速会高一点,负载重转速会低一点,10分钟后不一定是4930转。
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请问电热常压锅炉间接系统,一次泵杨程选择多少合适?
锅炉为电热 常压锅炉 , 换热器 为半 容积式换热器 。有知道大概的杨程选择范围么?
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仿生催化剂助推绿色精细化工发展?
用新催化技术实现绿色合成与清洁生产对于化学工业的可持续发展意义重大。当人们在讨论精细化工清洁生产时会越来越关注仿生催化技术在精细化工生产绿色化的进程中发挥的作用。 谈到仿生催化技术,自然离不开将烃类转化为醇、醛、酮、酸的与节能减排关联密切的烃类氧化过程。北京工业大学绿色化学与精细化工研究所所长佘远斌指出,作为 石油化工 行业的核心技术之一,25%的化学反应、50%的化工产品均建立在烃类氧化工艺的基础上。当下,化工行业发展面临环境状况恶化、安全事故频发、资源与能源短缺等瓶颈制约,迫切需要在烃类氧化环节寻求突破。 通过提高烃类氧化过程的效率和选择性,可以实现节能减排与环境保护;通过用温和条件下的液相仿生催化氧化来替代高温、高压下的气固相催化氧化,可以规避安全事故的发生;通过提高氧化反应的转化效率,可以提高资源和能源的利用率。“这其中最关键的问题是氧化过程高效 催化剂 的分子设计与可控制备,于是仿生催化体系从中脱颖而出。”佘远斌说。 就像大自然中酶对于生物质新陈代谢的促进作用一样,仿生催化氧化技术是通过模拟生物体内的化学反应过程,开发出与生物酶相似的催化体系,在温和的条件下实现烃类化学品的氧化。作为生物催化与化学催化的交叉成果,仿生催化技术填补了传统工艺需要高温高压、选择性差、催化效率低、环境不友好的缺点,受到了国际学术界和企业界的高度重视。 通常仿生催化体系拟解决三大关键问题,即仿生催化氧化烃类的特异性,微量仿生催化剂的高效转化机制,仿生催化氧化活性和选择性的精确调控。通过这三大课题的探索,研究人员期望获得仿生催化氧化的共性和个性规律,实现高收率、高选择性地获得目标产物,有效解决目前烃类选择氧化存在的安全隐患、环境污染等问题。 “金属卟啉仿生催化剂就是仿生催化剂的典型代表,它具备反应专一、催化效率高、环境友好的重要优势。”佘远斌指出,金属卟啉仿生催化剂的特点是催化剂用量少,只需3~300ppm级,不需回收且不产生二次污染;采用清洁廉价的氧气代替污染严重的化合物作 氧化剂 ;使用中性、碱性介质或无溶剂体系代替设备腐蚀严重的酸性介质;反应在接近室温、常压、中性的温和条件下进行。 据了解,与天然生物催化剂相比,仿生催化剂具有价格低廉、性能稳定且易保存的优点,同时大大降低了催化剂生产的成本。作为典型的绿色化学技术,仿生催化追求的目标是通过生物代谢过程,改善碳氢化合物空气氧化反应中的转化率与选择性,进而提高烃类氧化工艺的效益,取代现有非绿色工艺,并实现工艺过程的可调控性。如今,新型仿生催化剂的分子设计与合成已经获得突破,有些成果已经和相关企业签署了技术转让协议。今后,仿生催化技术的技术进步必将深刻影响绿色精细化工的发展与进步。 更多内容请关注中国化工报数字报( http://ipaper.ccin.com.cn )
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甘肃治理黄河上游河沟重金属污染-盖德化工?
本帖内容由盖德化工转载自网络 新华网兰州2月27日电(记者白丽萍)甘肃白银市东大沟流域从2013年开始进行河道底泥 重金属 污染治理,目前,这项工程已完成7.62公里的河沟重金属污染治理,并通过甘肃省环保厅验收。 东大沟是白银市东郊的一条排污泄洪沟,总长38公里,沿线有二十多家工业企业。由于长期排污,东大沟污染底泥的厚度约为50至120厘米,镉和汞为主要污染物,对黄河下游水环境安全构成严重威胁。 白银市环保局总工程师张琼说,黄河上游白银段东大沟已累积了较厚的重金属污染层,工程采用污染底泥异位存储、固化稳定化处理、植物修复等方式进行治理。治理后,沿线企业工业废水已实现达标排放,水质有了显著改善,东大沟入黄河口处重金属污染物基本满足标准要求。 参与试验的爱土工程公司项目技术工程师杨学东说,具体的治理流程是技术和工程人员将污染物破碎均匀后,根据不同的重金属污染浓度,加入相应剂量的 化学药 剂,对底泥中的重金属离子进行固化修复,然后栽上树进行植物修复。 据了解,2005年开始,白银市在环保部、甘肃省的支持下开始着力治理重金属污染,累计投入已超过26亿元。包括企业生产技能改造、重金属污染土地“清洗”和植物修复等。
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职业:北京吉星工程项目管理有限公司 - 实习生-操作员
学校:洛阳大学 - 环境与化学工程学院
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