JR型氨合成塔系统
2010-03-16 | 编辑：enablesite |
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氮肥行业循环经济支撑技术简介
技术名称：JR型氨合成塔系统
技术拥有单位：石家庄精工化工设备有限公司
一、基本原理、技术特点及技术水平
1、基本原理
JR型氨合成塔内件采用独特的换热结构，充分利用氨触媒具有的宽温和高温活性的特点，采用多段绝热方式进行氨的合成，触媒利用充分，可以达到最高的氨净值从而降低循环量，减少电耗和冷量消耗。
工艺流程：冷交二次出口的循环气经塔前预热器提温到100—120℃左右分成四股，占70％左右的主气流，由主线从塔顶入塔，经内外筒间的环隙下行，以冷却和保护外筒，进入下部换热器进行预热，再经下部中心管进入中部(二、三段间)换热器加热至360℃左右经中心管进入一段触媒，另外有二股气体分别经三条副线入塔。经塔底副线进入的气体在下部换热器出口与主线进入的气体混合可调节三段催化剂的温度。在塔顶有二条副线，其中一股经冷气下降管进入上部(一、二段间)换热器，冷却一段出口气体，被加热后的气体经升气管入一段入口，与中心管出口的主气流混合一起进入一段触媒层，还有一股气体由塔顶进入合成塔内件小盖下部的气体分布器，以调节零米温度。经中心管来的气体与另外二股气体混合后，经过一段触媒反应后经上部换热器换热，进入二段触媒层反应，再经中部换热器换热，进三段触媒层反应，最后经下部换热器降温出合成塔。出合成塔的气体，入废锅生产1.0-1.3Mpa蒸汽，温度降到190℃左右进入软水加热器，加热变换工段的循环热水，进一步降温至130—140℃，进循环气预热器，预热入塔气后温度约50—60℃，进入冷排降温到35℃左右，再进入氨分离器分离液氨，分氨后的气体进循环机加压，进油分离器分油后，进冷交换热器与从氨冷来的冷气换热降温到-5～10℃，与经预冷的新鲜气混合，经氨冷冷却，进冷交换器分氨并与油分来的气体换热，回收冷量，再进塔前预热器预热至110-120℃进合成塔。
2、技术特点
（1）触媒装填量大：尽管采用段间间接换热结构，由于设计合理，触媒容积在国内不同结构内件中名列前茅。
（2）触媒层温度分布合理、调节灵活、容易维持：由于采用绝热反应，段间间接换热结构，使触媒层温度分布比冷管及直接冷激式更加合理，充分利用了触媒的宽温活性和高温活性。如流程所述各层温度均有冷气副线调节，各层温度控制方便，触媒层内无冷管冷却，床层温度不易垮，而且无因冷管冷却而使热点下移快的现象，使中、下部触媒也得到充分利用，提高了触媒的利用率及使用寿命。
（3）净值高、空速小、产量高：在同样触媒装填量下，无论从理论计算及实际使用情况看，绝热式内件的氨净值及生产能力均是各类内件中最高的，这样可做到产量一定、空速小、阻力低、热回收及冷量平衡容易，同样空速则产量较高。这也是近年来国内外内件发展的方向。
（4）对气体净化条件适应性好, 由于采用绝热反应，杜绝了冷管式内件(折流式内件尤甚)一旦上部触媒中毒而使床层温度无法维持的局面，在上部触媒部分中毒失效的情况下仍可维持正常生产，而不必采用带电、废锅断水等非正常措施维持生产。
（5）流程设置先进：由于进塔温度要求低(100--120℃)，因此可以把软水加热器置于塔前预热器之前，其所回收的热量品位更高(160℃以上)，同时进冷水温度则可以降到50℃以内，热量回收彻底。是目前国内热回收最为充分的流程。
（6）由于采用绝热反应、段间换热反应，使有毒物质仅对一段触媒造成危害，保护其他段触媒不受影响，配合我公司提出的部分换触媒技术（仅更换中毒的一段触媒）可使绝大部分触媒的寿命达到10年左右，接近天然气为原料大化肥厂的水平。
3、技术水平
国内领先，反应热回收率90%，氨净值高达14-17%。
二、适用范围
适用于所有合成氨生产企业。
三、应用效果
与其他内件及合成流程相比，仅节约能源一项，吨氨多回收反应热18～20*104kcal ,减少冷却水30～40M3 。年产12万吨氨企业，一年可创经济效益300万元以上，由于催化剂使用寿命长，一年平均生产时间可延长5～7天，多产氨2000吨以上，可创效益100万元以上，节约催化剂及开车费用50-70万元（按平均摊）。
四、推广应用情况
JR内件及配套工艺流程推广企业已超过100家主要有：
1 河北藁城化肥厂 10万吨/年合成氨
2 山东荣成化肥厂 10万吨/年合成氨
3 石家庄联碱厂 6万吨/年合成氨
4 河南修武化肥厂 8万吨/年合成氨
5 河南郑州水晶化肥厂 6万吨/年合成氨
6 河北魏县化肥厂 6万吨/年合成氨
7 山西霍州化肥厂 12万吨/年合成氨
8 山西昔阳化肥厂 5万吨/年合成氨
9 福州耀隆总公司 10万吨/年合成氨
10 山西五台县化肥厂 6万吨/年合成氨
11 天津蓟县化肥厂 8万吨/年合成氨
12 石家庄正元化肥有限公司 20万吨/年合成氨
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