ⅢJD 氨合成系统
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：ⅢJD 氨合成系统
技术拥有单位：湖南安淳高新技术有限公司
一、基本原理、技术特点及技术水平
1、基本原理
精制后的H2、N2气体，在15MPa～30 MPa和适宜的温度下，采用高效节能的氨合成反应器（合成内件）、节能流程、高活性催化剂，使之合成为氨，经冷凝分离后得到液氨（产品）。
ⅢJD氨合成系统，是湖南安淳高新技术有限公司在ⅢJ系列合成塔内件技术基础上，总结了ⅢJ系列内件在全国合成氨行业近400家的运转经验，吸收了90年代国际先进技术以及国内引进的大型氨厂运转经验，开发设计进入新世纪的技术。
ⅢJD氨合成系统工艺流程及说明:
精制后的气体和循环机出口的循环气一起进入油分离器，油分离后，分成两股，一股约～75%进入热交管外加热至246℃，其中50%从合成塔底部进入（二进）塔内换热器管内，加热后进入中心管，从中心管出来进入触媒筐第一绝热层反应，反应后热气利用从塔顶下来约50%的冷激气降温后进入第二绝热层。另一股～25%未反应气体从合成塔下部进入环隙，由下而上到内件顶部，与经外热交加热后的25%气体汇合，从两根导气管进入至冷管束，气体在冷管束内加热后，经上升管达到第二、第三绝热层之间，做为从第二绝热层反应后的热气(约470℃～480℃)的冷激气，两者混合后，温度为410℃～420℃，进入第三绝热层、冷管层、第四绝热层反应，反应后温度为440℃～450℃，进入塔内换热器管间，被冷却至390℃～395℃，从合成塔下部出来的热气，氨含量14%～15%，进入废热锅炉，温度降至265℃，进热交换器，被冷却至～70℃，进水冷排，冷却至～40℃，进入冷交管间，温度降至～12℃，液氨分离后，进入氨冷器，经系统氨分后再进入冷交管内，回收冷量之后，气体升温至～28℃，进循环机压缩，补入新鲜气，再进入油分，合成塔如此循环。
2、技术特点
ⅢJD氨合成内件：①三径一轴内冷绝热反应式，采用分流工艺，具有高压容器利用系数大、催化剂利用系数高、催化剂升温还原容易、操作弹性大的特点；②内件结构简单可靠，塔阻力小，为0.2～0.3 MPa；③采用多段直通式，可自卸催化剂。
节能流程：① 出塔气温度高，可副产2.5 MPa～4.0 MPa的中压过热蒸汽；②循环机位置放在冷交之后，气体直接进塔，节约了冷冻量，且提高了进塔气温，冷气温度可达28℃，对合成反应热平衡有利，提高热回收率。同时，保证了合成反应处于系统压力最高处，利于氨净值的提高；③放空在循环机前，补气在循环机后，节约循环机电耗，放空量最小，氨和有效气体损失少；④系统阻力小，为1.2 MPa～1.5 MPa。
配套高效换热设备：①热交、冷交采用先进的横纹管元件，传热系数“K”值提高30%；②氨分、油分采用旋风、过滤相结合高效分离元件，并采用配闪蒸槽的卧式“U”型氨冷器和闭路卧式“U”型水冷器，与经典流程相比，放空量减少5%，冷冻量减少20%。
3、技术水平
本项目包含了多项国家发明专利和实用新型专利，基于该技术的先进性，2002年4月24～25日，中国氮肥工业协会曾组织全国合成氨方面的部分专家，对双甲净化工艺和合成氨技术项目进行了针对山西临猗现场的生产评议，评议认为“……ⅢJD氨合成系统及主要设备结构均采用了优化设计，在国内外领先水平，建议在氮肥行业推广应用。”ⅢJD合成塔内件由于其独特的设计具有氨净值高、阻力小、循环量小的特点，受到用户青睐而被广泛采用，特别是ⅢJDΦ1200以上氨合成塔内件已约占市场份额的一半。
二、适用范围
所有合成氨企业。
三、应用效果
1、经济效益
采用ⅢJD氨合成系统，由于氨净值高，阻力小，热利用率高，副产蒸汽多，冷却水用量少，放空量少，系统压力低。
一个年产15万吨合成氨的企业，采用ⅢJDΦ1600（或Φ1800）氨合成系统年经济效益达500万元～600万元。
2、环境效益 一个年产15万吨合成氨的企业，减少水资源浪费，即年节约用水（少排放水）210.6万吨。
3、社会效益
一个年产15万吨合成氨的企业，采用ⅢJD氨合成系统，每年节电1500万kW•h，回收蒸汽发电1080万kW，节约水资源210.6万吨，减少了资源浪费，净化了环境，促进了循环经济的发展。
四、推广应用情况
至2005年6月，ⅢJD氨合成系统已在全国47套合成氨装置推广应用：
其中ⅢJDΦ1200氨合成系统有21套，ⅢJDΦ1400氨合成系统有7套，ⅢJDΦ1600氨合成系统9套，ⅢJDΦ1800氨合成系统5套，ⅢJDΦ2000氨合成系统3套，ⅢJDΦ2400氨合成系统2套。
已经投产使用的ⅢJD氨合成系统运行稳定，应用效果很好。
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