《开发的三项技术》PPT课件

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1、国昌化工国昌化工GoodChina Chemical 南京国昌化工科技有限公司南京国昌化工科技有限公司 南京国昌公司在氨合成和甲醇合成生产领南京国昌公司在氨合成和甲醇合成生产领域中，开发了三项技术：域中，开发了三项技术：一一GC型轴径向、低阻力大型氨合成反应技型轴径向、低阻力大型氨合成反应技术术 二全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气二全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气 新新 工艺技术工艺技术 三双低压醇氨联产新工艺三双低压醇氨联产新工艺 GC型轴径向、低阻力大型氨合成反应技术型轴径向、低阻力大型氨合成反应技术 基本原理：基本原理：反应器设计为轴径向结构，有一轴三径或二轴二径反应器设计为轴径向结

2、构，有一轴三径或二轴二径等。等。采用的关键技术一是菱形气体分布器。采用的关键技术一是菱形气体分布器。采用的关键技术二是鱼鳞筒径向分布器。采用的关键技术二是鱼鳞筒径向分布器。技术特点：技术特点：1、气体分布均匀、同平面温差小、气体分布均匀、同平面温差小主要的技术支撑是：主要的技术支撑是：（1）轴向层采用了新型高效的棱形分布器；）轴向层采用了新型高效的棱形分布器；采用分气流侧和集气流侧两向小孔同时补偿的技术；采用分气流侧和集气流侧两向小孔同时补偿的技术；（2）径向层采用了具有自主知识产权的）径向层采用了具有自主知识产权的“鱼鳞筒鱼鳞筒”二次分布器技术；二次分布器技术；气体分布非常均匀，目前已运行的

3、气体分布非常均匀，目前已运行的DN2000及以上及以上以上大型合成塔同平面温差，轴向层以上大型合成塔同平面温差，轴向层35，径向层，径向层9。技术特点：技术特点：2、合成塔阻力低、降低循环机功耗、合成塔阻力低、降低循环机功耗 由于采用径向流为主的催化床结构，有效降低氨合成塔由于采用径向流为主的催化床结构，有效降低氨合成塔内件阻力（正常内件阻力（正常），以降低循环机功耗。），以降低循环机功耗。3、氨净值高、循环气量小、氨净值高、循环气量小 采用以径向为主结构，催化剂绝大部分为小颗粒高活采用以径向为主结构，催化剂绝大部分为小颗粒高活性催化剂；并且采用中心换热器间接换热使得上层催化剂性催化剂；并且采

4、用中心换热器间接换热使得上层催化剂生成的氨不被冲淡，确保氨净值大于生成的氨不被冲淡，确保氨净值大于12%，以减少循环气，以减少循环气量。量。4、由于氨净值高，反应后出塔气温度高，提高了副产、由于氨净值高，反应后出塔气温度高，提高了副产蒸汽品位，产汽量达到吨蒸汽蒸汽品位，产汽量达到吨蒸汽/吨氨以上。吨氨以上。技术特点：技术特点：5、换热器全部设置在氨合成塔内件中心，提高换热器、换热器全部设置在氨合成塔内件中心，提高换热器传热效率，降低换热器的体积，充分利用氨合成塔的高压传热效率，降低换热器的体积，充分利用氨合成塔的高压空间，实现同样高压容积催化剂装填的最大化。空间，实现同样高压容积催化剂装填的最

5、大化。6、催化床高度分配合理，满足不同工况下对操作弹性、催化床高度分配合理，满足不同工况下对操作弹性的苛刻要求，操作弹性为的苛刻要求，操作弹性为30120%。7、各段催化床相互独立又相互关联，每段催化床之间、各段催化床相互独立又相互关联，每段催化床之间相互连通，可实现整塔催化剂完全自卸。结构安全可靠、相互连通，可实现整塔催化剂完全自卸。结构安全可靠、检修方便。检修方便。8.氨合成内件设计合理，结构安全，换热器、冷激分布氨合成内件设计合理，结构安全，换热器、冷激分布器为可拆卸结构，便于检修维护。器为可拆卸结构，便于检修维护。应用条件：应用条件：该轴径向、低阻力大型氨合成反应技术，多用于合成该轴径

6、向、低阻力大型氨合成反应技术，多用于合成氨产量氨产量15万吨万吨/年以上，如年以上，如15、18、20、30、40万吨万吨/年等年等规模，塔径在规模，塔径在2米及以上，合成压力在米及以上，合成压力在10都可以采用。都可以采用。根据不同原料气的惰性气含量，选择适宜的合成压力和塔根据不同原料气的惰性气含量，选择适宜的合成压力和塔径。径。技术来源：技术来源：本项目成果由南京国昌化工科技有限公司自行研发，本项目成果由南京国昌化工科技有限公司自行研发，拥有实用新型专利。拥有实用新型专利。技术产权：技术产权：该技术拥有自主知识产权，在该技术拥有自主知识产权，在2004年、年、2005年分别年分别向国家知识

7、产权局申报了二项实用新型专利向国家知识产权局申报了二项实用新型专利1.换热器拆卸方便的多相催化反应器换热器拆卸方便的多相催化反应器 专利号专利号2.鱼鳞式径向流动固定床反应器鱼鳞式径向流动固定床反应器 专利号专利号 南京国昌化工科技有限公司近期氨合成及系统部分业绩表南京国昌化工科技有限公司近期氨合成及系统部分业绩表规规 格格使使 用用 厂厂 家家1000氨塔山东联盟（2台）山东郯城 云南沾益 湖北大田 云南红磷 山西焦化 广西柳化 湖北鄂西 章丘二化 山东济宁 甘肃金化 陕西兴平 山西霍州 河南漯河 河南偃师 1200氨塔河南安阳 山东东阿（2台）山东联盟 山东红日 江苏宜兴 陕西陕化 山东鲁

8、南 山西兰花 山东禹城 山东平原(2台)越南北江 河北元氏 河南平顶山 河北景县 浙江绍兴 云南昆明 山东宁津 内蒙远兴 内蒙通辽 江苏润丰四川金象（15MPa）1400氨塔山西兰花 山东海化青州 山西巴公 湖北洋丰 山东海化华龙 甘肃金化 山东金乡 江苏沭阳 江苏宿迁1500氨塔河南安阳 山东峄山 陕西兴平 山东鲁南 吉林长山 河南平顶山 安徽涡阳 1600氨塔山东肥城 内蒙乌拉山 陕西陕化 宁夏丰友 河北新化 河北文安 山西金地 江西碱业（2套22MPa）1800氨塔江苏宜兴 安徽昊源 山西丰喜 山东瑞星 安徽合肥 山西静乐 广西河池 河南平顶山 浙江龙山 浙江巨化 2000氨塔山东联盟（

9、2套）安徽临泉 湖北当阳 河北东光 黑龙江浩良河 新疆大黄山（15MPa）山西盂县 安徽阜阳2200氨塔山东鲁西化工八厂 内蒙呼伦贝尔（15MPa）山东洪达（15MPa）河北金石化肥（26MPa）2400氨塔山西金象（26MPa）2006年年7月通过中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定月通过中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定 2005年年9月在北京参加低压氨合成塔及合成系统技术研讨月在北京参加低压氨合成塔及合成系统技术研讨会会 实用新型专利：实用新型专利：换热器拆卸方便的多相催化反应器换热器拆卸方便的多相催化反应器专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：鱼鳞式径向流动固定床反应器，鱼鳞式径

10、向流动固定床反应器，专利号专利号 GC型轴径向、低阻力大型氨合成反应技术型轴径向、低阻力大型氨合成反应技术 被中国氮肥协会推广为被中国氮肥协会推广为-氮肥行业振兴支撑技术氮肥行业振兴支撑技术 全自热非等压醇烷化全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气净化合成氨原料气 新工艺技术新工艺技术 基本原理：基本原理：“全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺”是针对合成氨原料气净化领域，开发出的一种净化度深、是针对合成氨原料气净化领域，开发出的一种净化度深、便于调节醇氨比、降低合成氨综合能耗、利于环保、使便于调节醇氨比、降低合成氨综合能耗、利于环保、使用范围广，可以取

11、代现有运行能耗高、污染严重的铜洗用范围广，可以取代现有运行能耗高、污染严重的铜洗净化工艺及运行能耗高的中压甲烷化工艺。是一种合成净化工艺及运行能耗高的中压甲烷化工艺。是一种合成氨原料气深度净化集成创新工艺。氨原料气深度净化集成创新工艺。技术特点：技术特点：1净化度高净化度高 该工艺一级醇化产醇为主，二级醇化和甲烷化是净化作该工艺一级醇化产醇为主，二级醇化和甲烷化是净化作用，二级醇化出口气体中用，二级醇化出口气体中CO+CO2小于小于200PPm，出高压烷，出高压烷化系统气体中的化系统气体中的CO+CO210PPm，净化度高，因此几乎不，净化度高，因此几乎不增加合成案新鲜气中增加合成案新鲜气中C

12、H4含量。含量。2经济性好经济性好 该工艺由于醇化净化度很高，合成氨原料气中的该工艺由于醇化净化度很高，合成氨原料气中的CO、CO2全部转化为附加值高的甲醇产品。全部转化为附加值高的甲醇产品。技术特点：技术特点：3净化过程无污染物产生净化过程无污染物产生 该工艺净化的过程就是合成甲醇的过程，不存在气体该工艺净化的过程就是合成甲醇的过程，不存在气体放空、不存在有污染的液体排放，解决原铜洗醋酸铜氨络放空、不存在有污染的液体排放，解决原铜洗醋酸铜氨络合溶液环境污染问题，并彻底解决了合成氨原料气净化过合溶液环境污染问题，并彻底解决了合成氨原料气净化过程中带来对大气、水等环境污染问题。程中带来对大气、水

13、等环境污染问题。4醇氨比调节灵活醇氨比调节灵活 该工艺便于调节醇氨比、利于工厂实现多种经营，醇该工艺便于调节醇氨比、利于工厂实现多种经营，醇氨比可以在氨比可以在1 11 10范围内任意调节，企业可以根据甲范围内任意调节，企业可以根据甲醇与化肥的市场行情，来调节甲醇和氨的产量。醇与化肥的市场行情，来调节甲醇和氨的产量。技术特点：技术特点：5操作简单运行稳定操作简单运行稳定 该工艺操作简单，正常操作时，高压醇烷化系统只需该工艺操作简单，正常操作时，高压醇烷化系统只需要调节要调节2至至3只阀门，不开电加热器、不开循环机，运行十只阀门，不开电加热器、不开循环机，运行十分稳定。分稳定。6系统内自热运行系

14、统内自热运行 该套工艺完全实现合成氨系统内全自热，即中压醇化、该套工艺完全实现合成氨系统内全自热，即中压醇化、高压醇化及高压烷化系统均无需外供电就可以达到系统热高压醇化及高压烷化系统均无需外供电就可以达到系统热量平衡，运行安全稳定。量平衡，运行安全稳定。技术水平：技术水平：“全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺全自热非等压醇烷化净化合成氨原料气新工艺”是热是热法净化的典范，法净化的典范，净化度高，无污染，经济性高。净化度高，无污染，经济性高。1、该工艺合成原料气中、该工艺合成原料气中CO+CO2含量最终含量最终10PPm，2、该工艺中二级醇化出口、该工艺中二级醇化出口CO+CO2含量最终含

15、量最终200PPm。3、该工艺净化度高，无污染，消耗低，远远优于传统的铜、该工艺净化度高，无污染，消耗低，远远优于传统的铜洗工艺。洗工艺。4、该工艺既是净化工艺，又可以联产甲醇，醇氨比可以大、该工艺既是净化工艺，又可以联产甲醇，醇氨比可以大幅度调整。幅度调整。应用条件：应用条件：该工艺可以配套任何规模和任何压力等级的合成氨系统，该工艺可以配套任何规模和任何压力等级的合成氨系统，配套合成氨规模配套合成氨规模640万吨万吨/年，可以应用于新建合成氨装年，可以应用于新建合成氨装置，也可以应用于老装置改造。整套工艺装置布置紧凑，置，也可以应用于老装置改造。整套工艺装置布置紧凑，占地与配套氨合成工序相当

16、。占地与配套氨合成工序相当。技术来源技术来源:本项目成果由南京国昌化工科技有限公司自行本项目成果由南京国昌化工科技有限公司自行研发，拥有发明专利和实用新型专利研发，拥有发明专利和实用新型专利。自主研发技术产权：自主研发技术产权：该技术拥有自主知识产权，在该技术拥有自主知识产权，在2004年年2008年分别向国家知识产权局申年分别向国家知识产权局申报了多项专利技术，其中报了多项专利技术，其中:发明专利发明专利“合成氨原料气非等压醇烷化净化新工艺合成氨原料气非等压醇烷化净化新工艺”，专利号，专利号实用新型专利实用新型专利“换热器拆卸方便的多相催化反应器换热器拆卸方便的多相催化反应器”，专利号，专利

17、号“鱼鳞式径向流动固定床反应器鱼鳞式径向流动固定床反应器”，专利号，专利号“径向折流板壳式反应器径向折流板壳式反应器”，专利号，专利号“轴向流板壳式等温反应器轴向流板壳式等温反应器”，专利号，专利号“立式水冷管箱式反应器立式水冷管箱式反应器”，专利号，专利号ZL 200820040395.8 序号使 用 厂 家醇氨装置能力（Kt/a）醇产量Kt/a开车时间1山东联盟化工股份有限公司（期）300902006.102山东联盟化工股份有限公司（期）3601502008.63山东鲁西化工集团化学工业园3601002007.24山东鲁西化工集团第一化肥厂4301002008.95山东鲁西化工集团第二化肥

18、厂3801002008.76山东鲁西化工集团第三化肥厂160502008.67山东阿斯德化工股份有限公司180502004.68河南平顶山飞行化工有限公司（期）150302005.109河南平顶山飞行化工有限公司（期）180202008.1010山东海化华龙化工有限公司140302006.511陕西陕化集团160302008.512河北新化化工公司2001002007.513宁夏丰友化工股份有限公司200202007.1114安徽昊源化工股份有限公司2601002008.715安徽三星化工股份有限公司180502007.1016河北藁城化工总厂160402007.117湖南智成化工有限公司16

19、0302007.818山东海化盛兴化工有限公司160402007.519山东金乡德华化工有限公司150302007.820河北河间120302006.5南京国昌化工科技有限公司近期氨合成及系统部分业绩表南京国昌化工科技有限公司近期氨合成及系统部分业绩表 序号使 用 厂 家醇氨装置能力（Kt/a）醇产量Kt/a开车时间21河北东光化工有限公司260802008.1022河南颖青化工股份有限公司180502008.323广西河池化工股份有限公司180302008.1024安徽合肥四方化工180502008.1225河北田园化工100252008.1226安徽临泉化工200502008.1227湖北

20、当阳华强化工 300120低压联醇28浙江龙山化工180402008.1229山西静乐煤化工330140低压联醇30福建三明化工总厂（期）180602008.1231福建三明化工总厂（期）180602008.1232河北凯跃化工（文安）120602008.933山西盂县化工260802009.634浙江巨化有限公司240602009.635湖北京山华贝化工8052009.636河南舞阳金大地化工6052006.637山东鲁洲化工公司90102009.1038山西金象化工250302010.539河北金石化肥有限公司300602010.740江西碱业有限公司260602010.8 推广应用现场推

21、广应用现场:(:(联盟一期）联盟一期）发明专利：发明专利：“合成氨原料气非等压醇烷化净化新工艺合成氨原料气非等压醇烷化净化新工艺”，专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：“换热器拆卸方便的多相催化反应器换热器拆卸方便的多相催化反应器”专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：“鱼鳞式径向流动固定床反应器鱼鳞式径向流动固定床反应器”，专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：“径向折流板壳式反应器径向折流板壳式反应器”专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：“轴向流板壳式等温反应器轴向流板壳式等温反应器”专利号专利号 实用新型专利：实用新型专利：立式水冷管箱式反应器立式水冷管箱式反应器”专

22、利号专利号 2006年年12月通过中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定。月通过中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定。2007年获得石油化工协会二等奖年获得石油化工协会二等奖 全自热非等压醇烷净化合成氨原料气全自热非等压醇烷净化合成氨原料气 新工艺技术新工艺技术被中国氮肥协会推广为被中国氮肥协会推广为-氮肥行业振兴支撑技术氮肥行业振兴支撑技术 双低压醇氨联产新工艺双低压醇氨联产新工艺 国昌公司推出的一种新工艺国昌公司推出的一种新工艺 双低压醇氨联产新工艺双低压醇氨联产新工艺 该工艺为以煤为原料生产甲醇、合成氨提供了另一种该工艺为以煤为原料生产甲醇、合成氨提供了另一种思路，也是目前实现甲醇、合成氨

23、进一步节能降耗、降低思路，也是目前实现甲醇、合成氨进一步节能降耗、降低投资的一种非常有效的途径。投资的一种非常有效的途径。基本原理：基本原理：双低压醇氨联产工艺主要由一级醇化（即低压联醇）、双低压醇氨联产工艺主要由一级醇化（即低压联醇）、二级醇化、甲烷化和氨合成四个子系统组成。二级醇化、甲烷化和氨合成四个子系统组成。经过脱硫、脱碳后的气体经低压机加压到经过脱硫、脱碳后的气体经低压机加压到3.0 9.0 MPa进一级醇化系统，在低压（）下进行甲醇合成，对合进一级醇化系统，在低压（）下进行甲醇合成，对合成氨原料气进行初步净化，将其中成氨原料气进行初步净化，将其中CO、CO2大部分转化为大部分转化为

24、产品甲醇，工艺气然后经增压机增压到产品甲醇，工艺气然后经增压机增压到10.022.0 MPa，增压后的气体，再经二级醇化进一步净化（副产甲醇），增压后的气体，再经二级醇化进一步净化（副产甲醇），气体中的气体中的CO+CO2净化到净化到150500PPm，直接经甲烷化系，直接经甲烷化系统将统将CO+CO2进一步净化到进一步净化到10PPm以下，直接进低压氨合以下，直接进低压氨合成系统，在成系统，在10.022.0 MPa压力下实现氨的合成反应压力下实现氨的合成反应 双低压醇氨联产新工艺该工艺流程示意图双低压醇氨联产新工艺该工艺流程示意图 该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（1）

25、产品压缩功耗降低 与传统中压联醇相比，低压联醇压缩功耗降低约40%；与传统高压氨合成相比，低压氨合成压缩机的功耗降低约25%。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（2）装置利用率高 甲醇合成和氨合成使用同一套气化和净化系统，当市场原因需要减少甲醇产量时，可以开足合成氨产量，气化和净化装置仍继续发挥作用，甲醇合成装置继续运行起净化作用；当需要开足甲醇产量的时候，可以适当减少合成氨产量。因此，装置的利用率高。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（3）醇氨比可以任意调节 压缩机分两部分设置，不存在各段气量不平衡的问题，更有利于大幅度调节醇氨比例1：10调节到2：1甚至

26、更高。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（4）热量回收利用率高 甲醇合成虽然作为联醇，但由于采用水冷型甲醇合成塔，与传统中压联醇比，热量回收利用率高，吨醇可以副产的蒸汽吨以上。氨合成压力降低后，可以更安全采用催化剂床层出口高温气直接进废锅工艺，吨氨副产高压蒸汽吨以上，吨氨比传统工艺多产蒸汽吨，并且蒸汽的品位高。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（5）采用离心式压缩机 采用双低压醇氨联产工艺，氨合成压力，工艺气的压缩具备使用离心式压缩机条件，可以采用蒸汽驱动，系统能耗进一步节省。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（6）气体损耗少 甲醇合成系统

27、醇后气体全部作为合成氨原料气，经过精制后成为氨合成新鲜气，只有氨合成系统一处放空来调节系统惰性气（主要是CH4和Ar）含量，与低压单醇比，N2不再是惰性气，单位（吨）产品的放空气量降低约50100Nm3，减少了有效气体损耗，也节约了气体回收系统的投资和运行费用。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（7）节约投资 醇和氨的合成系统压力降低后，氢分压降低，受压容器压力等级降低，设备的材料及制造难度下降，管道、管件压力等级也相应降低，节省装置投资费用。该工艺主要具有以下技术特点该工艺主要具有以下技术特点（8）净化度高 双低压醇氨联产工艺配套的醇烷化净化工艺净化度高。不同压力范围内CO

28、+CO2净化指标见下表。双低压工艺技术指标双低压工艺技术指标压力等级MPaCO+CO2净化指标：PPm备注二级醇化甲烷化121550010151840010182030010202220010 技术来源技术来源:本项目成果由南京国昌化工科技有限公司本项目成果由南京国昌化工科技有限公司自行研发并实施应用。自行研发并实施应用。应用实例简介及效果应用实例简介及效果：在新建装置中应用在新建装置中应用 该工艺2007年首次成功应用于山东联盟“3660”二期工程新建装置中，根据2008年10月23日测定数据可说明这一点：氨产量690t/d，甲醇产量500t/d，氨系统压力，循环气甲烷2223%,按吨醇折吨氨计，吨氨电耗最低997KWh，相比一期的吨氨电耗为1148KWh，二期比一期的吨氨电耗降低151KWh。吨醇氨实物煤耗和电耗水平均处于国内同行业前列，增强了企业的竞争力。应用实例简介及效果：应用实例简介及效果：到目前为止，双低压醇氨联产工艺又在湖北当阳华强、山西天柱山等十多套新建装置中实施。从已经运行的装置来看，醇氨比调节很方便。应用实例简介及效果：应用实例简介及效果：低压单醇装置经过双低压醇氨联产工艺的改造，把只能生产一种甲醇产品的装置，变为可以同时生产甲醇和氨两种产品的装置，这两种产品之间的比例并能灵活调节，更好地适应市场的变化，实现装置的长周期经济运行