焦炉气生产合成.doc

藁城市化肥总厂25000Nm3/h 焦炉煤气利用项目产品规划河北省石油化工设计院有限公司2018年 7 月 13 日目录前 言 3方案一 焦炉煤气生产尿素 3一、 生产合成氨工艺路线 31. 湿法脱硫 32. 干法脱硫 43. 转化 44. 变换 45. 脱碳 46. 甲醇化 57. 氨合成 5二、 尿素装置 5三、成本及效益 51. 成本 52. 经济效益 6四、主要设备及投资 71. 主要设备 72. 投资估算 7五、项目占地约 200 亩 8方案二 焦炉煤气生产液化天然气副产合成氨方案 9一、产品规模 9「LNG生产规模 92. 氨醇生产规模 9二. 、工艺方案 91. 各工序工艺简述 112. 公用项目 153. 主要工艺设备 16182四、成本估算、八前言25000Nmh焦炉煤气利用项目产品规划，对焦炉气的再处理和使用，规划出 个产品方案1.甲烷转化制氢，作为合成氨原料气合成氨，副产甲醇的“方案一 焦炉煤气生产尿素；2.将甲烷液化分离，剩余的氢气和碳氧化物再继之合成氨工艺做合成氨，副 产甲醇、液氨的“方案二焦炉煤气生产液化天然气副产合成氨方案”。

方案一焦炉煤气生产尿素藁城市化肥总厂搬迁后与炼焦企业合作，利用炼焦副产的焦炉煤气生产合 成氨 ＜副产甲醇），加工成尿素既可解决本厂的生产原料问题，也可避免焦炉 煤气放散造成的能源浪费和对环境的污染年产100万吨焦炭的炼焦装置约可副产焦炉煤气 2 x 108Nn3Va,装置运行时间 按8000h/a计，小时副产焦炉气25000NrH焦炉煤气组成＜% :H2 CH 4 N 2 CO CO 2 O 2/Ar 总硫58.1 23.96 4.59 8.66 4.38 0.31 1 — 7g/N卅一、生产合成氨工艺路线来自焦化装置的焦炉煤气，从下部进入脱硫塔与上部喷淋下来的脱硫液逆流 接触，脱除HS后的焦炉煤气经过分离器，分离掉气体中夹带的溶液，除少部分 供转化加热炉燃烧外，大部分送往气柜贫液槽内贫液经贫液过滤器由贫液泵送 入脱硫塔上部，吸收 H2S 后的富液从脱硫塔底部流出进小循环槽，经富液泵分别 进入十组喷射器喷射再生，再生后的贫液进贫液槽循环使用喷射再生浮选分离 出的硫泡沫去硫回收2. 干法脱硫从气柜来的焦炉煤气，经压缩机加压后进初预热器壳程预热至 300C，送入铁钼转化器、氧化锰槽、氧化锌槽，将焦炉煤气中的有机硫和无机硫脱除，使出3口总硫含量w 20mg/Nm3. 转化经干法脱硫的焦炉煤气与自产的蒸气、富氧空气汇合进入转化炉的顶部，在 转化炉上部燃烧室内，焦炉煤气与富氧空气进行部分氧化燃烧，高温气体再经催 化剂床层进行甲烷转化，出口 CH4w 0.5%。

经废热锅炉回收热量产生蒸汽，自产的蒸汽供转化和中温变换用转化气量： 42869Nm3/h转化气组成 <%）：H 2 CH 4 N 2 CO CO 258.83 0.36 21.69 12.5 6.62富氧空气7488Nm/h<其中 氧气2995Nmh ;氮气4064Nri/h ）4. 变换转化气经回收热量后进变换炉，中温变换串低温变换，进行 CO变换反应,变换气中CO含量可依据甲醇的产量灵活调节 <问题：此处低变触媒不能采用耐 硫催化剂，因为在转化之前已经脱除了硫化氢）3变换气量： 47156Nm3/h变换气组成 <%）：H 2 CH 4 N 2 CO CO 262.67 0.33 19.62 2.27 15.115. 脱碳将变换气中的CO脱除，为合成提供合格的净化气，同时为尿素提供 CO原料气脱碳气量： 40083Nm3/h脱碳气组成 <%）：H 2 CH 4 N 2 CO CO73.55 0.39 23.26 2.67 0.13脱碳溶液再生解吸出CQ气体7073Nmh6. 甲醇化原有的静设备能满足生产要求，可全部利用甲醇化副产甲醇：1.523t/h 12185t/a醇后原料气量：36885Nri/h。

原料气组成＜% :H 2 CH 4 N 2 CO+CO 274.06 0.42 25.36 0.157. 氨合成原有的合成塔及其他静设备能满足生产要求，可全部利用按吨氨耗原料气3300Nrr#合成氨产量：11.18 t/h 89418t/a二、 尿素装置原有的一套水溶液全循环工艺尿素装置，经技术改造已达到年生产 16万吨尿素的能力，能满足生产要求，可全套利用尿素产量：吨尿素耗合成氨0.580t11.18 - 0.58=19.3t/h 154200t/a尿素生产每消耗1t氨需消耗二氧化碳1.3t1.3 X 11.18=14.53t/h脱碳回收二氧化碳7073-22.4 X44=13.89t/h需补二氧化碳碳：0.64t/h 5120t/a不补充二氧化碳可产尿素：18.42t/h 147360t/a因为因二氧化碳不足对尿素产量影响不大，故不建议补碳富余的 3949t/a液氨可外销，以节省投资三、 成本及效益1. 成本合成氨、甲醇成本项目单耗单价V元）成本V兀）备注焦炉煤气1968Nrm0.35688.8电1300kWh0.30390脱盐水25t4100自来水7.5t2.720.25蒸汽2t100200职工工资及福利123.03折旧及大修120中小修理费30其他100合计 < 元It )1772.08尿素成本项目单耗单价 <元)成本 <兀)备注合成氨0.581772.081027.81二氧化碳400Nrm0.0416电160kWh0.348自来水2t2.75.4蒸汽1.5t100150包装40职工工资及福利16.97折旧及大修40中小修理费10其他40合计 < 元It )1394.182. 经济效益产品市场价格尿素：1520—1540 元 It液氨：2100—2200 元It甲醇：2100—2200元It尿素年效益<1530-1394.18)X147360=2001.444 万元 Ia销售液氨、甲醇效益＜2150-1772.08 ） X16134=6O9.736 万元/a年总效益2001.444+609.736=2611.18 万元/a四、主要设备及投资1.主要设备搬迁后因原料路线的改变，需新增部分设备 ＜装置），并尽量利用原有的设备＜装置）。

新增主要设备 ＜装置）序号名称规格数量备注1脱硫塔① 3600 H=303001填料塔2溶液循环泵Q=350ri/h H=66m3一台备用3焦炉气压缩机3Q=15000Ni/h P=21MPa3一台备用4铁钼转化器① 3000 H=500015氧化锰脱硫槽① 2800 H=500016氧化锌脱硫槽① 2600 H=500017富氧转化炉①内 2500 H=350018废热锅炉①1400 F=70m219焦-蒸预热器2①1400 F=400m110焦炉气初预热器① 1200 F=160m2111加热炉① 4600112湿式气柜V=20000rm113变换炉①2400 H=130001中串低14咼压机Q=20000Nr/h P=32MPa3一台备用15尿素造粒塔①14000 H=750001砼16蒸汽锅炉50t/h117制氧2500Nmh1套利旧：脱碳、双甲、氨合成、冷冻、氨库、脱盐水、尿素及其他公用项目2.投资估算本项目不计土地使用费用，利旧设备不计残值，只计土建及安装费用比照类似项目项目的投资，估算本项目需投资 2.85亿元五、项目占地约200亩本项目大部分利用原有的装置，只增加部分新装置，投资省。

用焦炉煤气做 原料，较以煤为原料，具有成本低，废物排放少，经济效益好的优势方案二焦炉煤气生产液化天然气副产合成氨方案焦炉煤气中含有 H2、CH4、CO和C02，可供生产的产品有液化天然气、甲醇、液氨、尿素等，但有一个不争的事实，就是焦炉煤气 H2/（CO+CO2>=4.8，单纯一焦炉气生产任何一种产品，都不能使其充分利用，必须补入碳 <生产LNG、甲醇）或氮 <生产合成氨）一、产品规模本方案本着投资较少、技术成熟、产品规模不能太小的原则，产品方案为：首先从焦炉煤气中提取甲烷生产 LNG，剩余的氢气补入适量的氮气生产合成氨并副产甲醇小时焦炉气产量25000Nm3/h计，焦炉气成分如下:成分H2CH4N2COCO2Ar合计含量58.123.964.598.664.380.31100数量1452559901147.52165109577.5250001. LNG生产规模焦炉煤气中甲烷含量 23.96%,小时可提甲烷 5990Nm3,LNG年产量为4792万Nm32.氨醇生产规模焦炉煤气中CO+CO2含量为60.46%，通过补氮全部用来生产液氨和甲醇 <按 液氨计），小时可生产液氨 7.9吨，年产氨醇6.3万吨。

二■、工艺方案产品液化天然气在冷冻分离工序中产生, 过程中产生325000Nm3/h焦炉煤气经脱硫、低压机 < 焦炉煤气）压缩、变换、精脱硫、脱碳、干燥除 碳、冷冻分离、制氮补氮、高压机 < 原料气）压缩、甲醇化、甲烷化、氨合成， 液氨在氨合成工序产生，甲醇在甲醇化4358Nm /h35990Nm/h液氨 8.18t/h0.214t/h物料衡算表 ＜除标明外单位为Nm3/h）成分H2CH4N2COCO2Ar脱碳补氮产品产量合计脱硫1452559901147.52165109577.525000低压压缩1452559901147.52165109577.525000变换1651759901147.5173308777.526992脱碳1651759901147.51732477.5306323929干燥除碳1651759901147.5173077.523905冷冻分离1651701147.5173077.5。