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1、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2010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91.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.公用工程153.主要工艺设备16三、投资估算
2、17四、成本估算18前 言25000Nm3/h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2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2108Nm3/a,装置运行
3、时间按8000h/a计，小时副产焦炉气25000Nm3。焦炉煤气组成（%）： H2 CH4 N2 CO CO2 O2/Ar 总硫58.1 23.96 4.59 8.66 4.38 0.31 17g/Nm31、 生产合成氨工艺路线湿法脱硫低压压缩干法脱硫甲烷转化变换脱碳压缩甲醇化甲烷化高压压缩氨合成 富氧空气、水蒸气25000Nm3/h焦炉气1.523t/h 15MPa 甲醇 32MPa 11.18 t/h 合成氨1. 湿法脱硫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H2S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
4、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300，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，使出口总硫含量20mg/Nm3。3. 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CH40.5%。经废热锅炉回收热量产生蒸汽，自产
5、的蒸汽供转化和中温变换用。转化气量：42869Nm3/h转化气组成（%）： H2 CH4 N2 CO CO2 58.83 0.36 21.69 12.5 6.62 富氧空气 7488Nm3/h（其中 氧气2995Nm3/h；氮气4064Nm3/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）变换气量：47156Nm3/h变换气组成（%）： H2 CH4 N2 CO CO2 62.67 0.33 19.62 2.27 15.115. 脱碳将变换气中的C
6、O2脱除，为合成提供合格的净化气，同时为尿素提供CO2原料气。脱碳气量：40083Nm3/h脱碳气组成（%）： H2 CH4 N2 CO CO2 73.55 0.39 23.26 2.67 0.13脱碳溶液再生解吸出CO2气体7073Nm3/h。6. 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：36885Nm3/h。原料气组成（%）： H2 CH4 N2 CO+CO2 74.06 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3300Nm3计 合成氨产量：11.18
7、 t/h 89418t/a2、 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0.580t11.180.58=19.3t/h t/a尿素生产每消耗1t氨需消耗二氧化碳1.3t1.311.18=14.53t/h脱碳回收二氧化碳707322.444=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 t/a由于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（元
8、）成本（元）备注焦炉煤气1968Nm30.35688.8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/t）1772.08尿素成本项目单耗单价（元）成本（元）备注合成氨0.581772.081027.81二氧化碳400Nm30.0416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/t）1394.182.经济效益产品市场价格尿素：15201540元/t液氨：2100
9、2200元/t甲醇：21002200元/t尿素年效益（1530-1394.18）=2001.444万元/a销售液氨、甲醇效益（2150-1772.08）16134=609.736万元/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3600 H=303001填料塔2溶液循环泵Q=350m3/h H=66m3一台备用3焦炉气压缩机Q=15000Nm3/h P=21MPa3一台备用4铁钼转化器3000 H=500015氧化锰脱
10、硫槽2800 H=500016氧化锌脱硫槽2600 H=500017富氧转化炉内2500 H=350018废热锅炉1400 F=70m219焦-蒸预热器1400 F=400m2110焦炉气初预热器1200 F=160m2111加热炉4600 112湿式气柜V=20000m3113变换炉2400 H=130001中串低14高压机Q=20000Nm3/h P=32MPa3一台备用15尿素造粒塔14000 H=750001砼16蒸汽锅炉50t/h117制氧2500Nm3/h 1套利旧：脱碳、双甲、氨合成、冷冻、氨库、脱盐水、尿素及其他公用工程。2. 投资估算本项目不计土地使用费用，利旧设备不计残值，
11、只计土建及安装费用。比照类似工程项目的投资，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CO2，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
12、：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Nm3。2.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，产品液化天然气在冷冻分离工序中产生，液氨在氨合成工序产生，甲醇在甲醇化过程中产生。脱硫气柜
