30万吨以上天然气原料合成氨装置能效对标最佳实践报告

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1、3030 万吨以上天然气原料合成氨装置能效万吨以上天然气原料合成氨装置能效 对标最佳实践报告对标最佳实践报告30 万吨以上天然气原料合成氨装置能效对标最佳实践报告 一、合成氨装置基本情况1、装置概况表 1 装置概况表序号参 数1生产规模(104t/a):452建成年代:2003 年 10 月3设计原料类型:天然气4原则工艺流程:KBR（工艺流程简图见下图 1）5合成氨单位产品综合能耗（设计, kgce/t）:0.92456其他:图 1.1 合成氨装置工艺简图2.重点耗能设备概况表 2 转化炉概况表序号参数单位数值1设计热负荷MW162.172设计排烟温度1703设计热效率%88.2表 3 大型

2、压缩机组概况表序号机组名称设计流量Nm3/h设计轴功率MW设计压缩机效率 %驱动方式设计电动机或透平效率 % 1102J/JT745982.21679.33%蒸汽透平87.18% 2101JGT11243216.90086.04%燃汽透平94.55% 3103J/JT28642kg/h15.15379.31%蒸汽透平87.16% 4105J/JT82342 kg/h 5.819 84.75%蒸汽透平 93.13%注：驱动方式包括电动机、透平。表 4 大型泵概况表序 号泵名称设计 流量 m3/h设计扬程m设计轴功率kW设计电动机功率 kW设计 泵 效率 %设计电动机效率 % 1104J/JT32

3、215701650.318747892 2107JC/JCM14633511744195090.992 3107JA14632181745191890.990.9 4107JAHT31102181745 5107JB/JBT14633511744191890.990.9 6108J/JT462424693.276390.990.8 7108JA/JAM462424693.277090.990二、合成氨装置运行情况1.装置运行情况表 5 装置运行情况表序 号工序名 称参数名称单位数值装置负荷%92.2合成氨单位产品综合能耗kgce/t1.047 1装置总体 能耗实物构成天然气-电力8.56 亿、

4、1173 万度水煤气转化率%氧气浓度vol%2原料气制备（固体燃 料造气氧气单耗Nm3/Nm3水蒸汽单耗t/t气化温度 工艺）气化压力MPa(A)水碳比t/t1.41转化温度723转化压力MPa(A)43原料气制备（烃类造气工艺）空速s-16683一段变换温度350二段变换温度205变换水碳比t/t变换汽气比t/t0.47变换压力MPa(A)3.8脱硫温度3834原料气净化脱硫压力MPa(A)4.62合成压力MPa(A)13.3合成温度474.23 合成塔空速s-17013合成反应温升228.68进塔氨含量%3.06冷冻温度-3.75氨合成循环气氢氮比mol/mol3/1注：（1）能耗实物构成

5、说明能源及耗能工质类型及消耗量。（2）原料气制备部分根据仅填写对应原料类型的造气工艺参数。2.重点耗能设备运行情况表 6 转化炉运行情况表序号参数单位数值1热负荷MW149.532排烟温度1603热效率% 4烟气氧含量vol%2.4表 7 大型压缩机组运行情况表序号机组名称实际轴功率 MW实际压缩机效率 %实际透平或电动机效率 % 1102J/JT2.02186.99%95.59% 2101JGT16.90086.04%94.55% 3103J/JT15.15382.72%90.90% 4 105J/JT 5.819 82.72% 90.90%表 8 大型泵运行情况表序 号泵名称实际轴功率kW

6、实际电动机功率 kW实际泵效率%实际电动机效率 %1104J 蒸汽透平驱动2104JA长期备用 3107JC/JCM长期备用 4107JA 水力透平驱动5107JB 蒸汽透平驱动6108J 蒸汽透平驱动7108JA长期备用 三、提升装置能效水平采取的技术及管理措施1.节能新技术应用及节能技术改造情况中海石油化学股份有限公司海南基地富岛二期（以下简称富岛二期）年产 45 万吨合成氨装置采用美国 KBR 公司的深冷净化技术（简称KBR 工艺）设计而成，具有节能、运行稳定、操作简单以及快速开车等特点。KBR 工艺采用下列步骤，原料天然气压缩、加氢脱硫、烃类蒸汽转化（外热一段炉蒸汽转化、内热二段炉转化

7、）、两段一氧化碳变化（高低变）、二氧化碳脱除、甲烷化、深冷净化、氨合成、氨冷冻。该工艺是在原凯洛格工艺和布朗工艺组合的基础上，经过进一步改进而成。KBR 工艺的节能措施KBR 工艺主要采用了如下节能措施，较高的转化压力、低水碳比、燃气轮机驱动工艺空气压缩机、二段炉加过量空气、低热 MDEA 脱碳工艺、深冷净化装置、三段中间换热式卧式合成塔、双壁液氨储罐、高温高压的过热蒸汽管网、较低的一段炉烟气排放温度。投入运行以后，又相继实施了三个较大的节能技术改造项目：1、氨增压机 105J1 节能降耗技术改造子项目；2、脱碳换热器双系列技术改造子项目；3、放空天然气回收利用子项目。以上项目均已实施完毕投入

8、运行，共实现节能 10025 吨标准煤/年，同时可使公司增产氨 5669 吨。取得了良好的经济效益和社会效益。2.运行优化及实施情况富岛二期运行以来，以装置安稳长满优为最佳方式、打破传统管理模式，实行扁平化管理，以运行队为管理重心，及时有效协调合成、尿素、公用工程、机电仪等资源，突发状况密切配合，以装置生产稳定为重点搞好预防性和临时检修；不断优化工艺参数，加强精细化管理，确保工艺指标合格率达到 99.5%以上，确保各项消耗在控制指标之内，不浪费、不跑料；蒸汽冷凝液、工艺冷凝液确保品质合格，及时回收到公用工程；实行有效的激励政策，加强生产成本考核，发挥各部门、各员工的积极性、主动性；起到了良好效果。3.管理节能情况中海化学海南基地十分重视管理节能，建立了完善的能源管理体系，摸索出一套以长周期管理为核心的精细化管理模式。在纵向上提出了从操作、技术和管理三个层面进行统筹的理念。在横向上划分了精细化管理的三个核心阶段，即停开车、长周期运行和检维修。在这个坐标中，提出了关键性操作管控标准、开停车确认单管控标准、复盘管控标准、隐患排查与治理管控标准、四级巡检管控标准、HAZOP 分析管控标准、风险作业管控标准、大修立项管控标准、检修质量控制卡等管理创新和实现路径，收到了非常明显的经济和社会效益。