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1、化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工硝酸工程工艺技术总结中化二建集团第四防腐公司王丽霞工程名称：山西天脊煤化工有限公司 27 万吨/ 年硝酸装置工程地点：山西省潞城市开工日期： 2001.9竣工日期： 2002.11投资金额： 29028万元1工程项目简介1.1天脊煤化集团有限公司是以德、日、法、挪威等十多个国家引进的，第一套以煤为原料生产高浓度氮磷复合肥的大型现代化企业，是我国也是亚洲最大的复合肥生产基地。十几年来，该公司硝酸肥产量以每年5 万吨的速度递增，三大装置在 2000 年相继达到和超过了设计能力，原有的年产54 万吨硝酸装置已成为制约生产能力的瓶颈。因此，扩建原有硝酸装置不仅可以充分
2、发挥现有生产能力，还有利于优化产业结构，增加产品品种，实现年产100 万吨硝酸磷钾三元复合肥的奋斗目标。1.2 新扩建的硝酸装置拟采用法国GP公司双加压技术（即加压氧化、加压吸收），并由化学工业第二设计院设计，中化二建集团有限公司承建。本装置引进国外先进的“四合一”透平压缩机，国内配套氧化炉、吸收塔等设备，项目总投资 29028 万元，工期 14 个月，项目建成后年产硝酸（产品为浓度 60的硝酸）可达 81 万吨（以 100硝酸计日产达 902 公吨），每年可新增销售收入 47716 万元。2工程项目流程概述2.1 氨空气混合气的制备由液氨储槽来的液氨进入液氨蒸发器，被蒸发为气氨（原料液氨中的
3、油水和水在氨辅助蒸发器中被分离）气氨在氨过热器中被蒸汽加热到 100后进入过滤器。经过滤的气氨进入氨空气混合器。大气中的空气经预热过滤后，进入空气压缩机被压缩到0.36MPa（表压）化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工（约 236）分为一次空气和二次空气（其中二次空气用于成品酸槽的漂白）一次空气送入氨空气混合器。控制氨对空气混合物之比为9.6 ，而后送入氨燃烧器。2.2 氨燃烧氧化及热量回收氧化氮气体混合物离开废热锅炉顺序经高温气气换热器和省煤器，然后进入低压反应水冷凝器被冷却至42，由于冷凝而产生了相当数量地稀硝酸（ 3035）。酸气混合物送入氯化氮气体分离器，将生成地稀硝酸分离，用稀硝泵将稀
4、硝酸送入吸收塔。分离出的氧化氮气体与来自漂白塔的二次空气混合，并在氧化氮气体压缩机中被压缩至 1.0MPa（表压）因压缩而产生的热量在尾气预热器中被移走。尾气预热器出口地混合气（130）进入高压反应水冷凝器冷却至42，氧化氮气体和冷凝酸进入吸收塔底部，在这里冷凝酸与成品酸混合。塔盘上装有冷却盘管以移走吸收塔和气化所产生地热量，塔顶部塔板用约 30的脱盐水进行喷淋，塔底的硝酸增浓至60的浓度在控制液面下被移走。2.3 脱硝由吸收塔移出的 60的硝酸送入约 0.3MPa下操作的漂白塔，在具有塔盘的塔中用二次空气将溶解的气体吹走而完成漂白作用。漂白的空气在氧化氮气体压缩机的入口处与氧化氮气体分离器来
5、的氧化氮气体混合。约 65的成品酸由漂白塔在液面控制下被排出，经酸冷却器冷却至50送入成品酸贮槽。2.4 尾气吸收塔出来地尾气送入尾气分离器，依次通过二次空气冷却器，尾气预热器，高温气气换热器三个热交换器被加热到360，热气体进入尾气膨胀机，大约能回收总压缩功率的60，最后尾气在约105及 NOX 含量为 180PPM状态下经尾气排气筒排入大气。2.5 蒸汽及冷凝液系统化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工废热锅炉中产生的4.3MPa、440蒸汽经蒸汽过热器，蒸汽分离器后大部用于蒸汽透平，剩余的约3.7MPa、440蒸汽送至界区管网。来自氨过滤器、氨辅助蒸发器、空气预热器等低压蒸汽冷凝液都收集在一
6、起，送至除氧器。3主要设备选型及说明3.1 四合一机组四合一机组是硝酸装置的核心设备，从德国 GHH公司引进。主要由蒸汽透平（ DK050/110）、离心式氧化氮压缩机（RH071/03）、轴流式空气压缩机（ AG070/12L）、尾气膨胀机（EN063/12L1）、齿轮变速装置和两个钢底座组成，各机器之间通过四个特定干式联轴器连接的四合一机组。其主要技术特性如下：一、轴流式空气压缩机设备位号GB101设备型号AG070/12L介质空气吸入压力（绝压）0.09MPa吸入温度29.2 相对湿度76%吸入流量3201103m/hr排出压力（表压）0.35MPa排出温度236速度5140rpm速度范
7、围（ 75108.5%） 38555576rpm第一临界速度2290rpm二、离心式氧化氮压缩机设备位号GB102设备型号RH071/03介质一氧化氮吸入压力（表压）0.3MPa化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工吸入温度60相对湿度25.02%比重（吸入条件下） 4.3kg/m 3吸入流量344277m/hr排出压力（表压）1.0MPa排出温度186.8 速度6505rpm速度范围（ 75108.5%） 48797056rpm第一临界速度2638rpm三、蒸汽透平设备位号GT102设备型号DK050/110新鲜蒸汽压力（表压）3.9MPa新鲜蒸汽温度440排出蒸汽压力（绝压）0.012MPa蒸
8、汽耗量29900kg/hr输出功率7120kw速度6505rpm速度范围（ 75108.5%） 48797056rpm跳车速度7550rpm第一临界速度4057rpm四、尾气膨胀机设备位号GT101设备型号EN063/12L1介质一氧化氮入口气体压力（绝压）0.094MPa入口气体温度360出口气体压力（绝压）0.096MPa出口气体温度106气体流量3124455Nm/hr化工装置工艺、施工技术总结硝酸工程功率11900kw速度5140rpm速度范围38555576rpm跳车速度5966rpm临界转速6990rpm五、齿轮变速装置型号TA25B输出4500kw输入速度 N16720rpm输出
9、转速 N25311rpm3.2 硝酸吸收塔硝酸吸收塔是硝酸装置最主要的设备之一，成品硝酸的反应在塔内完成，压力为 1.1MPa的氧化氮气体，从塔的底部进入与塔上部加入的稀硝酸（或脱盐水）相遇，发生反应。生成硝酸，伴随反应所放出的热量由塔内盘管中冷却水带走，使塔体保持恒温。硝酸吸收塔壳体为一直立圆筒形、不锈钢全焊结构，上下封头为球形，下面有裙座支撑全部塔的重量并与基础固定。塔内有筛板 32 层，下面的 26 组塔板有盘管。主体材质为 00Cr19Ni10，内径 5200mm，总高 58540mm，壁厚25mm（吊耳处 32mm），塔净重297.43t 。其主要技术特性如下：容器类别类设计压力1.
10、06MPa（壳侧）最高工作压力1.01MPa（壳侧）液压试验压力1.325MPa（卧置）气密性试验压力1.11MPa设计温度计90（壳侧）操作温度计60（壳侧）全容积31178m充水后总重量1480930kg3.3 蒸汽过热器、废热锅炉、氨燃烧器蒸汽过热器、废热锅炉、氨燃烧器是硝酸生产的主要设备，氨气与空气混化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工合在高温条件下的触媒铂网催化剂作用下，进行氧化反应生成 NO；随着温度的降低， NO继续氧化生成 NO2。蒸汽过热器、废热锅炉、氨燃烧器三个设备合为一体，过热器与废热锅炉为管壳式，内有过热盘管和废热回收盘管，铂触媒筐。氨燃烧器内设有气体分布器及点火器。蒸汽
11、过热器、废热锅炉壳体的盘式裙座安装在主厂房内标高为 7m的钢筋砼框架式结构上，由 8 根 M201300 的地脚螺栓与框架固定；氨燃烧器作为这一设备的大盖在过热器与废热锅炉壳体之上，用法兰连成一体。氨燃烧器、废热锅炉及蒸汽过热器的主要性能见表 1，外形尺寸及吊装重量见表 2。氨燃烧器、废热锅炉及蒸汽过热器的主要性能表表 1部位单壳体蒸发器冷壁管过热器参数位铂网上铂网下项目介质空气、氨N2、H2O水水水蒸气、NO设计温度250/630905/285264264300/480( 入/ 出口)操作温度217/600860/255257257257/440( 入/ 出口)设计压力MP0.410.414
12、.84.84.8a工作压力MP0.360.364.34.34.3a液压试验压力MP0.820.827.27.28.2a致密性试验压MP1%HN3(体积 )0.5041%HN3( 体积 )0.504力a氨燃烧器、废热锅炉及蒸汽过热器的外形尺寸及吊装重量表表 2项 目高（ mm）直径（ mm）重量（ kg）设备名称及位号氨燃烧器 DC101A/B422040708614蒸汽过热器 EA106A/B402035135废热锅炉 EA107A/B34634350化工装置工艺、施工技术总结程硝酸工3.4 LHBT桥式起重机LHBT型电动双梁桥式起重机为非标准型起重机，主要由桥架（包括大车驱动）、小车装配（包括防爆电动葫芦）及防爆电机等三部分组成，其防爆标志为EdHBT4。安装在硝酸主厂房内，主要用于四合一机组等设备检修用。LHBT桥式起重机主要技术参数如下：跨度10.5m主钩起重量25000kg副钩起重量5000kg主钩起升高度16m副钩起升高度18m大车运行速度12.5m/min小车运行速度12.5m/min操作方式地面操作设备重量10650kg4
