合成氨尿素蒸汽节能改造项目可行性研究报告.doc

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1、*有限公司有限公司 合成氨尿素蒸汽节能改造合成氨尿素蒸汽节能改造 可行性研究报告可行性研究报告 档案号： *工程设计有限公司 工程咨询资格证号：工咨甲* 二一一年元月 上 海 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 2 *有限公司有限公司 合成氨尿素蒸汽节能改造合成氨尿素蒸汽节能改造 可行性研究报告可行性研究报告 项项 目目 经经 理：理： * 总总 师（副）：师（副）： * 总总 经经 理（副）：理（副）： * *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 3 主要编制人员：主要编制人员： 工工 艺艺： * 设设 备备： * 给给 排排 水水： * 电电 气气： * 仪仪 表表：

2、* 工业卫生工业卫生： * 环环 保保： * 消消 防防： * 暖暖 通：通： * 建筑结构建筑结构： * 总总 图图： * 概概 算算： * 技术经济技术经济： * 计计 划划： * 目 录 1 1总总 论论2 2 2 2市场预测分析市场预测分析1010 3 3改造规模及方案改造规模及方案1414 4 4工艺技工艺技术术方方案案1515 5 5原材料原材料、辅助材料、燃料和动力供应辅助材料、燃料和动力供应2828 6 6建厂条件及厂址方案建厂条件及厂址方案2929 7 7总图运输、土建、界区内外管网总图运输、土建、界区内外管网3131 8 8公用工程和辅助设施公用工程和辅助设施3636 9

3、9节能节能3939 1010消防消防 4444 1111环境保护环境保护 4646 1212劳动保护与安全卫生劳动保护与安全卫生 5050 1313工厂组织和劳动定员工厂组织和劳动定员 5656 1414项目实施规划项目实施规划 5757 1515投资估算和资金筹措投资估算和资金筹措 5959 1616财务评价财务评价 6161 1717结结 论论 6565 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 2 1 1 总总 论论 1.1 概述概述 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：*有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造 建设单位：*有限公司 单位地址：* 法人代表：* 主办单位基本情

4、况 *有限公司是由原*公司改制后成立的一家化工有限公司，主 要经营化肥、化工产品的制造与销售。公司前身是*公司，筹建于 1966 年，1970 年建成投产，最初是一个年产 0.5 万吨合成氨，配套 2 万 吨碳酸氢氨的小氮肥厂，多年来通过不断的技术进步、扩能改造及产品结 构调整，已发展成具有一定规模的氮肥企业。*07 年元月，公司进行国 企改制，整体并入*集团，成立*有限公司，新公司改制后对原有生 产装置进行了大规模的挖潜改造，目前已经形成了*万吨氨醇、*万吨尿 素的产能规模,*09 年销售收入达到了 5.5 亿元。 公司现有总资产*万元, 总负债*万元，银行贷款余额为*万 元，资产负债率为

5、52%，银行信用等级 AA。 *有限公司现有职工*人，拥有各种专业技术人员*人，其中 高级职称 7 人，中级职称*人，初级职称*人。公司以总经理全面负 责公司的生产、经营工作，按生产、经营等划分管理部门，由对应的副总 经理进行分管，部门部长（主任） *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 3 直接进行日常管理。公司下设七大部门综合行政系统、企管系统、经 营管理系统、物资管理系统、安全环保系统、生产管理系统、设备管理系 统，部门内部分模块或班组进行精细化管理。 1.2 项目提出的背景、必要性和经济意义项目提出的背景、必要性和经济意义 1.3 可持续发展的战略要求可持续发展的战略要求 我国

6、是一个人均资源拥有量很少的国家，能源利用率低的问题已严重 阻碍了我国经济的发展和企业效益的提高。资源与环境问题、人口问题已 被国际社会公认是影响 21 世纪可持续发展的三大关键问题。新中国成立 后特别是改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的巨大成就， 但是，我们在资源和环境方面也付出了巨大代价。经济增长方式粗放，资 源消耗高，浪费较大，污染严重，能源紧缺与环境污染已成为制约我国经 济与社会进一步发展及人民生活与健康水平进一步提高的重大因素。党的 十六届五中全会提出：“要加快建设资源节约型、环境友好型社会，大力 发展循环经济，加大环境保护力度，切实保护好自然生态，认真解决影响 经济社会发

7、展特别是严重危害人民健康的突出的环境问题，在全社会形成 资源节约的增长方式和健康文明的消费模式” 。因此，企业必须转变经济 增长方式，大力推行节能降耗。 1.1. 企业发展的需要企业发展的需要 公司为年产*万吨氨醇、*万吨尿素生产规模的化工企业，年综合能 源消耗量都在 40 万吨标煤以上，其煤、电、蒸汽消耗占公司主产品合成 氨生产成本的 85%以上，属于高能耗企业。合成氨原料煤耗是影响生产成 本的关键工序，尿素合成过程产生的大量低品位废(余)热可进行综合利用， 节能潜力比较大，需要采用新设备、新技术、新工艺以提高生产工艺水平， 降低主导产品生产成本，提高产品商场竞争力。 *有限公司合成氨尿素蒸

8、汽节能改造可行性研究报告 4 2.2. 企业的社会责任企业的社会责任 作为全国节能“千家”重点企业，为贯彻落实国民经济和社会发展 第十一个五年规划纲要 ，实现单位 GDP 能耗降低*%左右的约束性目标肩 负重要责任，*金河公司与湖南省人民政府签署了“十一五”节能目标。 在“十一五”期间公司是超额完成了省政府制定的节能总目标， “十二五” 期间公司将一如既往地实施节能技术改造，加大投入，用先进适用技术改 造或新建节能装置，降低能源消耗，让公司节能水平再上台阶。 3.3. 提高技术水平的需要提高技术水平的需要 我公司现有两套合成氨联醇生产装置及两套尿素生产装置，尿素采用 的是水溶液全循环法尿素生产

9、工艺、合成氨精炼工艺为铜洗工艺，目前生 产上吨尿素蒸汽消耗为 1.4 吨，合成氨蒸汽外补蒸汽消耗为 0.7 吨以上。 在生产中合成氨及尿素合成过程都是主要放热反应，会生产大量的废(余) 热，目前行业内已采用余热锅炉、热交换器热回收等方式利用了部分高温 废热源。而部分低温热源由于品位较低没有有效利用。根据目前公司合成 氨、尿素的生产情况，生产过程中产生较多低位热能没有利用，而在合成 氨铜洗工艺中铜液加热需耗用 0.6MPa 的低压蒸汽，该部分蒸汽均由燃煤 锅炉产汽供给，如建立尿素外冷器-合成氨铜洗换热网络,一方面可以充分 利用尿素生产过程的大量甲胺反应低位热能，另一方面则可以减少锅炉直 接生产蒸

10、汽,降低合成氨能耗；目前公司两套尿素装置采用的都是水溶液 全循环法生产工艺，其中尿素蒸发系统采用的是用 1.2MPa 动力蒸汽抽真 空，蒸汽高速通过喷射泵后与含氨工艺尾气直接经放空总管现场排放，造 成蒸汽浪费比较大，能耗高，同时含氨废气直接排放造成环境一定污染， 如将蒸汽抽真空改为水抽真空流程，水系统形成闭路循环，通过泵将水送 入蒸发喷射器，利用势能达到抽真空的目的，将节约大量的蒸汽消耗，同 时避免含氨废气随蒸汽排入大气，造成环境污染。因此公司拟定投入技改 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 5 资金实施合成氨尿素蒸汽节能技术改造，项目通过尿素蒸发系统水抽真空 工艺替代中压蒸汽抽真

11、空工艺及建立两套尿素、铜洗系统余热回收网络， 充分回收尿素甲胺反应热的低位热能等技术措施来降低尿素、合成氨单位 产品蒸汽能耗，从而达到节能减排的目的。 1.4项目建设的意义项目建设的意义 我国氮肥工业*06年生产合成氨4937.9万吨，氮肥3440万吨（折纯N） ， 其中尿素4578.6万吨（实物量） ，氮肥产量和尿素产量均居世界第一位， 在我国农业生产中发挥了重要作用。 氮肥工业是能耗较大的产业，全行业551家企业，年耗天然气109.6亿 立方米，占全国天然气总产时的18.7%，耗无烟煤4233.4万吨，占全国无 烟煤总产量的22.1%，耗电646.9亿度，占全国发电总量的2.28%。*04

12、年 全国年耗煤量超过18万吨的企业有1008家，其中氮肥165家。据统计，天 然气、煤、电支出约占氮肥成本的70%以上。显然，能源消耗也是氮肥生 产成本的主要组成部分。因此，资源的高效利用一直是行业的发展动力和 压力。节能降耗，不仅是氮肥企业的社会责任，也是企业降低成本、提高 市场竞争力的关键。 能源是人类赖以生存和发展的不可缺少的物质基础, 能源利用是实施 可持续发展战略的重要课题之一。我国的环境污染问题已经受到了国际社 会的高度关注。随着人口的增加和经济的发展，我国资源相对不足的矛盾 将日益突出。回收利用工业余热是节约能源、保护资源、保护环境的重要 措施，从70年代中开始，就受到国家重视。

13、 开展资源综合利用，是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济 和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源，改善环境，提高经济 效益，促进经济增长方式由粗放型向集约型转变，实现资源优化配置和可 持续发展都具有重要的意义。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 6 为推动全社会大力节能降耗，提高能源利用效率，加快建设节能型社 会，我国制定和发布的第一个节能中长期专项规划，提出了十一五乃至 今后一个时期我国的节能指导思想原则和目标、节能的重点领域、重点工 程及保障措施。规划提出*03 年到*10 年，年均节能率为 2.2%，形成的 节能能力为 4 亿吨标准煤，*03 年到*年年均节能率

14、为 3%，形成的节 能能力为 14 亿吨标准煤，主要产品单位能耗指标*10 年总体达到或接近 *世纪 90 年代初国际先进水平，其中大中型企业达到本世纪初国际先进 水平；*年达到或接近国际先进水平，主要耗能设备能效指标*10 年新 增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平，在工业节能方面重点 推进电力、煤炭、有色金属、石化、化工建材等高耗能行业节能，通过结 构调整、技术改造加强管理，提高能源利用效率,并建成一批符合循环经 济发展要求的资源节约型、环境友好型先进企业和化工园区。 国家鼓励化工行业进行节能和环保改造。而且企业要生存和发展也必 须充分运用先进技术进行技术改造，既要发挥资源优势，也

15、不能完全依赖 资源消耗来支撑经济的长期快速增长。要充分、高效利用有限的资源，搞 好资源节约和综合利用，加强节能降耗，降低生产成本，提高竞争力，发 展循环经济，使有限的资源发挥出最大的效用。 因此，*有限公司提出的合成氨尿素蒸汽节能改造项目的设想，符 合国家的产业发展政策，是企业努力的方向。 通过以降低合成氨、尿素产品蒸汽消耗为目标的生产装置节能技术改 造，可大幅降低公司主导产品合成氨、尿素和甲醇的制造成本，提高产品 竞争能力。 1.5可行性报告编制的依据和原则可行性报告编制的依据和原则 1、编制依据 (1*有限公司与*工程设计有限公司签订的可行性研究报告 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性

16、研究报告 7 编制合同书 (2)中石化协产发（*06）76 号化工投资项目可行性研究报告编制 办法 、 投资项目可行性研究指南 、 建设项目经济评价方法与参数 （第三版） 。 (3)*有限公司提供的有关资料。 2、编制原则 (1) 项目建设必须符合国家产业政策和发展方向。工艺技术来源立足 于*有限公司现有生产技术和研究开发成果，因地制宜地进行改造，采 用新工艺、新技术、新设备，节能降耗，扩大生产能力，提高企业的综合 经济效益。 (2) 编制中遵循国家现行防火、消防、职业安全卫生、劳动保护、节 能、环境保护等有关规定、规范。 (3) 经济效益是企业生存的命脉。因此，本报告编制过程中要特别注 意合

17、理布局、优化工艺指标、节省投资、降低消耗定额和减少定员以提高 企业的经济效益和产品在市场中的竞争能力。 (4) 遵循持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业 卫生法规，完善“三废”处理设施，环保工程与工艺装置同步设计、同步 施工和同步投产，控制对环境的污染，节约能源。 （5）项目建设与生产同时进行，尽量做到不影响或少影响正常生产。 （6）充分体现工厂设计的“五化”原则，优化设计方案，科学论证， 实事求是地提出研究结论。主要设备材料立足于国内先进水平，尽量提高 生产过程中的自动化控制水平。 1.6可行性研究报告研究范围可行性研究报告研究范围 （1）项目建设的背景及必要性； *有限公司

18、合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 8 （2）工程内容及建设规模； （3）工艺技术方案如下： （5）原材料及动力供应； （6）与改造方案相适应的配套设施； （7）节能计算； （8）项目的环境保护、劳动安全和卫生评估； （9）工厂组织和定员及项目实施规划； （10）投资估算与经济评价。 1.7研究结论研究结论 研究简要结论 通过各方面分析，本可行性研究报告认为： 1、本项目的建设符合国家产业政策、节能政策和国家“十一五”发 展规划。 2、项目建设单位具备良好的基础条件和外部环境，本项目可依托公 司现有资源，结合生产现状，进行废热、余热综合利用节能改造,全年节 约标煤 6035 吨。 3、本项目

19、拟采用的技术成熟可靠、经济合理，产品质量稳定。 4、本项目亦是一个环保工程，通过建立水抽真空循环水系统来吸收 尾气中的氨，相应减少了尿素含氨废气的排放，达到了减排的目的。 5、本项目实施无“三废”排放，并有减排污染物的环保效益。 6、由财务评价指标看出：本项目财务内部收益率高于基准收益率， 投资回收期短，有一定的盈利能力和较强的抗风险能力，符合公司发展要 求，对增强企业核心竞争力，提高经济效益有着积极的意义。同时为化工 行业节能改造起到良好的示范作用。 因此，项目的实施是必要的和必需的。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 9 主要技术经济指标经济一览表 序号项目名称单 位数 量备

20、 注 一产品方案 尿素 104t/a* 改造前后不变 二年操作日天 333 三主要原材料 1 液氨 104t/a18 改造前后不变 2 蒸汽 104t/a36.4 减少 6.6 四公用动力消耗 一次水用量 m3/h100 循环水用量 m3/h2500 年用电量 108kWh/a4.4 改造前后不变 4 项目总投资万元 1170 5 年节约总成本费用万元 594 6 年均利税总额万元 594 7 年均税后利润万元 476 8 主要财务评价指标 8.1 投资利税率 %104.8 8.2 投资利润率 %101.6 8.3 税前投资回收期年 2.5 8.4 税后内部收益率 %36.0Ic=12% 8.

21、5 全部投资净现值万元 3210 8.6 生产能力利用率 %49.4 1.8建议建议 项目承担单位要严格按照国家 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 15 相关规范要求，科学论证，进一步优化设计方案，认真落实项目前期各项 准备工作，争取项目尽快实施，尽早发挥效益，既使企业的经济实力大大 增强，又在行业中起到示范作用。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 11 2 2 市场预测分析市场预测分析 2.1行业景气度分析行业景气度分析 据统计，*09 年 551 家氮肥生产企业实现销售收入 1395 亿元，同比增 长 15.8%；利润总额约 97 亿元，同比下降 2.7%；行业

22、平均利润率为 7.0%， 低于*06 年的 8.3%，见表 2-1。 从*05*09 年氮肥行业净利润率 5 月移动平均走势来看（图 4） ， *09 年氮肥行业景气度承接了从*08 年 1 月开始的下行走势，而且下降速 度加快。 *09 年中国氮肥行业景气度继续下降，下降加快的主要原因是，氮肥行 业是受原料成本价格上涨和出口限制影响最大的行业。 表 2-1 *09 年中国氮肥工业经济指标 千元 项 目*08 年*09 年同比增长/% 企业数量 569551 销售收入 1*41860013945479215.81 利润总额 9992*897273*-2.65 利税总额 141*01343843

23、2-4.95 亏损企业数量 13716318.98 亏损企业亏总额 5180321171640126.17 2.2行业成本及利润行业成本及利润 *09 年中国氮肥生产用的煤炭、天然气、电价都有所上涨，加上运费的 上涨，*09 年以天然气为原料的尿素企业成本上涨 1001*元/t，以煤为 原料的尿素企业成本上涨 7080 元/t，ABC 生产成本上升*40 元/t；但 由于尿素出厂价仅上涨 6075 元/t，而 ABC 出厂价下跌了 1035 元/t，导 致*09 年氮肥企业利润率下降，见表 5。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 12 表 2-2 尿素生产成本 生产成本/元成本收

24、益率/%企业分类 *09 年*08 年*09 年*08 年 拥有天然气资源的企业8009007*8*8014090150 其他以天然气为原料的企 业 1000110 08509506510075110 拥有煤炭资源的企业8709708*9*75110801* 其他以煤为原料的企业1250180 0 1150170 0-*10-10* 以油为原料的生产企业1800210 0 1800210 0-15 -5-* -10 2.3市场分析市场分析 2.3.1 尿素产量预测 在需求拉动、政策鼓励和价格刺激作用下，尿素生产企业的积极性依然 较高，使得*09 年尿素产量同比增幅达到 9.1%，全年产量预计为

25、 22.33 Mt（折纯，实物量为 48.54 Mt） 。 2.3.2 尿素市场需求量预测 *09 年中国农业和工业尿素需求仍然旺盛，尿素总消费继续保持较大幅 度增长，预计全年消费量约*.5 Mt（折纯，实物量为 44.57 Mt） ，同比增 长 11.7%。 *05 年以来，中国工业用尿素需求年均增速在 10%以上，其应用领域也 有一定拓展，包括人造板用胶、三聚氰胺、AC 发泡剂、陶瓷、涂料、医药 等。 *09 年，中国人造板产量达 6771104 m3，同比增长 22%，脲醛树脂胶 使用量约为 4.4 Mt，消耗尿素超过 3 Mt（实物量，下同） ，同比增长了 22%；国内三聚氰胺产量约为

26、 350 kt，消耗尿素约 1.1 Mt；再加上其他工业 消耗约 1 Mt，工业用尿素总消耗量在 5 Mt 左右，占全国尿素总产量 43.37 Mt 的 10%左右。随着人民环保意识 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 13 的加强，对装修材料将提高，因此，未来工业用尿素将有所增加。 由于政府继续重视粮食生产、继续加大粮食生产补贴和农资补贴力度， 加之*09 年种植收益和粮价有所提高，预期*09 年农民的农业投入积极性 仍将较高，同时工业尿素用量将继续增长；因此 BOABC 初步预计*07 年中 国的氮肥消费将保持增长，预计*10 年氮肥消费总量将为 37.5 Mt（折纯， 下同）

27、 ，同比增长 4.8%，其中尿素的消费量将达到 22.5 Mt，同比增长约 9.8%。 2.4能源政策制约了化肥行业的发展能源政策制约了化肥行业的发展 2.4.1 煤炭资源政策与化肥产业投资和发展 近两年随着国际、国内能源的紧张，以及煤炭市场化程度的不断提高， 中国煤炭价格持续走高，与*08 年相比煤炭价格累计上涨了将近 25%；但是 根据最新消息，*09 年带有计划性质的煤炭订货会彻底取消，将导致煤炭 价格上涨 25 元/t 左右，国内煤炭价格不断上涨的另一个原因是，国家煤炭 资源调控政策的出台，使煤炭生产成本不断增加。煤炭资源生产成本的增加 对化肥企业，尤其是氮肥企业，带来了原料成本和电价

28、成本提高的双重压力。 煤炭成本上升 6%，这将导致以煤为原料的氮肥（尿素）企业生产成本提高 4%左 右，约 5060 元/t。 2.4.2 电价政策与化肥产业投资和发展 中国推进资源性产品价格改革中，电价改革明显滞后于煤炭、天然气等 的价格改革，电价改革将带动电价上涨。业内人士预测，*08*11 年间 电价可能再上涨 12 分/kWh。 电价的上涨可能带动化肥生产成本上涨 10*元/t，如果考虑国家取消 化肥电价优惠，未来几年将导致化肥生产成本累计上涨 1001*元/t。电 价的上涨将导致化肥生产企业继续提高节能降耗技术，同时原来享受电价优 惠幅度较大的中小企业，尤其是氮肥企业，可能被迫停产或

29、被兼并重组。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 14 2.4.3 环保政策与化肥产业投资和发展 中国将继续推行排污收费等环保制度改革和加大环保政策执行力度，鼓 励排污者减少污染物的排放，促进污染治理，进而提高资源利用效率，保护 和改善环境。 中国氮肥清洁生产标准已于*06 年 7 月发布，并于*06 年 10 月开始实 施，磷肥清洁生产标准也计划于*07 年完成发布。这也将加快中国化肥行 业优胜劣汰和技术升级。 本公司正是以煤为原料的氮肥企业，主导为产品尿素。因此，当前的能 源状况和环保的要求，迫使企业不得不采取节能降耗减排措施，以降低生产 成本，减少排放量。才能在行业竞争中立于

30、不败之地。 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 15 3 3建设规模及建设规模及产品方案产品方案 3.1建设规模及内容建设规模及内容 本项目只对现有装置进行节能技术改造，生产规模与改造前相同，即生 产装置能力为合成氨醇*万 t/a，尿素产量*万 t/a。 项目建设主要内容：1、两套尿素蒸发系统实施水抽真空蒸汽节能改造； 2、两套尿素、铜洗系统新建余热回收网络，配套尿素一段吸收系统改造。 3.2产品方案产品方案 液氨产品质量标准 GB536-1988GB536-1988 指标指标名称 优等品一等品合格品 氨含量 , % 99.999.899.6 残留物含量, % 0.1（重量法）0.

31、20.4 水分, % 0.1- 5（重量法）- 油含量, mg/kg 2（红外光谱法）- 铁含量, mg/kg 1- 尿素产品质量标准 GB2440-*01 工业用农业用 项目 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 总氮 N(以干基计) 46.546.346.346.446.246.0 缩二脲 0.50.91.00.91.01.5 水(H2O)分 0.30.50.70.40.51.0 铁(以 Fe 计) 0.00050.00050.0010 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 16 碱度(以 NH3 计) 0.010.020.03 硫酸盐(以 SO42-计) 0.0050.0100

32、.0* 水不溶物 0.0050.0100.040 亚甲基二脲(以 HCHO 计) 0.60.60.6 粒度d0.852.80mm 909090939090 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 17 4 4工艺技术方案工艺技术方案 4.1企业目前生产概况企业目前生产概况 *有限公司装置总能力为*万吨氨醇/年、*万吨尿素/年，本次改 造主要涉及尿素、合成氨生产装置的蒸汽节能改造。 41.1 现有工艺流程简述 水溶液全循环尿素生产工艺流程 *有限公司尿素生产采用传统的水溶液全循环尿素生产工艺。其工 艺流程为原料二氧化碳气体进入二氧化碳压缩机之前，为防止合成、循环 系统的腐蚀，在一段进口加

33、入约为二氧化碳总量的 0.5（体积比）的氧 气（或以空气形态加入） ，然后进二氧化碳压缩机，经五段压缩至 *.0MPa，温度约为 8595气体进入合成塔。 原料液氨通过液氨过滤器除去杂质，过滤后的液氨送入液氨缓冲槽。 液氨缓冲槽的压力维持在 1.70 MPa 左右，原料液氨与中压循环系统回收 的液氨汇合后，从液氨缓冲槽进入液氨高压泵加压到*.0MPa，经氨预热 器预热至 4060进入尿素合成塔。 从一吸收塔来的温度为 8595氨基甲酸铵（以下简称甲铵）液，经 高压甲铵泵（一甲泵）加压到*.0MPa 进入合成塔，合成塔操作压力为 19.750.25MPa，温度在 1882，进料 NH3/CO2（

34、分子比）为 3.84.2。物料在塔内停留时间约为 4050 分钟，二氧化碳转化率大于 63。反应后尿素熔融物减压到 1.70MPa 进入中压分解系统的预分离器。 在预分离器内气液两相分离，出预分离器的溶液进入一分塔。在一分 塔再次进行气液两相分离，分离出的液相进入一分加热器，在此溶液加热 到 156160，气液混合物进入一分分离器，使气液分离，液相去低压分 解系统。从预分离器出来的气相进入第二台一吸冷却器，由一分分离器出 来的气体经一分塔传质传热后从一分塔气相进入一段蒸发加热器的下部加 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 18 热器管外，回收部分气体冷凝热（将管内闪蒸槽来的尿液加热

35、） ，气液混 合物再返回至第一台一吸冷却器冷却后进入第二台一吸冷却器冷却，再进 入一吸塔底部鼓泡段。鼓泡段内气体用二甲泵送来的二循一冷分离器内的 甲铵液进行吸收，约 90的二氧化碳被吸收生成甲铵，未被吸收的气体则 上升至精洗段与顶部喷淋的回流氨接触吸收，气氨进入氨冷凝器冷凝。冷 凝后的液氨流入液氨缓冲槽，不凝惰性气体中所含的氨在惰性气体洗涤器 回收，惰性气体洗涤器吸收液来自氨水泵送来的二循二冷内的氨水。 中压吸收塔因吸收氨和二氧化碳生成甲铵放出大量的热，为保持塔底、 塔顶温度，必须移出热量，这部分热量由加入的回流氨汽化与外冷器软水 带走。塔底加入约回流氨总量的 10，塔顶加入回流氨总量的 90

36、。为 防止精洗段生成固体甲铵结晶堵塞，塔顶须加入一部分水，水由惰性气体 洗涤器下液管的氨水与回流氨混合后进中压吸收塔顶部喷淋吸收。吸收塔 底部温度为 8595，组分近似为 NH3:42，CO2:34,H2O:24。溶液 的凝固点约为 70，溶液用高压甲铵泵（一甲泵）送回合成塔。 中压分解分离器出来的溶液减压至 0.*MPa，进入二分塔顶部与二分 分离器的气体接触，尿液温度上升至 115125，出二分塔的尿液进入二 分加热器，加热至 135140，气液混合物在二分分离器中分离，气相进 入二分塔回收热量，降低水分，液相至闪蒸加热器与闪蒸槽，进一步降低 尿液中残余的氨和二氧化碳。 二分塔（和解吸塔）

37、出来的气体，进入两个串联的二循一冷和两个串 联的二循二冷中冷凝吸收，这两个冷凝器均用二段蒸发冷凝器的冷凝液作 吸收剂，二循一冷的稀甲铵液用低压甲铵泵(二甲泵)送入中压吸收塔底部， 二循二冷的氨水用氨水泵送入惰性气体洗涤器作吸收剂。 出闪蒸槽的尿液，浓度约 74%，经一段蒸发（温度 128，真空度为 550mmHg） ，提浓至 95%进入二段蒸发（温度 140，真空度为 7*mmHg） ， *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 19 二段蒸发分离器出口尿液浓度约为 99.7%，经融熔泵送至造粒塔造粒。气 相在蒸发器中分离出夹带的液体，进入蒸发冷凝器，冷凝液流入 NH3 水槽， 不凝气由

38、动力蒸汽喷射泵抽出，进入最终冷凝器、不凝性气体至放空筒， 液相至 NH3 水槽。 当蒸发造粒系统操作不正常时，闪蒸槽出来的尿液可暂贮存在尿液槽 中，当蒸发造粒正常后，由尿液泵送入一段蒸发器。 工艺指标 压力 成塔操作压力 19.80.2MPa 一段循环系统压力 1.64-1.67MPa 二段循环系统压力 0.10-0.25MPa 蒸汽冷凝液膨胀槽压力 0.25-0.35MPa 一段蒸发系统压力 0.033 MPa 二段蒸发系统压力 0.0033 MPa 解吸塔压力 0.23-0.35MPa 温度 合成塔顶温度 1882 一分塔出口尿液温度 1582 二分塔出口尿液温度 1432 一吸塔底部温度

39、 85-95 一吸塔出口气体温度 47 解吸塔底部温度 143-147 一段蒸发温度 128-1* 二段蒸发温度 138-142 组份部分 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 20 二甲液组份 NH3 45% 二甲液组份 CO2 10-19% 氨水组份 NH3 39% 氨水组份 CO2 3% 解吸塔出口废液 NH3 0.07% 水溶液全循环法尿素生产工艺流程图： 精炼工艺流程 在高压、低温的条件下，用醋酸铜氨液（以下简称铜液）吸收来自变 压吸附岗位（粗醇岗位）原料气中 CO、CO2、O2及 H2S 等有害气体，制得合 格的精炼气体送合成岗位合成氨，吸收后的铜液经减压、加热，使其再生

40、 后恢复原有吸收能力，循环使用，解吸出来的再生气及带出来的气氨均回 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 21 收利用。 气体流程：气体流程：由高压机来的六段的原料气，从铜塔底部与塔顶喷射的铜 液逆流接触，其中的有害气体被铜液吸收，净化后的原料气从铜塔顶部出 来，进入铜分后去压缩。 液体流程：液体流程：铜塔内吸收了有害气体的铜液从铜塔底部出来，通过减压 阀减压后进入一次回流塔，从一次回流塔出来进入底部换热器，与再生器 来的热铜液换热后，进入二次回流塔，从二次回流塔底部出来，经加热器 被尿素来热水或蒸汽进一步换热后，再进入再生器内，再生气中的氨回收 后至脱硫，再生后的铜液经化铜桶、水冷

41、器、氨冷器后，由铜泵打入铜塔 循环使用。 工艺指标 温度温度 氨冷器出口铜液 1216 再生器出口铜液 7678 一次回流进口铜液 40 一次回流出口铜液 4555 水冷器出口铜液 45 压力压力 铜塔进口压力 13.0MPa 再生器内压力 7001*0mmH2O 铜泵进口压力 0.06MPa 铜泵出口压力 高于系统进口压力 液位液位 再生器液位 4060%(以现场液位为准) 铜塔液位 1/22/3 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 22 氨冷器液位 2/3 铜泵油位 1/22/3 成份成份 出口 CO+CO2 *ppm 合格 50ppm 减量一半 90ppm 切气 总铜 1.8

42、2.2mol/L 总酸 总铜 10% 总氨 911mol/L 铜液中残余 CO+CO2 1.5mol/L 铜比 59 41.2 现有装置在节能方面存在的主要问题及 我公司现有两套合成氨联醇生产装置及两套尿素生产装置，尿素采用 的是水溶液全循环法尿素生产工艺、合成氨精炼工艺为铜洗工艺，目前生 产上吨尿素蒸汽消耗为 1.4 吨，合成氨蒸汽外补蒸汽消耗为 0.7 吨以上， 蒸汽消耗比较高。在生产中合成氨及尿素合成过程都是主要放热反应，会 生产大量的废(余)热，目前行业内已采用余热锅炉、热交换器热回收等方 式利用了部分高温废热源。而部分低温热源由于品位较低没有有效利用。 根据目前公司合成氨、尿素的生产

43、情况，生产过程中产生较多低位热能没 有利用，而在合成氨铜洗工艺中铜液加热需耗用 0.6MPa 的低压蒸汽，该 部分蒸汽均由燃煤锅炉产汽供给，如建立尿素外冷器-合成氨铜洗换热网 络,一方面可以充分利用尿素生产过程的大量甲胺反应低位热能，另一方 面则可以减少锅炉直接生产蒸汽,降低合成氨能耗；目前公司两套尿素装 置采用的都是水溶液全循环法生产工艺，其中尿素蒸发系统采用的是用 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 23 1.2MPa 动力蒸汽抽真空，蒸汽高速通过喷射泵后与含氨工艺尾气直接经放 空总管现场排放，造成蒸汽浪费比较大，能耗高，同时含氨废气直接排放 造成环境一定污染，如将蒸汽抽真空改

44、为水抽真空流程，水系统形成闭路 循环，通过泵将水送入蒸发喷射器，利用势能达到抽真空的目的，将节约 大量的蒸汽消耗，同时避免含氨废气随蒸汽排入大气，造成环境污染。因 此公司拟定投入技改资金实施合成氨尿素蒸汽节能技术改造，项目通过尿 素蒸发系统水抽真空工艺替代中压蒸汽抽真空工艺及建立两套尿素、铜洗 系统余热回收网络，充分回收尿素甲胺反应热的低位热能等技术措施来降 低尿素、合成氨单位产品蒸汽能耗，从而达到节能减排的目的。 4.2具体蒸汽节能技术改造方案具体蒸汽节能技术改造方案 42.1 尿素蒸发系统实施水抽真空蒸汽节能改造；尿素蒸发系统实施水抽真空蒸汽节能改造； 改造方案：改造方案： 利用尿素碳铵液

45、自身循环作为动力介质, 应用高效双吸液力喷射器抽 提真空, 代替原设计使用中压蒸汽抽提蒸发系统真空, 由此可减少尿素系 统蒸汽消耗及工艺废水总量, 降低解吸系统负荷, 缓解环保压力; 回收一、 二段蒸发表面冷凝器尾气中的气氨, 降低吨尿素耗氨; 消除蒸汽喷射器产 生的噪音污染。技改方案如下。( 1) 在两线尿素原有装置的基础上分别 安装2 台双吸高效水力喷射器和二段蒸发C 喷射器, 分别取代原一段蒸汽 喷射器及二段蒸汽喷射器( A )、( B )。水喷射器安装在4楼平面, 位差 大于12m。( 2) 两线尿素分别增加1 台1 600 mm 3 500 mm 循环水 槽, 用于中间存储一表液。喷

46、射液体与气体混合吸收后, 进入循环水槽进 行循环使用, 然后溢流至碳铵液槽, 保证一表液介质浓度恒定在3. 5% 4. 5% , 温度恒定在42 。( 3) 两线尿素分别增加2台离心式循环水泵, 流量 为 187m3 /h, 扬程为80 m, 电机功率55 kW, 作为抽引真空的动力, 用于 一表液的输送。( 4) 在水喷射器水进口管道上安装阀门, 用来调节真空 *有限公司合成氨尿素蒸汽节能改造可行性研究报告 24 度; 在水喷射器及蒸汽喷射器的气体进口管道上安装球阀, 必要时可将水 力喷射切换为蒸汽喷射。( 5) 两线尿素分别增加1 台中间冷凝器, 换热 面积为56 m2。( 6) 在循环水泵出口设置旁路管线, 送入氨泵填料箱作为 密封水使用, 之后返回循环水槽, 可大幅减少含氨废水量。 工艺流程 闪蒸槽气相与一段蒸发分离器来的气体混合后, 去一段蒸发表面冷凝 器(一表冷)管间, 被管内冷却水冷却。冷凝液(一表液)氨含量质量分数为 3. 5% 4. 5%, 温度为35 42 , 靠位差分2路走, 一部分进入尾气吸收 循环泵进口, 经泵加压送尾气吸收塔作为吸收液。另一部分进入循环水槽, 经泵加压送入喷射器作为动力介质, 抽提真空之后再回到循环水槽。一表 液达到循环水槽设定液位后, 溢流至尾气吸收循环泵进口。一表冷未冷凝 气相也分2路, 一路去一段