調整轉化負荷降低殘余甲烷經(jīng)濟效益淺析

1、調整轉化負荷降低殘余甲烷經(jīng)濟效益淺析×××公司一氨系統(tǒng)于20世紀70年代末期建成投產(chǎn)，采用CCR法間歇轉化造氣工藝，目前使用的4#轉化爐與裝置同期建成投產(chǎn)，已運行二十多年。近年來，爐內(nèi)耐火層和保溫層多次出現(xiàn)脫落、裂縫等現(xiàn)象，一般于年度大修時采用爐體上開孔、灌漿補爐的措施。這種方法雖然處理時間短，但效果不是很理想，因不能徹底解決耐火層和保溫層的開裂，因而串氣問題也得不到根治。06年12月大修時對4#爐仍實施同樣措施。大修開車后，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)轉化氣中殘余甲烷逐漸上升（間歇轉化法設計轉化氣殘余甲烷為0.8-1.2%，2007年1月開車后在2.0%以上），整個裝置放空量增加，

2、消耗上升。為解決該問題，分公司多方查找原因想辦法，以解決轉化殘余甲烷高的問題。1. 原因分析1.1轉化造氣控制機控制情況裝置中現(xiàn)在使用的轉化造氣控制機，是2006年12月大修時新投運的ZKQTY造氣控制機，循環(huán)時間為3分鐘，循環(huán)百分比為50%（90秒）即吹風制氣時間各為90秒，其中造氣控制機在吹風階段前10秒鐘執(zhí)行方式為334，造氣控制機在制氣階段前10秒鐘執(zhí)行方式為235。從控制情況看比較正常。1.2裝置工藝運行條件1.2.1裝置工藝運行數(shù)據(jù)條件如下表（3月14日）時間流量m3/h壓力（Mpa）溫度吹風階段制氣階段空氣總管減壓后天然氣總管減壓后蒸汽總管馳放氣泵站油壓吹風階段制氣階段空氣天然氣

3、空氣天然氣水蒸汽m3/h燃燒爐出口1一段蓄熱爐出口2轉化爐出口3觸媒層燃燒爐出口1一段蓄熱爐出口2轉化爐出口3觸媒層上部4下部5轉化爐出口上部4下部5轉化爐出口4#爐865606562400245028800.0420.080.110.103.1900900930870840840830900910850850840965606562400245028800.0420.080.110.103.19009009308708408408309009108508508401065606562400245028800.0420.080.110.103.1900900930870840840830900

4、9108508508401165606562400245028800.0420.080.110.103.19009009308708408408309009108508508401265606562400245028800.0420.080.110.103.19009009308708408408309009108508508403#爐867206722500250028800.0420.080.110.103.1900900930840830820860900910830820820967206722500250028800.0420.080.110.103.1900900930840830

5、8208609009108308208201067206722500250028800.0420.080.110.103.19009009308408308208609009108308208201167206722500250028800.0420.080.110.103.19009009308408308208609009108308208201267206722500250028800.0420.080.110.103.19009009308408308208609009108308208201.2.2空速該爐裝填有催化劑3m3，現(xiàn)生產(chǎn)負荷為2300-2500Nm3/h，運行空速約為80

6、0h-（天然氣間歇轉化法造氣設計空速一般為450-650h-）?？账龠^大物料在催化劑床層停留時間減少，因而反應不能充分進行，從而使甲烷轉化率達不到要求，出口轉化氣中殘余甲烷就會升高。從上述反應數(shù)據(jù)顯示各種溫度、壓力、物料配比（一般設計物料比為：1天然氣：1蒸汽：1.3空氣）均在指標范圍內(nèi)，說明各項操作工藝條件都符合工藝要求。 轉化4#爐轉化氣氣質分析 2007年3月日 期時間采樣地址CO2%O2%CO%H2%CH4%N2%3月14日8:20A3（制氣）4.419.851.272.1221.938:20A4（制氣）4.420.651.22.421.411:10A4（吹風）6003.38014:0

7、5A3（制氣）4.819.651.612.1221.8714:05A4（制氣）5.220.149.82.3922.5118:10A3（制氣）4.220.650.531.822.8718:10A4（制氣）4.42053.222.1220.2618:30A4（吹風）6.20.202.25021:30A3（制氣）4.220.450.671.8122.9221:30A4（制氣）4.219.853.52.4320.07注：上表中A4（吹風）為吹風樣，A3（制氣）、A4（制氣）為制氣樣。取樣時間為制氣后第50秒。1.3裝置設備運行情況從上述分析數(shù)據(jù)顯示，非催化階段A4（吹風氣）煙道氣中無甲烷含量，說明天然

8、氣換熱器不存在有內(nèi)漏現(xiàn)象。而分析數(shù)據(jù)A3（制氣）、A4（制氣）顯示，4#轉化爐內(nèi)轉化氣中甲烷含量是出口高于進口，說明轉化爐耐火層和保溫層有開裂串氣現(xiàn)象，也是造成轉化氣中殘余甲烷偏高的原因。2. 處理措施增開2#轉化爐，將4#轉化爐的生產(chǎn)負荷控制在1200Nm3/h左右，以降低4#轉化爐的生產(chǎn)負荷，即降低空速增加物料在催化劑床層停留時間，提高甲烷轉化率，從而降低轉化氣體中殘余甲烷含量。3. 措施實施前后的數(shù)據(jù)對比3月21日開啟2#爐，將4#爐的負荷向2#爐分配后，轉化殘余甲烷有了明顯的下降。相關數(shù)據(jù)見下表：時間名稱負荷熱點溫度殘余甲烷氣柜出口甲烷3月26日2#7508200.601.353#21

9、008500.94#15008401.523月27日2#750820061123#21008501214#1500840123月28日2#7508200.603#21008501.214#15008400.91.23月29日2#7508200.613#2100850091430日2#7508200.611213#21008501.224#15008401.2注：上述分析數(shù)據(jù)均由分公司質量科提供。4. 經(jīng)濟效益分析：耗能、成本、產(chǎn)量產(chǎn)值時間天然氣（平均日耗）m3氨產(chǎn)量（平均班產(chǎn)）t單耗天然氣m3/t.NH3降低天然氣消耗m3/t.NH3天然氣成本下降（元）/t.NH3成

10、本凈降（元）/t.NH3凈增加值（元）/年噸氨能耗下降kg標煤2月59437 16.50 1200.75 77.61 70.63 70.63 1174718.16 94.24 10月56606 16.80 1123.13 裝置運行天數(shù)按330天計，氣價：0.91元計。1m3天然氣折合1.2143kg標煤，（相關數(shù)據(jù)由分廠生產(chǎn)科提供）。在全年的生產(chǎn)中，因供氣影響，10月份生產(chǎn)負荷相對較低，在此基礎上的經(jīng)濟效益分析數(shù)據(jù)相對保守，實際可能高于該數(shù)據(jù)。此表分析如下：4.1合成氨產(chǎn)量：產(chǎn)量上升。由原來班產(chǎn)16.3噸氨增加到班產(chǎn)16.8噸氨，年增氨約495t。4.2消耗：負荷調整后，噸氨耗天然氣下降了77.61 m3，噸氨氣電成本凈降70.63元，年產(chǎn)值增加約117萬元。4.3綜合能耗：由于噸氨耗天然氣下降幅度較大，折標后，噸氨綜合能耗下降94.24kg標