年产450kt合成氨、800kt尿素项目引进工作技术总结

1、年产450kt合成氨、800kt尿素项目引进工作技术总结第38卷第1期化肥工业2011年2月年产450kt合成氨,800kt尿素项目引进工作技术总结张锡德,彭小茂(塔里木油田石化分公司库尔勒841000)摘要在大化肥项目引进过程中,针对KBR工程公司和意大利SNAM公司所采用的合成氨,尿素,大颗粒工艺技术,从业绩,生产能力,工艺技术,专利,专有,关键设备,操作稳定性,能耗和产品质量等方面进行了全面对比.两家公司采用的工艺技术各有特点,其工艺先进,可靠,业绩良好,能满足项目引进的要求.关键词合成氨尿素项目引进TechnologicalSum-UpofImportofProjectfor450kt

2、/aofAmmoniaand800kt/aofUreaZhangXide,PengXiaomao(PetrochemicalSubsidiaryofPetroChinaTafimOilfieldCompanyKuerie841000)AbstractInthecourseofimportinglargechemicalfertilizerprojectsanoverallcomparisonismadeofKBREngineeringCo.andSNAMCo.ofItalyontheprocessesofammonia,urea,andlargegranules,withrespecttoac

3、hievement,productioncapacity,process,patentproprietarytechnology,keypiecesofequipment,operationalstability,energyconsumptionandproductquality.Theprocessesusedbythetwocompanieshavetheirrespectivefeatures,andtheyareadvanced,reliable,withgoodachievements,satisfyingtherequirementsfortheirimport.Keywords

4、ammoniaureaprojectimport塔里木油田石化分公司年产450kt合成氨,800kt尿素项目可研报告得到批准后,在与各专利商广泛交流的基础上,向德国伍德工程公司(UHDE),美国凯洛格?布朗工程公司(KBR),日本东洋工程公司(TEC)和意大利斯纳姆普罗盖提工程公司(SNAM)发出了询价书.询价范围:软件部分包括合成氨,熔融尿素装置的专利技术,工艺包,基础设计及技术服务;大颗粒造粒装置包括专利技术,工艺包及技术服务;硬件部分包括专利,专有设备及部分关键设备.参加引进谈判的4家工程公司所报的工艺技术对比见表1.该项目经2005年1月7日至2月4日的技术确认后,分别草签了技术附件.

5、从2005年3月11日开始组织商务谈判,经过多轮报价和多次谈判之后,由于出现投资估算的追加和项目天然气资源重新评估等问题,项目的引进工作于2005年本文作者的联系电话:0996.2132527表14家工程公司所报的工艺技术对比10月后基本上没有实质性进展.2006年4月20Ft引进工作重新启动.但由于各种因素的影响,德国UHDE公司和日本东洋TEC公司自愿退出,只有美国KBR公司和意大利SNAM公司参与竞争,且所报的工艺都是先进,可靠,成熟的,各有其优缺点.1业绩对比(1)世界范围内采用KBR工艺所建设的合成氨装置共有209套,其中采用深冷净化工艺的第38卷第1期化肥工业2011年2月有16套

6、,与塔里木石化分公司拟引进化肥项目规模同等的装置在国内海南省有l套.世界范围内由SNAM公司采用Tops6e工艺建设的合成氨装置共有63套,其中1998年以后在国内已建成的与塔里木石化分公司拟引进化肥项目规模不同等的装置有2套,目前国内尚无与其同等规模的装置.(2)世界范围内由KBR公司采用STAM工艺建设的尿素装置共有140套,其中国内已建成的与塔里木石化分公司拟引进化肥项目规模不同等的装置有3O套,与其同等规模的装置在国内海南省有1套.世界范围内采用SNAM工艺所建造的尿素装置共100套,其中在国内与塔里木石化分公司拟引进化肥项目规模不同等的装置有18套,目前国内尚无与其同等规模的装置.(

7、3)在世界范围内采用YARA技术建设的大颗粒尿素装置共有27套,其中在国内与塔里木石化分公司拟引进化肥项目生产装置规模不同等的装置有7套,与其同等规模的生产装置在国内海南省有1套.从业绩情况来看,两家公司都有建设同类规模化肥装置的经验,其中KBR公司在国内的业绩略优于SNAM公司.2已建成装置最大生产能力对比(1)在世界范围内,采用KBR工艺已建成的合成氨装置的最大生产能力为1850t/d,采用Topsbe工艺已建成的合成氨装置的最大生产能力为2050t/d(2)在世界范围内,采用STAM工艺已建成的尿素装置的最大生产能力为2700t/d,采用SNAM工艺已建成的尿素装置的最大生产能力为325

8、0t/d.(3)在世界范围内,采用YARA工艺已建成的大颗粒尿素装置的最大生产能力为3250t/d.从生产能力看,两家公司设计的化肥装置均能满足引进的需求.3工艺技术对比美国KBR公司和意大利SNAM公司所采用的合成氨和尿素工艺技术都是成熟,先进,可靠的,具有良好的业绩和丰富的工程经验.两家公司工艺技术的主要特点如下.(1)合成氨工艺KBR合成氨工艺采用二段蒸汽转化,二段炉加入过量的空气,使更多的负荷转移至二段炉,一段炉负荷较轻;深冷净化主要通过冷箱控制合成气氢氮比,多余的氮气和惰性气体通过冷箱移除;合成补充气中含隋性气体积分数约0.28%,合成压力控制在15MPa.SNAM公司选用的Tops

9、be合成氨工艺采用传统的二段蒸汽转化,二段炉加入的空气量由合成气的氢氮比决定,一段炉负荷较重;合成补充气中含惰性气体积分数约1.03%,合成压力控制在19MPa.(2)尿素工艺KBR公司采用了荷兰STAM公司的2000池式冷凝器技术,装置框架高度降低,安装操作及维修方便;工艺防爆技术采用了中压脱氢,安全可靠性更高;高压圈设备和管道采用SAFUREX新材料,防腐性能提高,减少了防腐空气用量并减小设备质量和尺寸;尿素合成压力,温度和氨碳比较低,后工序负荷降低,只设低压分解循环段,流程简短;装置可在60%110%负荷下正常运行,操作弹性好.SNAM公司采用了氨自汽提卧式甲铵冷凝器尿素工艺技术,高压喷

10、射器输送甲铵液,高压圈设备水平布置,框架低;汽提塔采用双金属衬锆管,提高了汽提温度,可减少防腐空气用量;尿素合成压力,温度较高,提高了CO转化率;设有中,低压分解循环段和真空预浓缩工序,流程较长;氨和甲铵液循环量较大,电耗较高;装置可在40%110%负荷下正常运行,操作弹性大.(3)两家公司均采用YARA雾化流化床造粒和粉尘洗涤技术两家公司所采用的工艺的关键单元详细对比情况见表2表4.4专利,专有,关键设备情况对比(1)合成氨装置KBR工艺专利,专有设备有一段炉,转化废热锅炉,合成废热锅炉,合成塔,组合式氨冷器,冷箱等6套设备.Topsbe工艺专利,专有设备有一段炉,二段炉烧嘴,转化废热锅炉,

11、合成废热锅炉,合成塔等5套设备.KBR工艺所有专利,专有设41第38卷第1期化肥工业2011年2月备由买方采购;Topsbe工艺专利,专有设备中的合成塔内件,二段炉烧嘴由卖方采购,其它由买方采购;推荐的厂商在3家以上,且均为国际知名厂商.表2合成氨装置主要单元技术特点对比42第38卷第1期化肥工业2011年2月熔融尿c0:压缩,脱氢系统;液氨加压输送;合成,汽提及高压素单元设置冷凝;低压分解循环;预浓缩及蒸发系统;解吸水解系统co2压缩;液氨加压输送;合成及高压汽提冷凝;中压分解及循环;低压分解及循环;预浓缩和蒸发系统;解吸水解系统表4关键设备特点对比43第38卷第1期化肥工业2011年2月(

12、2)尿素装置STAM工艺专利,专有:设备有池式冷凝器,CO汽提塔,尿素合成塔高效塔盘(包括喷头,多孔板,分配阀);除造粒机下箱体外,其它3台设备部分材质采用SAFURAX新材料.SNAM工艺专利,专有设备有双金属管高压汽提塔,高压甲铵喷射器,造粒机下箱体(包括喷头,多孑L板,分配阀).以上设备中,造粒机下箱体由专利商提供;其它专利,专有设备由专利商推荐3家以上国际知名厂商,由买方采购.由上述可看出,合成氨和尿素装置的关键设备由专利商推荐3家以上国际知名厂商,由买方进行国际采购,既可以保证产品质量,又可以降低成本.5主要生产能耗指标对比采用KBR工艺的合成氨装置的吨氨总能耗为27.53GJ,生产

13、成本为57.016美.eJt,其中吨氨天然气耗为957.32m,电耗为0.640kW?h.采用Tops(be工艺的合成氨装置的吨氨总能耗为28.47GJ,生产成本为63.672美t,其中吨氨天然气耗为1032.35m,电耗为49.168kW?h.采用STAM工艺的尿素装置的吨尿素生产成本为52.4l美元,其中吨尿素氨耗566kg,二氧化碳耗736kg,电耗63.8kW?h.采用SNAM工艺的尿素装置的吨尿素生产成本为53.40美元,其中吨尿素氨耗565kg,二氧化碳耗734kg,电耗64.0kW?h.通过能耗指标对比,KBR和SNAM公司的工艺生产能耗都较低,均可满足装置运行经济性的要求.6操

14、作稳定性对比KBR工艺采用深冷净化技术,放宽了一段炉和二段炉的操作指标,易于操作.Tops(be工艺采用传统的二段蒸汽转化,工艺系统控制指标较为严格.STAM工艺采用了尿素2000TM池式冷凝器技术,高压合成系统各项工艺指标的控制范围较大,系统承受工况波动的程度较高,但装置负荷的控制范围较窄;SNAM工艺采用氨自汽提卧式甲铵冷凝器技术,高压合成系统氨碳比控制相对较高,装44置负荷的控制范围较宽.从国内外相类似装置的实际运行情况来看,这2种工艺的操作稳定性都较高,均能满足装置长周期稳定运行的要求.7产品质量对比'采用STAM工艺生产的尿素产品中含缩二脲质量分数不高于0.85%,含水质量分

15、数不高于0.4%;采用SNAM工艺生产的尿素产品中含缩二脲质量分数不高于0.85%,含水质量分数不高于0.3%.这2种工艺在后序的造粒工段均采用YARA雾化流化床造粒技术,所生产的尿素产品质量是相同的.8其它对比KBR公司与国内设计院(四院和八院)合作的经验较多,便于后续设计工作的进行;SNAM公司与国内设计院(四院和八院)合作的经验较少,后续协调工作量较大.目前,国内与塔里木拟引进化肥项目同等规模的合成氨系统采用KBR工艺,尿素系统采用STAM工艺的装置在海南省建有1套,如引进与该装置相同的工艺将在很大程度上降低设计工作量,同时有许多实际操作经验可供借鉴,备品,备件也可以共享.目前国内尚无与塔里木拟引进化肥项目同等规模的合成氨系统采用Tops(be工艺,尿素系统采用SNAM工艺的装置,如