曹金峰

(寧波海越新材料有限公司, 浙江寧波 318003)

重慶宜化公司60萬(wàn)噸聯(lián)堿工程簡(jiǎn)介及開(kāi)車小結(jié)

曹金峰

(寧波海越新材料有限公司, 浙江寧波 318003)

對(duì)重慶宜化公司60萬(wàn)t聯(lián)堿工程在工藝、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量等方面與雙環(huán)公司進(jìn)行對(duì)比分析，介紹了重慶宜化公司60萬(wàn)t聯(lián)堿工程的開(kāi)車的基本情況和遇到的一些問(wèn)題。

聯(lián)堿；工程簡(jiǎn)介；開(kāi)車；小結(jié)

重慶宜化公司60萬(wàn)t聯(lián)堿工程采用成熟的型煤造氣、變換、脫硫、脫碳、合成氨技術(shù)，年產(chǎn)60萬(wàn)t“宜化”牌農(nóng)用氯化銨(部分顆粒農(nóng)用氯化銨)，40萬(wàn)t“紅雙環(huán)”牌輕質(zhì)純堿，20萬(wàn)t“紅雙環(huán)”牌低鹽重質(zhì)純堿。該工程于2007年底投產(chǎn)，已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

本人2007年10月至2008年2月受宜化集團(tuán)安排從雙環(huán)科技外派至重慶宜化參加了該工程開(kāi)車，負(fù)責(zé)該工程分析技術(shù)工作?，F(xiàn)將該工程在工藝、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量等方面的基本情況與雙環(huán)公司進(jìn)行了比較分析，介紹了該工程開(kāi)車基本經(jīng)過(guò)和遇到的一些情況。

1 制鹽生產(chǎn)系統(tǒng)的異同點(diǎn)

重慶宜化公司主要利用距離廠區(qū)30 km的高豐鎮(zhèn)豐富的鹽礦資原，通過(guò)鉆井、水溶解、鹵水精制，然后用管道將精鹵水送到真空制鹽生產(chǎn)區(qū)，為了與60萬(wàn)t聯(lián)堿工程配套，在原有100萬(wàn)t制鹽裝置基礎(chǔ)上，新上30萬(wàn)t真空制鹽裝置(每年鹽的總生產(chǎn)能力已達(dá)130萬(wàn)t，60萬(wàn)t聯(lián)堿工程計(jì)劃每年用鹽70萬(wàn)t左右，其它用于生產(chǎn)食用鹽、外賣工業(yè)鹽、生產(chǎn)高氯酸鉀等)，其中100萬(wàn)t制鹽裝置采用5個(gè)蒸發(fā)罐，30萬(wàn)t真空制鹽裝置采用3個(gè)蒸發(fā)罐。工業(yè)鹽用120 m皮帶送到聯(lián)堿結(jié)晶崗位3個(gè)鹽析結(jié)晶器。

雙環(huán)公司主要利用距離廠區(qū)1～3 km的地下的鹽礦資原，和重慶宜化公司制鹽生產(chǎn)系統(tǒng)一樣通過(guò)鉆井、水溶解、鹵水精制，然后用管道將精鹵水送到制鹽生產(chǎn)區(qū)，經(jīng)過(guò)一套提硝裝置(每年生產(chǎn)10萬(wàn)t無(wú)水硫酸鈉)和3套制鹽裝置，工業(yè)鹽中鈣、鎂、硫酸根雜質(zhì)更低，鹽的總生產(chǎn)能力達(dá)每年70萬(wàn)t左右。工業(yè)鹽用40 m皮帶送到聯(lián)堿結(jié)晶崗位4個(gè)鹽析結(jié)晶器。

表1 原料鹽分析

從表1數(shù)據(jù)可知：

1)雙環(huán)公司原鹵水、精鹵、工業(yè)鹽中鈣、鎂、硫酸根雜質(zhì)比重慶宜化公司低。雜質(zhì)越低，聯(lián)堿系統(tǒng)母液濁度、純堿產(chǎn)品水不溶解物越低，聯(lián)堿系統(tǒng)管道越不容易堵,但從重慶宜化公司開(kāi)車后的運(yùn)行情況看來(lái)，工業(yè)鹽對(duì)母液濁度和純堿產(chǎn)品水不溶解物影響不大。

2)由于雙環(huán)公司工業(yè)鹽基本是濕鹽，重慶宜化公司是顆粒較粗大的干鹽。濕鹽更容易溶解(反應(yīng)時(shí)間短)，但雙環(huán)公司工業(yè)鹽中帶入大量水分(每天帶入50 t水)，從控制母液平衡上考慮鹽越干越好，就這方面而言重慶宜化公司的干鹽比雙環(huán)公司濕鹽要好。

2 合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)的異同點(diǎn)

重慶宜化公司熱電有3臺(tái)鍋爐，產(chǎn)汽量分別為150 t/h(低壓)、150 t/h(低壓)、240 t/h(中壓)，3臺(tái)發(fā)電機(jī)(總發(fā)電量為6.9萬(wàn)kWh)，脫鹽水主要用陰陽(yáng)離子交換樹脂除去水中的雜質(zhì)，生產(chǎn)的脫鹽水質(zhì)量與雙環(huán)公司的差不多，熱電用煤主要來(lái)自四川涪陵、巴東等附近煤，發(fā)熱量比雙環(huán)稍低3 MJ/kg。

重慶宜化公司合成氨生產(chǎn)技術(shù)主要采用湖北宜化成熟的型煤造氣、變換、脫硫、脫碳、合成氨技術(shù)。主要設(shè)備有：18臺(tái)型煤造氣爐，4個(gè)水洗塔，4個(gè)靜電除塵塔，1個(gè)煤氣柜，2個(gè)CO2氣柜，1個(gè)半脫硫槽，5臺(tái)氫氮壓縮機(jī)，兩套變換，兩套脫硫，28個(gè)脫碳塔，1個(gè)精煉塔，5臺(tái)合成循環(huán)機(jī)，2套φ1.4合成塔系統(tǒng)。

雙環(huán)公司熱電有8臺(tái)鍋爐(其中7#、8#為兩臺(tái)近3年新上高壓鍋爐，其它5臺(tái)為經(jīng)過(guò)多次改造的舊鍋爐，常停3臺(tái)鍋爐)，5臺(tái)發(fā)電機(jī)，總發(fā)電量約1.2萬(wàn)kW/h。熱電用除鹽水生產(chǎn)工藝是：凈化后的河水先通過(guò)反滲透除去大部分的Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+和少量SiO2，再通過(guò)陰陽(yáng)離子交換樹脂除去剩下的其它雜質(zhì)，生產(chǎn)一級(jí)和二級(jí)除鹽水，目前除鹽水產(chǎn)量是1 570 t/h。熱電用煤主要來(lái)自河南鄭煤，發(fā)熱量一般在21～24 MJ/kg。

雙環(huán)公司合成氨生產(chǎn)造氣部分主要采用殼牌粉煤氣化技術(shù)(目前產(chǎn)氣量7萬(wàn)m3/h，占整個(gè)造氣量的80%左右)和湖北宜化成熟的型煤造氣技術(shù)(目前產(chǎn)氣量2.2萬(wàn)m3/h，占整個(gè)造氣量的20%左右)，變換部分采用耐硫變換技術(shù)，脫硫、脫碳部分采用低溫甲醇洗工藝。主要設(shè)備有：5套空分裝置，5臺(tái)型煤造氣爐，2個(gè)水洗塔，2個(gè)靜電除塵塔，1個(gè)煤氣柜，2臺(tái)半水煤氣壓縮機(jī)，一套日耗煤1 000 t的殼牌粉煤氣化系統(tǒng),一套耐硫變換系統(tǒng)(Ⅰ變爐、Ⅱ變爐、Ⅲ變爐3個(gè)串聯(lián)的變換爐)、一套低溫甲醇洗系統(tǒng),一臺(tái)甲烷化爐、6臺(tái)高壓機(jī)，4臺(tái)透平，三套合成氨系統(tǒng)(2個(gè)φ1000合成塔，1個(gè)φ1200合成塔)等。

表2 合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)各種中間產(chǎn)品成分表

從以上對(duì)比分析可知:

1)重慶宜化公司和雙環(huán)公司在合成氨造氣、脫硫、脫碳、凈化工藝上差別較大。

2) 雙環(huán)公司殼牌粉煤氣化技術(shù)煤的利用率較高，但其投資成本較大，主要設(shè)備全部依賴進(jìn)口，維修成本高，工藝復(fù)雜。型煤造氣相對(duì)來(lái)說(shuō)投資少、投產(chǎn)快，工藝簡(jiǎn)單、維修方便。

3)雙環(huán)公司型煤造氣爐運(yùn)行情況(產(chǎn)氣成分)比重慶宜化公司要好。

4)變換、精煉、合成兩公司運(yùn)行情況較好，只是兩公司造氣上的差異，尤其是有效氣體CO+H2含量，以及CH4含量差別較大，導(dǎo)致精制氣、合成循環(huán)氣差別成分較大，雙環(huán)公司各項(xiàng)氣體成分更有利于合成系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)的異同點(diǎn)

重慶宜化公司聯(lián)堿工藝與雙環(huán)基本相同，都采用一次加鹽、一次吸CO2、兩次吸氨。其中重慶宜化公司純堿工段Ⅰ過(guò)程包括碳化和濾過(guò)，共有13臺(tái)異徑碳化塔(上下φ2500和中部φ3000)，4臺(tái)20 m2濾堿機(jī)(4臺(tái)430 m3/min CO2螺桿壓縮機(jī)在合成工段壓縮廠房)。結(jié)晶工段Ⅱ過(guò)程包括冷析、鹽析、加鹽、MⅠ吸氨、MⅡ吸氨、分離機(jī)(10臺(tái)冰機(jī)在氨事業(yè)部)，共有3個(gè)800 m3的冷析結(jié)晶器，3個(gè)800 m3的鹽析結(jié)晶器，2個(gè)50 m3鹽稠，2個(gè)50 m3兌稠，9個(gè)外冷器，MⅠ和MⅡ吸氨器各8個(gè)(150 m3/h)，4臺(tái)德國(guó)進(jìn)口分離機(jī)。Ⅰ過(guò)程和Ⅱ過(guò)程共有11個(gè)存量桶(冷AⅠ桶2個(gè)，熱AⅠ桶2個(gè)，MⅡ桶2個(gè)，AⅡ桶2個(gè)，MⅠ桶2個(gè)，清洗桶1個(gè))，容積都在800～950 m3。煅燒工段有φ3000煅燒爐3臺(tái)，煅燒爐氣先經(jīng)過(guò)旋風(fēng)負(fù)壓除塵、靜電除塵(除Na2CO3粉塵)，再經(jīng)過(guò)熱堿液洗氣，再經(jīng)過(guò)換熱產(chǎn)生冷凝液，部分熱堿液、冷凝液、合成塔氨水一起送碳化崗位回收塔蒸氨后作為洗滌水洗滌換熱出來(lái)的煅燒冷爐氣，出來(lái)的爐氣最后由CO2壓縮機(jī)送到碳化塔為中段氣。洗滌水一起送濾堿機(jī)作為洗水加入到聯(lián)堿系統(tǒng)。熱純堿從煅燒爐出來(lái)經(jīng)過(guò)循環(huán)冷卻水降溫一部分直接送包裝崗位包裝成輕質(zhì)堿，另一部分純堿送制重質(zhì)堿(液相水合法)。氯化銨從分離機(jī)出來(lái)經(jīng)過(guò)6臺(tái)干銨爐干燥后送氯化銨包裝崗位包裝成成品(部分產(chǎn)品去生產(chǎn)顆粒農(nóng)用氯化銨)。整個(gè)包裝片區(qū)分純堿包裝和氯化銨包裝，并排有四個(gè)大倉(cāng)庫(kù)，純堿包裝有五條50 kg自動(dòng)包裝線和兩條750 kg自動(dòng)噸包裝線(輕質(zhì)純堿3條50 kg自動(dòng)包裝線和一條噸包裝線，余下為重質(zhì)堿包裝線)。氯化銨包裝為五條50 kg自動(dòng)包裝線和一條顆粒農(nóng)用氯化銨包裝線。整個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理規(guī)范，出廠產(chǎn)品都用汽車運(yùn)走(沒(méi)有鐵路)。

雙環(huán)公司純堿片Ⅰ過(guò)程包括MⅠ吸氨、MⅡ吸氨、CO2壓縮、碳化和濾過(guò)，共有16臺(tái)碳化塔(4臺(tái)與重慶宜化公司一樣的異徑碳化塔，12臺(tái)φ2500高圈塔)，6臺(tái)濾堿機(jī)(2臺(tái)20 m2，4臺(tái)16 m2)，7臺(tái)CO2壓縮機(jī)(2臺(tái)300 m3/min CO2螺桿壓縮機(jī)，5臺(tái)小往復(fù)壓縮機(jī))，MⅠ和MⅡ吸氨器共23個(gè)(120 m3/h)。氯化銨片Ⅱ過(guò)程包括冷析、鹽析、加鹽、分離機(jī)、冰機(jī)，共有4個(gè)冷析結(jié)晶器(3個(gè)250 m3，1個(gè)500 m3)，3個(gè)鹽析結(jié)晶器(3個(gè)250 m3，1個(gè)500 m3)，8個(gè)4 m3鹽稠，8個(gè)4 m3兌稠，12個(gè)外冷器，大小分離機(jī)共17臺(tái)。Ⅰ過(guò)程和Ⅱ過(guò)程共有近20個(gè)存量桶，容積大小不等，大部分容積在300 m3左右。煅燒工段有6臺(tái)煅燒爐(2臺(tái)φ3000，4臺(tái)φ2500)，煅燒爐氣除塵洗氣與重慶宜化公司基本相同，只是雙環(huán)公司沒(méi)有靜電除塵，而且熱堿液含堿較高直接送小蘇打，從煅燒爐出來(lái)的熱純堿經(jīng)過(guò)涼堿爐降溫(重慶宜化公司只有循環(huán)水換熱冷卻堿，沒(méi)有涼堿爐)，一部分直接送包裝崗位包裝成輕質(zhì)堿，另一部分純堿送制重質(zhì)堿(固相水合法)。氯化銨從分離機(jī)出來(lái)經(jīng)過(guò)8臺(tái)干銨爐干燥后送氯化銨包裝崗位包裝成成品。整個(gè)包裝區(qū)分純堿包裝和氯化銨包裝，共有新舊四個(gè)倉(cāng)庫(kù)，輕質(zhì)純堿包裝有三條50 kg自動(dòng)包裝線、一條50 kg手動(dòng)包裝線和一條手動(dòng)噸包裝線，重質(zhì)堿有兩條50 kg自動(dòng)包裝線和一條手動(dòng)噸包裝線。氯化銨包裝為四條50 kg自動(dòng)包裝線。出廠產(chǎn)品主要通過(guò)鐵路運(yùn)走(部分用汽車運(yùn)走)。過(guò)程控制分析結(jié)果和產(chǎn)品質(zhì)量情況見(jiàn)表3和表4。

表3 聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)程控制分析結(jié)果對(duì)照表

(續(xù)表)

從以上對(duì)比分析和表3可知：

1)由于重慶宜化公司外冷器換熱面積大、降溫效果好，冷析結(jié)晶器溫度控制在10～13 ℃，平均12.1 ℃，冷析溫度和鹽析溫度比雙環(huán)低，結(jié)晶器也比雙環(huán)大，導(dǎo)致冷析、鹽析效果明顯，MⅡ的CNH3低于雙環(huán)公司，最后整個(gè)系統(tǒng)中固定銨比雙環(huán)低，為了控制好α、β、γ值，重慶宜化公司按設(shè)計(jì)要求結(jié)晶器吸FNH3也比雙環(huán)高, Na+、Cl-比雙環(huán)低，CO2比雙環(huán)高，雙環(huán)公司由于冷析結(jié)晶器和鹽析結(jié)晶器體積比重慶宜化公司要小等其它原因，通過(guò)幾十年的摸索已找出最佳控制范圍，但雙環(huán)公司最佳控制范圍不一定適合重慶宜化公司。

2)由于重慶宜化公司真空泵效果好，重堿水分、鹽分都比雙環(huán)略低。

表4 聯(lián)堿產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果對(duì)照表

從表4可知：

1)雙環(huán)公司和重慶宜化公司輕質(zhì)堿質(zhì)量差不多，重慶宜化公司輕質(zhì)堿水不溶物主要由鈣、鎂雜質(zhì)形成沉淀引起(根據(jù)分析可得大約有0.02 %)，可通過(guò)降低工業(yè)鹽鈣、鎂雜質(zhì)含量解決。

2)重慶宜化公司農(nóng)銨鈉含量低于雙環(huán)公司，質(zhì)量好，分析原因是因?yàn)樵谥貞c宜化公司結(jié)晶工段冷析結(jié)晶器、鹽析結(jié)晶器、鹽稠、兌稠的體積比雙環(huán)的大，工業(yè)鹽通過(guò)這些系統(tǒng)的時(shí)間比雙環(huán)公司要長(zhǎng)得多，工業(yè)鹽充分溶解，Na+在大的冷析結(jié)晶器和兌稠中被充分稀釋，還有重慶宜化公司鹽析結(jié)晶器到冷析結(jié)晶器的逆料量比雙環(huán)公司小得多(重慶宜化公司鹽稠將全部物料輸送到冷析結(jié)晶器上的逆料槽時(shí)，大部分MⅡ清液從逆料槽溢流口流出，再通過(guò)冷析結(jié)晶器溢流口直接流回了鹽析結(jié)晶器形成MⅡ從溢流口走，大量Na+沒(méi)有進(jìn)冷析結(jié)晶器，而雙環(huán)公司結(jié)晶工段鹽稠將全部物料沒(méi)有經(jīng)過(guò)逆料槽溢流直接輸送到冷析結(jié)晶器)。重慶宜化公司充分利用逆料槽、大結(jié)晶器、大兌稠的作用大大降低了農(nóng)銨鈉含量，提高了農(nóng)銨產(chǎn)品質(zhì)量，這種設(shè)計(jì)值得在聯(lián)堿行業(yè)推廣。

3)重慶宜化公司重質(zhì)堿比雙環(huán)公司質(zhì)量好得多，說(shuō)明液相水合法生產(chǎn)出的重質(zhì)堿質(zhì)量比固相水合法生產(chǎn)出的重質(zhì)堿要好得多。

4 經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保等方面的異同點(diǎn)

重慶宜化公司廢水排放分兩大塊，熱電合成氨系統(tǒng)污水通過(guò)中國(guó)藍(lán)星環(huán)保公司細(xì)菌消解裝置降低水中氨氮、沉降法除油和塵(效果非常好)，聯(lián)堿等其它生產(chǎn)系統(tǒng)污水由于細(xì)菌不能耐高氯根，則通過(guò)控制流量、污染物含量、增加生產(chǎn)環(huán)保投入等措施達(dá)到減排目的，再和經(jīng)過(guò)藍(lán)星環(huán)保公司細(xì)菌消解裝置處理過(guò)的水兌合排放，排放口有專門氨氮和COD在線監(jiān)測(cè)儀。一般聯(lián)堿企業(yè)污水中COD含量在國(guó)家控制范圍內(nèi)，氨氮和氯根波動(dòng)較大。

雙環(huán)公司在各分排污口安裝了流量計(jì)，分析員取樣分析化驗(yàn)，總排放口有專門氨氮、COD在線監(jiān)測(cè)儀等，真正做到了控制流量、污染物含量。

5 開(kāi)車前后遇到的問(wèn)題與探討

1)冷析結(jié)晶器外冷器開(kāi)始經(jīng)常堵，主要是外冷器操作溫度過(guò)低，外冷器沒(méi)有備機(jī)單臺(tái)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。最近改變操作控制溫度，外冷器堵得輕許多(結(jié)晶工段基本正常了)，馬上又上4臺(tái)外冷器，單臺(tái)作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)， 徹底解決問(wèn)題。

2)煅燒工段問(wèn)題較多，主要是3臺(tái)煅燒爐能力剛夠，沒(méi)有備機(jī)，再加上旋風(fēng)負(fù)壓除塵、靜電除塵、熱堿液洗、冷凝、水洗滌、循環(huán)水換熱冷卻堿經(jīng)常出問(wèn)題，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，主要是旋風(fēng)負(fù)壓除塵、靜電除塵故障多，尤其是靜電除塵運(yùn)行不好，熱堿冷卻還是改用雙環(huán)公司涼堿爐效果比較好。

3)合成氨型煤造氣運(yùn)行不正常，產(chǎn)CO2氣不夠。

4)熱電新鍋爐運(yùn)行不正常，產(chǎn)蒸汽量不夠。

5)顆粒農(nóng)用氯化銨沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，按GB2946-92生產(chǎn)，因?yàn)樗衷?.0%以下無(wú)法生產(chǎn)出粒度合格的產(chǎn)品。

6)雙環(huán)公司的“6改10工程”純堿生產(chǎn)能力從60萬(wàn)t/年增加到100萬(wàn)t/年，造氣部分采用型煤造氣，變換、脫硫、脫碳，合成氨再上一套φ1400合成塔系統(tǒng)。

TQ114.162

C

1005-8370(2017)04-06-05

2017-06-06

曹金峰(1972—)，1996年畢業(yè)于南京化工大學(xué)工業(yè)分析專業(yè)，本科，學(xué)士，工程師職稱，畢業(yè)后一直從事石油化工分析檢驗(yàn)與管理工作。1996年至2012年在湖北雙環(huán)科技股份有限公司工作，曾任分析化驗(yàn)處處長(zhǎng)，2012年至今在寧波海越新材料有限公司全面負(fù)責(zé)化驗(yàn)室籌建、開(kāi)車分析與后期管理工作,曾在全國(guó)性期刊上公開(kāi)發(fā)表多篇分析專業(yè)技術(shù)論文。