联合高效（低温）等压氨回收装置运行小结
路广顺 李军 廉守勇 郑宝华
安徽省颍上鑫泰化工有限责任公司 236204
0 前言
一个合成氨生产能力100kt/a的氮肥厂，弛放气中的氢气在230万Nm³左右，这些氢气可以生产氨1057t左右。目前多数的氮肥厂没有将回收氨后弛放气尾气中的氢气回收，将弛放气尾气送到燃烧炉烧掉。氢气是生产氨的主要原料气体，而氢气的燃烧热值还不到甲烷燃烧热值的1/3，将这些热值低的氢气送去燃烧实在是可惜，应该将弛放气尾气去氢气回收，回收氢气后的尾气再去燃烧炉燃烧，这样才物尽其用，更经济、合理。
传统等压氨回收是将弛放气中的氨全部都去制氨水，而氨水浓度又不高，导致排出的氨水量很多，使氨水过剩。传统等压氨回收的尾气氨含量高，氨损失多，污染环境，如果将尾气净氨，又要产生大量难以消化的稀氨水。这些氨水和稀氨水去碳化会影响碳化的水平衡，如果去尿素的解吸和深度水解，会加重有关设备的负荷，多消耗蒸汽和电，增加生产费用，提高了生产成本。传统等压氨回收的大量氨水及净氨的稀氨水成了氮肥厂的负担，尾气氨含量高和净氨产生的大量稀氨水也限制了弛放气中氢气的回收。
冰机制冷氨回收及无动力氨回收都增加了冰机的电耗，维修费用高，尾气氨含量也高，也存在以上同样的问题。冰机制冷氨回收比无动力氨回收要多消耗冰机的电，而无动力氨回收难以回收尾气的氢气，经济损失大。
1 弛放气氨回收方法的选择
我公司原采用无动力氨回收，正常情况下弛放气尾气中氨的体积分数在5%左右，且第二级膨胀机易损坏，更换的比较频繁，维修、更换膨胀机的费用很高，企业负担重。后来只好被迫停用第二级膨胀机，只用第一级膨胀机，弛放气尾气氨的体积分数增加到10%以上，氨的损失非常大。弛放气中的氢气没有回收，弛放气尾气去三废混燃炉燃烧，尾气中的氨燃烧后生成的氮氧化物与水蒸气在锅炉尾部生成亚硝酸腐蚀锅炉，威胁生产。开一台电机功率500KW的大冰机，专门抽无动力氨回收出口的气氨和液氨充装站液氨槽车排出的气氨，冰机电耗明显增加。
通化仁合兴化工科技开发有限公司在《小氮肥》上登的联合高效（低温）等压氨回收广告比较适合我公司的需要，该技术是在第一代和第二代高效等压氨回收技术的基础上，经过不断改进和创新开发出的新技术。联合高效（低温）等压氨回收技术不增加冰机负荷，也不消耗电，将弛放气中气氨的大部分变成液氨回收到液氨贮槽，增加了液氨产量，弛放气中剩下的氨去高效（低温）等压氨回收制备氨水，明显地减少了氨水量。可以不用冷却水冷却氨水，将除盐水冷却到3~10℃后再加入高效（低温）等压氨回收塔，并用氨合成生产中的余冷冷却氨水，常年在10℃左右的低温下吸收氨，氨水浓度非常高，而尾气中氨含量又非常低，且不产稀氨水，尾气可以直接去低压膜回收氢气，回收氢气会带来明显的经济效益。加入除盐水的量只有传统等压氨回收的1/10左右，高浓度氨水量很少。生产尿素的厂，回收的高浓度氨水可以直接去尿素的一吸塔上部入塔，不再去解吸和深度水解提浓，节省了蒸汽和电；生产碳铵的厂高浓度氨水去碳化的浓氨水槽，大大减少了带入碳化的氨水量，有利于碳化的水平衡；高浓度氨水还可以与提氢高压氨洗塔排出的稀氨水勾兑成质量百分比浓度为20%或25%的工业氨水出售，同时将一些稀氨水也出售了。
2 工艺流程简述
液氨贮槽来的弛放气经过中压氨回收器、循环吸收器、高效（低温）等压氨回收塔、气水分离器，将弛放气尾气中氨的体积分数降到≤20×10-6，弛放气尾气直接去低压膜回收氢气；合成来的液氨经过中压氨回收器、除盐水冷却器、塔外氨水冷却器、高效（低温）等压氨回收塔去液氨贮槽；除盐水经过除盐水冷却器被冷却到～5℃，由除盐水泵加压去高效（低温）等压氨回收塔，从高效（低温）等压氨回收塔出来的氨水经过循环吸收器、塔外氨水冷却器，350～450tt的高浓度氨水直接去尿素的一吸塔上部，或去碳化的浓氨水槽，也可以去氨水混合槽与提氢高压氨洗塔排出的稀氨水勾兑成质量百分
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比浓度20%或25%的氨水出售。
3 使用运行情况
安徽省颍上鑫泰化工有限责任公司氨醇生产能力150kt/a，商品液氨占氨醇总产量的80%左右，其余产品为碳铵、粗甲醇。由于在白天大量充装液氨，使得白天与夜里排出液氨贮槽的弛放气量变化很大。
联合高效（低温）等压氨回收装置于2012年10月7日投入使用，除盐水泵额定流量1.2m³/h，额定出口压力2.5MPa，电机功率4KW。根据变频器的频率计算，除盐水泵电机实际消耗功率1.2~1.8KW。氨水浓度为350~400tt，用氨检测管检测不出弛放气尾气中残余极少量的氨，分析数据为“0”。2012年12月8日共抽了5倍额定体积的样气注入最小氨体积分数读数为5×10-6、氨的体积分数检测范围为0～50×10-6的氨检测管也没有检测出氨，弛放气尾气氨含量小于1×10-6，尾气氨含量是传统等压氨回收、冰机制冷氨回收和无动力氨回收尾气氨含量的1/20000左右，氨的回收率在99.999%以上，氨回收系统阻力在0.015MPa左右，根据生产记录纸整理的运行数据见下表。
联合高效（低温）等压氨回收装置运行数据（平均值） 日 期 弛放气压力 氨水浓度 尾气氨体积分数 变频器频率 除盐水流量
（Mpa） （tt） （×10-6） （HZ） （m³/h） 12月6日 1.25 368.7 0 18.0 0.432 12月7日 1.25 351.7 0 18.2 0.437 12月8日 1.25 368.3 0 18.7 0.449
停掉电机功率500KW的大冰机，改开电机功率250KW的小冰机抽液氨充装站液氨槽车排出的气氨，在夜里不充装液氨时小冰机也停掉。
由于白天大量充装液氨，导致弛放气压力较低，使中压氨回收器出口弛放气中氨含量较高，除盐水用量偏多，目前吨氨弛放气的除盐水用水量为20～26kg，如果将弛放气压力提高到尿素生产厂的2.25MPa左右，中压氨回收器出口弛放气中氨含量还可以明显降低，吨氨弛放气用水量将降到16~20kg。
4 经济效益分析
根据安徽省颍上鑫泰化工有限责任公司的实际运行情况，全年运行时间按8000h计，液氨吨售价按3000元计，电价按0.45元/（kw.h）计，吨氨无氨基弛放气量按45m³（标态）计。
1、停掉电机功率500KW的大冰机，改开电机功率250KW的小冰机，冰机负荷按95%计，全年节电1900000kwh，节省电费85.5万元。
2、按无动力氨回收出口尾气氨的体积分数10%计，全年损失氨569.20吨，价值170.76万元。 3、由于停了一台膨胀机，只用一台膨胀机，全年维修及更换膨胀机的费用按5万元计。
4、弛放气尾气中氨含量高，尾气到三废混燃炉燃烧对锅炉尾部设备的腐蚀和对生产的影响难以用数字计算，故这里不计；联合高效（低温）等压氨回收装置除盐水用量非常少，除盐水泵实际消耗的功率也非常低，故忽略不计。
以上各项合计261.26万元。
待上了低压膜回收氢气后，全年回收的氢气可以多产氨近千吨，价值近300万元，经济效益更好。
5 结语
联合高效（低温）等压氨回收装置将弛放气中的大部分气氨变成液氨回收，增加了液氨产量，大大减少了氨水量，氨水浓度非常高，尾气氨的体积分数实际＜1×10-6，不产稀氨水，尾气可以直接去低压膜回收氢气，从而可以获回收氨和回收氢气的双重经济效益，是氮肥厂新的效益增长点，也是传统等压氨回收、冰机制冷氨回收和无动力氨回收的升级换代技术。
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