我国合成氨技术正向着国产化、大型化、低压化、洁净化、高效化方向调整,低压节能已经成为合成氨技术主流。中国氮肥工业协会理事长顾宗勤近日指出,目前大型低压氨合成装置有了新突破,国内自主设计的单套60万吨/年氨合成示范装置在沧州正元、山东瑞星运行良好,预示着我国化肥生产技术开始步入国际先进行列。
中国氮肥工业协会秘书长张荣介绍说,从引进国外大型合成氨技术及设备以来,低压的合成氨成套技术及设备一直被国外主宰。这一现象直至本世纪初才有所改观,在部分运用国外技术和设备基础上,国内进行了18万~30万吨/年合成氨系统的国产化攻关。
据国内氮肥行业知名专家於子方介绍,我国合成氨发展经历了从低压到中压再到高压的过程。最早开发的12.5Mpa,接着是15Mpa、20Mpa,化四院最后做到32Mpa。在学习国外氨合成先进技术的基础上,我国合成氨压力又从高压32Mpa开始往下降到25Mpa,国内不少科技单位研发创新了各种低压氨合成工艺技术,有一些大型装置到了22Mpa、20Mpa以下,有的大型装置甚至到了15Mpa以下。目前业内运行的15Mpa系统,有山东洪达15万吨/年氨合成系统、新疆鸿基焦化12万吨/年氨合成系统、四川金象化工24万吨/年氨合成系统和安徽中能(临泉)30万吨/年氨合成系统,低压化发展趋势明显。
在15Mpa的基础上,华鲁恒升与南京国昌共同研发了更为节能的11.5Mpa低压节能氨合成成套技术,并在华鲁恒升建设30万吨/年生产装置。该装置通过了由中国石油和化学工业联合会组织的现场考核,各项经济技术指标均达到或优于设计指标。日平均产量在1000吨以上,在11.4MPa低压下实现16.53%的氨净值,吨氨副产4.0MPa过热蒸汽0.97吨,综合能耗低,吨氨的水、电、汽综合能耗为73.04MJ。
据南京国昌公司技术负责人介绍,与原来的低压合成工艺相比,这套系统采用三段全径向合成塔结构,结合鱼鳞筒径向分布器、大型反应器小口径中心换热器套装结构和催化剂自卸等多项新技术,实现氨合成塔低阻力、高净值、设备预套装、检修方便、内件可靠性高、催化剂全自卸。
张荣介绍,结构更科学、压力更低、更为节能的国产化低压合成技术相继应用于30万~45万吨/年合成氨装置,60万吨/年以上的低压合成成套装置也已实现产业化。据悉,由南京聚拓化工科技有限公司自主研发的60万吨/年低压氨合成工艺技术软件包产业化工程在山东瑞星集团润银生物化工股份有限公司成功投运,为我国合成氨工艺技术大型化、国产化开辟了一条新路径。
这是国内首套完全自主知识产权技术的特大型合成氨项目,该项目按照系统基本无惰性气体工艺、合成氨产量90万吨/年配套进行工程设计,日产合成氨超过2400吨。其中,由该公司自主研发、设计、制造的DN3200氨合成反应器、莲花状直连式余热回收器、组合式氨冷却器等关键设备,在一次性联动开车中运行平稳,工艺指标先进,比设计指标更为理想。该装置的运行标志着我国氨合成系统关键设备大型化技术获得重大突破。