史保金 王娟芸 张雪峰 曲思霖 张岩 杨皓

（1.曲靖市麒麟气体能源有限公司，云南 曲靖 655000；

2.四川天人化学工程有限公司，四川 成都 610031；

3.曲靖市中小企业生产力促进中心，云南 曲靖 655000）

河南金大地尿素脱碳装置改造

史保金1王娟芸2张雪峰3曲思霖2张岩2杨皓2

（1.曲靖市麒麟气体能源有限公司，云南 曲靖 655000；

2.四川天人化学工程有限公司，四川 成都 610031；

3.曲靖市中小企业生产力促进中心，云南 曲靖 655000）

简要介绍了四川天人化学工程有限公司对河南金大地化工有限责任公司尿素厂一套变压吸附脱碳装置的改造技术及运行后的各项指标情况。

变压吸附；尿素脱碳；节能；降耗；改造

2013年，河南金大地化工有限责任公司尿素厂建设了一套处理变换气量为64500Nm3/h的变压吸附装置，因氢气、氮气、一氧化碳气体损失较大，导致合成氨消耗同行业相比较高。而用于尿素生产的二氧化碳气体浓度比湿法脱碳的98%明显低，导致尿素产品氨消耗较高。经过深入细致的考察论证，决定采用四川天人化学工程有限公司的《来回变压吸附工艺》（ZL00113035.8）专利技术对原有装置进行改造。四川天人化学工程有限公司经过7天（预期20天）的两次改造施工，装置投入运行后，净化气氢氮一氧化碳总收率增加2%以上，若处理相同的变换气量，氨醇总产量每天将增加5吨以上，现对该技术的应用情况作一简单的总结。

1 变压吸附脱碳装置工艺

河南金大地化工有限责任公司尿素厂，变压吸附脱碳由两个系统组成，即一段提纯系统、二段净化系统，两系统均采用多塔吸附抽空工艺。将来自变换工序含CO2为26%～28%（V/V）、CO为1%～3%（V/V）的变换气进行多塔吸附，出脱碳系统的贫CO2气进入联醇装置，生产甲醇，甲醇出口气体进入一氧化碳、CO2净化装置后送氨合成系统。一段提纯装置逆放解吸与抽空脱附结合，脱附的高浓CO2气体用作尿素生产装置的气源。二段净化装置的部分低浓度CO2解吸气压缩回收，CO2较高浓度的部分解吸气直接放空。

2 装置改造情况简介

2.1 改造前装置的运行数据

改造前，进脱硫工段变换气61500Nm3/H，混合本工序循环压缩机流量3000Nm3/H，合计进提纯段变换气平均流量为64500Nm3/H，开1台160KW、2台200KW真空泵，粗净化气CO2浓度4～6%。一段部分顺放气CO2浓度55%直接放空，气量大约为1550Nm3/H。一部分逆放气CO2平均浓度90%，直接放空，气量大约为2800Nm3/H，抽空气CO2浓度97%送尿素合成,气量大约为11000Nm3/H。一段总解吸气平均浓度为91.8%。

净化段出口平均流量为43600Nm3/H，净化气CO2浓度≤0.6%。开3台110KW真空泵，1台循环增压机315KW。逆放气CO2浓度44%进入循环压缩机，抽空气CO2浓度55%直接放空，气量大约为2500Nm3/H。

两段有4050Nm3/H CO2浓度55%混合气体直接放空，CO2平均浓度90%，气量大约为2800Nm3/H，有效气体损失为2100Nm3/H。

2.2 改造后装置的运行数据

改造后，由于压缩机打气量随气温变化，进脱硫工段变换气60000Nm3/H，混合本工序循环压缩机流量1500Nm3/H，合计进提纯段变换气平均流量为61500Nm3/H。

将原流程不能回收全部顺放放空气（55%CO2），提浓到到90%以上再放空，与逆放气（90%CO2）混合放空气流量为3350Nm3/H。由此大幅减少提纯段氢氮气损失。全部抽真空气体平均CO2浓度98%以上，流量为11500Nm3/H。开1台160KW、2台200KW、1台110kw真空泵。

开车期间，由于尿素检修，把提纯段全部解吸气送联碱，经过分析，提纯段全部解吸气CO2平均浓度96%以上。

净化段出口平均流量为43600Nm3/H，净化气CO2浓度≤0.6%。开2台110KW真空泵，1台循环增压机315KW（电流下降30%）。逆放气CO2浓度55%放空，流量为500Nm3/H。抽空气CO2浓度72%直接放空，气量大约为1050Nm3/H。

两段有500Nm3/H CO2浓度55%气体直接放空，有3550Nm3/ H CO2平均浓度90%直接放空，1050Nm3/H抽空气CO2浓度72%直接放空，有效气体损失为1336Nm3/H。

2.3 改造前后装置的运行数据对比

改造后变换气量减少1500Nm3/H，但是合成氨产量没有下降，对应尿素产量没有下降，吨氨煤耗与电耗有明显的降低。因此可以肯定的是气体回收量增加了1080Nm3/H有效氢氮气。

二段抽空流程改造成三段抽空流程，未增加新动力设备。脱碳总电耗降低大约100kw。一二三段压缩机打气量减少1170Nm3/H，节煤102kg/H，合成压缩机节电为到215kw。总计节约电耗315kw。

2.4 技术改造的效益分析

电耗减少：315×8000=384万kw·h/年；造气节煤：102×8000/ 1000=816吨/年。每年总效益大约为249万元。节能折合标准煤为1307吨/年。减排CO211600吨/年（其中送尿素CO2多回收了6800吨/年）。

3 结语

从以上结果可以看出，四川天人化学工程有限公司采用《来回变压吸附工艺》专利技术对河南金大地化工有限责任公司尿素厂原建设的一套变换气变压吸附脱碳装置改造，不仅节约了用电量，同时回收了排放气中的有效气体，减少了吨氨煤电消耗，同时对环境保护效果明显。改造后各项数据明显优于改造前，具有良好的经济效益和社会效益。该技术值得推广应用。