液氮洗、co分离、氢气制备

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1、液氮洗单元1.1概述亿鼎合成氨尿素项目一期工程将以煤为原料，新建30万吨合成氨、52万吨尿素及辅助装置，整条生产线包括；气化、变换、酸性气体脱除、液氮洗、合成氨、尿素、CO分离、氢气制备等工艺装置。液氮洗单元（1230）选用国产技术及工艺包，用于除去低温甲醇洗中供合成氨装置用的粗氢气中的CO、CH3OH、Ar、CO、及CH4等杂质，并配置氢氮比为3：1的合成气供氨合成用。液氮洗单元主要由分子筛吸附系统和冷箱组成，分子筛吸附将粗氢气中的CO2、CH3OH脱除到1ppm以下，冷箱系统采用液氮将Ar、CO及CH4等杂质脱除并达到

2、配氮的目的。液氮洗单元位于CO分离单元东侧，东西长25m，南北宽30m。1.2工艺设计基础1.2.1装置操作时数年产量确定时间（用于考虑装置能力）；7200小时/年。装置保证操作时间；8000小时/年。1.2.2装置生产能力本装置为30万吨合成氨装置提供合成气，净化合成气总量为110777Nm3/h（出液氮洗单元界区气体流量）。表1.2.2-1装置生产能力产品名称产量Nm/h备注净化合成气110777送往合成氨装置燃料气4392去锅炉系统1.2.3原料、产品和副产品性质及规格1.1.1.1原料来自上游酸性气体脱除单元的粗氢

3、气规格为；流量：85379Nm/h压力：2.76MPa（G）温度：-51.5℃介质；组成（mol%）H297.575CO1.8122CO20.001N20.5313Ar0.003CH40.0479H2S+COS﹤0.1ppmCH3OH0.0041.2.3.21）净化合成气净化合成气直接通过管道送出液氮洗单元至下游氨合成装置，详细规格如下；流量：≈110777Nm/h压力：2.51MPa（G）温度：35℃介质组成H275N225Ar20ppmCH440ppm总硫0.1ppm总氧10ppm1.2.3.3副产品1）燃料气副产品燃

4、料气直接通过管道送出液氮洗单元至锅炉系统，详细规格如下；流量：≈4392Nm/h压力：0.4MPa（G）温度:35℃介质组成（mol%）H24.9409N258.2474CO35.22Ar0.6527CH40.93181.1.1化学品规格及消耗1.1.1.1分子筛吸附剂分子筛吸附剂：5A分子筛，采用美国UOP的产品。吸附剂用量：正常使用3年更换一次，一次更换量为约39.9吨。质量：符合中华人名共和国国家标准GB/T13550-19925A《分子筛及其实验方法》的优级品技术指标要求；指标名称Ø2.00-2.80mmØ2.80

5、-4.75mm优级品一级品合格品优级品一级品合格品磨耗率%≤0.200.350.500.200.350.50松装堆积密度，g/ml≥0.660.620.660.62静态水吸附%，≥20.019.020.019.0静态正己烷吸附%，≥12.010.512.010.5抗压强度点接触抗压碎力，N/颗≥30256050抗压碎力变异系数≤0.30.40.30.4粒度%≥96959695包装品含水量1，%≤1.5注：1包装品含水量以出厂为准1.2工艺流程说明液氮洗工艺采用国产工艺包。来自酸性气体脱除单元的净化气首先进入分子筛吸附剂器（

6、1220-D-001A/B），将其中的微量甲醇和CO2脱除，防止在液氮洗冷箱中冻结引起板翅式换热器和管道的堵塞。分子筛吸附由两台组成，一台吸附，一台再生，切换周期为24小时，由程序控器控制程控阀自动切换程控阀的开关。分子筛再生气采用低压氮气，再生氮气首先经中压蒸汽加热后进入再生分子筛，再生后的低压氮气经过与冷却水换热冷却后送往低温甲醇洗单元的硫化氢浓缩塔做气提用氮。净化器出吸附器后，CO2含量小于1ppm，CH3OH含量小于1ppm，压力2.7MPaG。液氮洗流程主要由以下四个流线构成。（a）净化气流线从分子筛出来的净化气

7、进入液氮洗冷箱，在1号原料气体冷却器(1220-E-002)及2号原料气冷却器(1220-E-003)中与返流的合成气、低压氮气和CO/N2气体进行换热，使出2号原料气冷却器(1220-E-003)后的原料气温度降低后进入氮洗塔（1230-T-001）的下部。在氮洗塔（1230-T-001）中，上升的原料气与塔顶来的液氮成逆流接触，进行传质、传热。CO、CH4、Ar等杂质从气相冷凝溶液解于液氮中，净化后的含有少量氮气的氮洗气由塔顶离开氮洗塔，进入2号原料气冷却器(1220-E-003)，出2号原料气体冷却器(1220-E-

8、003)后，将中压氮气配入到氮洗气中，使H2/N2约达到3（体积比），配氮后的氮气称为粗合成气，在1号原料气体冷却器(1220-E-002)内，合成气与净化气、中压氮等物流换热后，出1号原料气冷却器(1220-E-002)后分为两股，一股进入中压氮气冷却器(1220-E-001)，与低压氮气和CO/N2