国内首套合成氨合成气循环单缸离心式压缩机应用
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完成单位:湖北三宁化工股份有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
殷银华,魏天荣,徐思红,游华彬,陈拥军,李小飘,李银,金仁贵,李佳
项目概况
合成氨合成气循环压缩机单缸技术是一种在合成氨生产过程中对合成气进行压缩的技术。
一、与传统双缸技术对比下的优势
1.空间利用方面
在传统的离心式合成氨合成气压缩机中,由于高压比的原因,一般设计成低压缸+高压缸的双气缸结构,这种双缸结构占地面积较大,辅机较多,安装布置难度大。而单缸技术能够有效解决这一问题,减少了压缩机装置的占地面积,对于场地空间有限的合成氨生产设施来说,这是一个显著的优势。
2.运行负荷方面
双缸结构需要汽轮机带动双缸运行,汽轮机双输出驱动,轴功率较大,这使得汽轮机的负荷较重。单缸技术汽轮机采用单输入,压缩机叶轮级数少,轴系短,降低了轴功率,减轻了汽轮机的运行负荷,有助于提高整个合成氨生产系统的运行稳定性和效率。
3.成本方面
双缸压缩机由于采用双气缸,用料较多,设备上监测元件多,从而制造成本较高。单缸技术在这方面具有明显的成本优势,通过减少气缸数量,降低了制造所需的材料成本,同时在安装、维护等方面也可能会因为结构的简化而降低成本。
4.检修工作量方面
双缸压缩机检修时工作量大,涉及到两个气缸的检查、维修等工作。单缸技术的结构相对简单,在检修时工作量相对较小,能够缩短检修时间,减少对生产的影响。
二、单缸技术在合成氨工艺中的工作原理
1.气体压缩过程
合成氨需要的原料气体压力是14MPa,而前工段液氮洗装置的出口压力仅有5.4MPa,需要压缩机将液氮洗装置来的氢氮气加压后送至氨合成工段进行合成氨反应。单缸合成气压缩机装置内设有缸体,缸体内有转动连接的转子,转子上串联设置有多级叶轮。气体从缸体上端入口端盖上方的进气入口进入,通过转子上的多级叶轮进行压缩,将气体压力提升到满足合成氨反应所需的压力。
2.在合成氨系统中的流程关联
补充气和循环气经单缸合成气压缩机压缩后通过进出物料换热器进入有4个床层的径向流KAAP合成塔。合成塔出来的气体压力约9MPa、氨含量为20%。之后通过产生高压蒸汽回收热量,回收热后,合成塔出料送到氨回收工序,冷凝得到氨,不凝性气体一小部分送到弛放气回收系统回收氢和氮后再与其余大部分气体汇合,组成循环气。


