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乌兹别克斯坦硝酸工厂建设纪实

Efficiency, emissions and emergencies: how a new nitric acid plant is helping to transform Uzbekistan’s chemical industry and blazing new trails for commissioning

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2021年1月7日

卡萨利在乌兹别克斯坦建造的超现代化硝酸工厂完美平衡了投资成本与运营支出,实现了最大能效和环保性。更值得一提的是,该项目成为新冠疫情期间创新与危机管理的典范——开创了远程调试的新模式。

他抬头望向那座高耸入云50米的吸收塔,湛蓝的天空下,这座位于乌兹别克斯坦西南部、以十五世纪学者诗人阿里希尔·纳沃伊命名的地区显得格外宁静。然而此刻他关心的并非诗歌,而是另一种艺术形式。"这不仅是技术层面的挑战,我们还需要为新冠疫情和工厂本身做好全方位的组织准备。"卡萨利乌兹别克斯坦常设机构副主任尤里·伊德里索夫表示,"面对全国封锁和疫情威胁,我们必须做好万全准备。"

过去三年间,伊德里索夫作为设计、规划、施工和工程团队的核心成员,参与了在纳沃伊市建设这座大型超现代化硝酸工厂的全过程。"其中一个显著特点,"伊德里索夫将目光从塔顶收回说道,"是我们采用了加长型吸收塔设计,配合封闭式冷却水循环系统,有效降低了氨逃逸。"就在他说话时,塔内正通过水与空气的相互作用将一氧化氮混合物转化为60%浓度的硝酸溶液。他身后阳光下闪耀着三个巨大的银色储罐——每个容量达2000立方米——用于储存成品硝酸。伊德里索夫的自豪之情溢于言表:"这不仅是技术挑战:我们必须为新冠疫情和工厂建设相关的所有情况做好组织准备。"

在50米高的吸收塔内,氮氧化物与水反应生成硝酸。卡萨利采用的加长型吸收塔设计有效减少了氨逃逸和排放。

乌兹别克草原上的工业现代化

这是瑞士卡萨利公司采用DualPURE双压技术建造的第四座大型硝酸工厂,"该技术专为实现高能效和低排放而设计,"卡萨利乌兹别克斯坦常设机构副主任伊德里索夫介绍道。作为化肥和化学品生产专家,卡萨利获得了乌兹别克斯坦最大化工企业纳沃伊化工股份公司的EPC总承包合同。前期建设工作始于2018年,得益于在全国新冠封锁期间采取的创新调试方法,工厂自2020年6月起稳定运行。

纳沃伊化工股份公司的历史可追溯至1964年赫鲁晓夫时期的苏联。当时该公司就已专业生产化学试剂、日用品和小吨位化学品。其主要产品是基于氨、氮磷或硝酸的矿物肥料。如今公司拥有约1万名员工,这对1958年新建、仅13.3万人口的年轻城市纳沃伊至关重要。

工厂核心是由MAN能源解决方案提供的四合一压缩机组(右图),专为降低能耗设计。这座造价2.166亿美元、年产50万吨硝酸的新工厂创造了120多个就业岗位,建设过程中使用了当地专业人才和资源,约50%的团队成员来自乌兹别克斯坦本土。该项目是该国化工行业现代化改造的重要部分,旨在提高产量并减少环境影响。乌兹别克斯坦作为全球第六大棉花生产国,这些矿物肥料主要用于棉花种植,未来计划增加出口量。

高效与环保的匠心设计

工厂的核心是安装在醒目蓝色建筑内的四合一压缩机组,在管线和电缆网络中犹如玩具立方体。该机组在提高转速的同时降低了能耗——这是工厂盈利的关键因素。"另一个显著技术特点,"伊德里索夫补充道,"是采用单一氨氧化燃烧器,通过更简便的催化剂网管理简化了布局。"公司还优化了二级和三级催化剂的布置,提升了工厂的减排功能。

为进一步降低环境影响,卡萨利配备了现代化水处理装置,与压缩机组、燃烧器催化剂和合成塔催化剂一起实现了远程调试。

"我们专注于降低单吨产品的氨耗并提高蒸汽输出,"伊德里索夫解释道,"因此选择双压技术解决方案,在确保最低氨耗和排放的同时提升工厂运行安全性。"工厂设计的氨耗指标为283千克/吨。"目前我们优于该指标,实际氨耗低于280千克/吨。"伊德里索夫补充道:"排放指标同样出色。设计要求NOX和N2O气体排放低于50ppm,氨排放低于3ppm。实际数据分别为30ppm、20ppm,氨排放更是低于1ppm。"

这些减排成效得益于卡萨利DualPURE技术。基于50年研发经验的双压技术在保证高蒸汽/能量输出的同时,实现了较低的氨耗(NH3/MT HNO)和贵金属损耗。全球70多家工厂采用的卡萨利DualPURE硝酸工艺以其高效可靠著称于世。然而纳沃伊工厂在疫情期间的成功调试更显珍贵,因为新冠疫情导致全球众多建设项目延误甚至停滞。

疫情期间的调试工作:

"一切原本按计划进行,"卡萨利工艺工程师乔凡娜·罗维耶洛回忆道,"我们已经完成部分冷态试车,但新冠疫情打乱了计划。那是三月份,团队必须立即撤离乌兹别克斯坦。"我们在一个对硝酸工厂建成起到关键作用的地方——互联网上——见到了罗维耶洛。作为全程参与该项目的工程师,她表示:"疫情使计划中的调试工作陷入危机。"客户和投资者面临经济损失的风险。

面对突发状况,卡萨利决定尝试前所未有的解决方案:迅速组建了由瑞士卢加诺、捷克布拉格办公室工程部门及关键供应商支持的纳沃伊现场团队。"这是一个来自瑞士、捷克、德国、意大利和西班牙的专业人士组成的跨国团队,"罗维耶洛说,他们与现场团队无缝协作确保项目继续推进。

"听起来可能有些疯狂,"罗维耶洛表示,"但我们通过互联网完成了工厂多部位的检查,并实现了最终阶段的远程调试。"卡萨利远程指导监督了氨燃烧器催化剂、脱硝反应器器催化剂和水处理装置的试车工作。在德国MAN能源解决方案专家的协助下,压缩机组完全通过互联网实现远程启动——这开创了行业先例。罗维耶洛露出微笑。尽管疫情持续,这座硝酸工厂依然平稳运行——这得益于顶尖的工程技术和关键时刻敢于冒险的坚定意志。而其中,确实蕴含着一丝诗意的光芒。