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1、1、合成氨生产工艺介绍、合成氨生产工艺介绍 1）造气工段 造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。 具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。原料煤 间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水 蒸气与加氮空气进行制气。所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降 温，最后送入半水煤气气柜。 造气工艺流程示意图 2）脱硫工段 煤中的硫在造气过程中大多以 H2S 的形式进入气相，它不仅会腐 蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱 硫工段的主要目的就是利用 DDS 脱硫剂脱出气体中的硫。气柜中的 半水煤气经过静电除焦、 罗茨风机增压冷却降温后
2、进入半水煤气脱硫 塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。脱 硫液再生后循环使用。 脱硫工艺流程图 3）变换工段 变换工段的主要任务是将半水煤气中的 CO 在催化剂的作用下与 水蒸气发生放热反应，生成 CO2和 H2。河南中科化工有限责任公司采 用的是中变串低变工艺流程。 经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔 升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后 进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回 收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。 变换工艺流程图 4）变换气脱硫与脱碳 经变换后，气体中的有机硫转化为 H2S，需要进行二次脱硫，使
3、气 体中的硫含量在25mg/m3。 脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除， 对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工 艺。来自变换工段压力约为 1.3MPa 左右的变换气，进入水分离器， 分离出来的水排到地沟。变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精 脱硫工段。 被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下， 将 从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压 脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常 压的解吸气经阻火器排入大气。 变换与脱硫工艺流程图 5)碳化工段 5.1、气体流程 来自变换工段的变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化
4、付塔， 变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反 应而被吸收。 反应热由冷却水箱内的冷却水移走。 气体从付塔顶出来， 进入尾气洗涤塔下部回收段， 气体中的少量二氧化碳和微量的硫化氢 被无硫氨水继续吸收，再进入上部清洗段。气体中微量二氧化碳被软 水进一步吸收，最后达到工艺指标经水分离后，送往精脱硫塔进一步 脱硫后，送往压缩机三段进口。 5.2 液体流程 浓氨水由浓氨水泵从吸氨岗位浓氨水槽打入付塔， 一方面溶解 塔内的结疤，另一方面吸收主塔尾气中的剩余二氧化碳，逐步提高浓 氨水的碳化度。然后，付塔的溶液由碳化泵从底部抽出，打入主塔， 在主塔内进一步吸收变换气中的二氧化碳， 生成含
5、碳酸氢铵结晶的悬 浮液，再由底部取出管压入分离岗位进行分离。 回收塔回收段中的无硫氨水来自合成或铜洗工段使用过的无 硫氨水和回收段的稀氨水压入稀氨水压入吸氨岗位母液槽和稀氨水 槽或送脱硫岗位使用，从回收段出来的水直接排污水沟。 碳化工艺流程图 6）甲醇合成工段 联醇是将经变换、 脱碳后的净化气中的 CO： 1-5%、 CO20.5% （其含量可根据生产所要求的醇氨比调节）与气体中的 H2经压缩机 加压到 15MP 后，依次经过洗氨塔、油分、预热器、废热锅炉进入合 成塔，在催化剂的作用下合成为甲醇，同时起到气体净化的作用。醇 后气中 CO0.5%、CO20.2%。出塔气体经水冷却到 40左右，将
6、 气体中的甲醇冷凝，使气体中的甲醇含量小于 0.5%，经醇分离器分 离出甲醇后，一部分气体经甲醇循环机返回甲醇合成塔，大部分气体 进入精炼工段。 粗醇生产工艺流程示意图 7）精炼工段 醇后工艺气中还含有少量的CO和CO2。 但即使微量的CO和CO2 也能使氨催化剂中毒， 因此在去氨合成工序前， 必须进一步将 CO 和 CO2脱除。我们公司是采用醋酸铜氨液洗涤法，铜洗后的工艺气体中 的含量将至 25ppm 以下。醇后气体由铜洗塔底部进入，与塔顶喷淋 的醋酸铜氨液逆流接触， 将工艺气中的CO和CO2脱除到25ppm以下， 经分离器将吸收液分离后送往压缩机六段进口。 铜氨液从铜洗塔经减 压还原、加热
7、、再生后，补充总铜、水冷却、过滤、氨冷后经铜氨液 循环泵加压循环使用。 8)压缩工段 压缩工段的压缩机为六段压缩。由于合成氨生产过程中，变换、 脱碳、粗醇与氨合成分别在 0.87MPa、3.7MPa、15MPa、27MPa 条件 下进行，压缩工段的任务就是提高工艺气体压力，为各个生产工段提 供其所需的压力条件。 9）氨合成工段 氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格 N2、H2、混合气， 在催化剂的存在下合成为氨。压缩机六段来的压力为 27 MPa 的新鲜 补充气，与循环气混合后进入氨冷器、氨分离器、冷交换器，经循环 机升压并经过油分离器除油后进入氨合成塔的内件与外筒的环隙， 冷 却塔壁，出来后经预热器升温后进入氨合成塔内件，完成反应后离开 反应器，分别进入废热锅炉、预热器、软水加热器回收热量，最后经 水冷器、冷交换器、氨冷器降温冷却，将合成的氨液化分离出系统， 未反应的氮氢气循环使用。 10）冷冻工段 由于氨合成工段需要通过液氨气化来产生低温生产条件，因此 冷冻工段的任务就是把气态的氨重新液化。 由氨蒸发器蒸发的气氨经 气氨总管进入冰机前分离器，分离出液氨后进入氨压缩机加压，加压 后的气氨经油分离器后进入水冷器， 在此气氨冷凝为液氨并回到冰机 液氨贮槽，由支出阀送给氨蒸发器循环使用或氨库。
