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1、合成氨各工段 关键控制参数说明,备煤工段：原料煤,煤中水分：为了保证正常的气化状态，要求煤中的水分含量应远远低于临界水分，否则气化指标将会受到严重影响。 挥发分：一般煤的挥发分含量不允许超过6%。用高挥发分的煤制取的半水煤气中甲烷含量很高，既消耗动力又浪费原料，并且降低炉子的生产能力。 灰分：块煤入料必须低灰，16%以下，原因为保持单炉的造气量，灰分高反而影响经济效益。制造型煤会使灰分增加。 硫分含量：含硫化合物腐蚀金属，并且导致催化剂中毒，因此要求对含硫量有一定的要求。,晋煤的原煤灰分变化比较大，灰分最高可以达到40%50%，产品区域分布差别也比较大，硫分高的可以达到2.5%6%。同一矿井、
2、同一采面开采的原煤，灰分也会出现高低不等的现象。 对原煤的直接利用存在问题，需要进行表面洗选加工，主要是洗掉黄铁矿硫。根据不同矿区的比较，存在硫分随灰分变化的趋势，如随着灰分的降低硫分也降低。 块煤目前控制水分10%，硫分2%。如果控制较高，灰分在1718%，硫分不会超过2.5%。故试验用煤硫分控制在2.5%以内，是可以保证的。 末煤目前的灰分为26%，如果单纯的15#煤，硫分2.5%是不能保证的。灰分在26%以内，硫分3%是可以控制的。如果对末煤进行洗煤，其中的煤泥被浪费掉了，灰分控制在20%以内认为是比较经济的。块煤也一样，洗灰分控制在1718%，太高不好控制，比较经济。 试验用煤的设置要
3、考察当地的实际产品。,备煤工段：原料煤,造气工段：脱硫,以煤为原料的半水煤气一般含有有机硫0.1-0.8g/Nm3和无机硫硫化氢1-6 g/Nm3。硫化物的存在加剧了管道和设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。针对晋城高硫煤，推荐采用的脱硫法为湿法脱硫，一般为栲胶法。栲胶法脱硫属催化氧化法脱硫。,第一步：吸收 Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS 第二步：析硫（硫氢化钠与偏钒酸钠反应生产焦钒酸钠，并析出单质硫） 2NaHS + 4NaVO3 + H2O = NaV4O9 + 4NaOH + 2S 第三步：氧化 NaV4O9+ 2TQ （醌态栲胶）+ 2 NaOH+H2O=4
4、NaVO3+THQ（酚态栲胶） NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 第四步：再生 2 THQ+1/2O2=2TQ+H2O,造气工段：脱硫主要反应,副反应：2NaHS+2O2=NaS2O3 +H2ONa2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3Na2CO3+2HCN=2NaCN+ CO2+ H2O2NaCN+5 O2=Na2SO4+CO2 +SO2 + N2 副反应消耗了Na2CO3,降低了溶液脱硫的能力，使溶液的性下降，因此生产中应严格控制副反应。,造气工段：脱硫主要反应,造气工段：脱硫过程中的关键影响因素,总碱度和PH值 偏钒酸钠（NaVO3）含量 栲胶含量 Na2CO3含量 脱硫液
5、循环量 富液再生温度 再生时间,脱硫过程中的关键影响因素,总碱度和PH值：对于处理H2S含量小于1.0g/m3（标态）的低硫原料气时，溶液的总碱度（以Na2CO3计时，1N53g）可控制在2.02.5g/L（0.40.5N）；当处理H2S含量大于1.5g/m3（标态）以上的中、高硫原料气时，溶液的总碱度可控制在3.05.0g/L（0.61.0N）。溶液的PH值不易低于9，但溶液的PH值越大，Na2S2O3与NaHCO3的生成率也越高，对脱硫产生不利影响。 偏钒酸钠（NaVO3）含量：根据经验，配置好的脱硫液比较适宜的胶钒比（栲胶/偏钒酸钠）应为1.11.4。,脱硫过程中的关键影响因素,栲胶含量
6、：对于处理H2S含量小于1.0g/m3（标态）的低硫原料气时，溶液中栲胶浓度可控制在1.01.5g/L；当原料气中的H2S含量大于1.0g/m3（标态）时，应根据实际情况调整栲胶浓度；H2S含量在1.52.5 g/m3（标态）时，栲胶浓度可控制在1.83.0 g/L。Na2CO3含量：为保证PH值不低于9，半水煤气脱硫液中Na2CO3含量应控制在612 g/L为宜。,脱硫过程中的关键影响因素,脱硫液循环量：实践表明，无论用何种液相催化氧化法脱硫，脱硫塔单位截面积的溶液喷淋量不应小于35m3/（m2.h），或液气比不应低于15L/m3（标态）。富液再生温度：富液再生温度宜控制在40左右。再生时间
7、：溶液在再生槽内的停留时间一般以2030分钟为宜。,造气工段：一氧化碳变换,温度：变换反应是可逆的放热反应，反应温度对反应速率影响很大。反应开始温度一般为320-380，最高使用温度为530-550。 操作压力：目前，大中型合成氨厂变换操作压力位1.2-3.0MPa。最高为8.2MPa，小型合成氨厂操作压力为0.6-1.2MPa。 水蒸汽比例：中温变换的水蒸汽比例为3-5。 空间速度：常压变换的空间速度一般为300-550h-1，加压变换的空间速度为600-1500 h-1。,造气工段：二氧化碳脱除,当采用以高碳氢比的晋城煤为原料，对大型合成氨装置而言，可以选用低温甲醇洗等物理吸收法较为合适，
8、即采用“冷发净化”流程。因为高碳氢比的原料，需脱除的二氧化碳量较多，而低温甲醇洗涤法在低温加压的条件下，可以达到比其他任何热法都大的吸收能力，而且在系统能量利用上也比较经济。（1）温度：40（2）压力：2.8MPa,造气工段： 少量的一氧化碳的清除,操作温度：该吸收反应为放热反应，选择较低的温度可增加铜氨溶液吸收能力，提高净化度。因此，操作温度为8-15为宜。 操作压力：10-15MPa。 铜氨液的配制铜氨液再生条件：温度 回流塔温度为45-55，再生塔温度为75-78，还原器温度60-68。压力 再生压力维持在3.0-8.0kPa。再生时间 铜氨液在再生器中停留时间一般为30-40min。氨
9、加入量 生成一吨合成氨，需铜氨液中补7-10kg。,氨的合成工段,氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任务是将经过精制的氢氮混合气合成为氨。目前我国一般采用15-32MPa压力进行合成氨生产。决定生产条件最重要的因素是：气体成分、温度、压力、空间速度和催化剂的选择。,氨的合成工段,气体成分：生产中一般规定进入合成系统的混合气中CO+CO215-20ppm以下。生产中认为，新鲜气中惰性气体含量为0.5-1%的情况下，控制循环气中惰性气体的含量在10-15%之间最为经济。空间速度：增加空速可以提高氨的产量，也就是提高了催化剂的生产强度，因此当条件许可时，应尽量加大空速。压力：由于催化剂活性的限制，普遍采用15-32MPa的中压循环法氨合成流程。,氨的合成工段,温度：合成氨厂使用的催化剂的活性温度大体上在400-500范围。催化剂在使用初期活性较强，反应温度可以稍低些；使用中期活性减弱，操作无难度要比使用中期提高8-10；催化剂使用后期，活性衰老，操作温度比使用中期更要提高一些。催化剂的选择：工业上都采用铁催化剂，因其具有生产量大，价格便宜，在低温下有较好的活性，抗中毒能力强，使用寿命长等优点。,The End,
