合成氨生产工艺 合成氨生产原理： 氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和 氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种 燃料为原料。首先，制成含H2和CO等组分的煤气，然后，采用各种 净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害 杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后， 氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。 1、合成氨生产工艺介绍 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 H2S，需要进行二次脱硫，使 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 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 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。 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%、CO2＜0.5%（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 CO＜0.5%、CO2＜0.2%。出塔气体经水冷却到40℃左右，将气体中的 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、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 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

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