【正文】 制約因素很多，首先由于糧價過低，農民種地賺不了錢，投入產出比不合理，農民購肥積極性不高。 產品 粒狀尿素 3 — 2 氮含量 ≥ ％ (wt) 縮二脲含量 ≤ ％ (wt) 水 ≤ ％ (wt) 顆粒大小 1～ ≥ 97％ 游離氨 ≤ 100ppm 灰分 最大 10ppm Fe 最大 1ppm 數量 4 — 1 4 工藝技術方案 原料路線和工藝方案的確定 本工程地處我國的產煤大省山西，原料來原十分豐富，我國中小型化肥廠的原料煤大部分都是來自以山西。 （ 5）變換氣凈化：采用先進的 NHD 脫硫脫碳工藝。合成回路的馳放氣經氫回收后返回氮氫氣壓縮機，非滲透氣送入燃料 氣管網作為造氣用燃料。其缺點：空氣間歇氣化法效率低，蒸汽分解率低 , 同時要向大氣中排出吹風氣，若不進行有效的回收則會對環(huán)境構成污染。 采用自動加料機，實現自動連續(xù)均勻加煤。夾套鍋爐作用為防止產生掛爐現餒（灰渣粘在壁上）并回收部分熱量以產生 (表壓 )的低壓蒸汽。冷卻水經沉淀、降灰、冷卻等處理后再循環(huán)使用。脫硫方法的比較見表 441。變換甲烷化工段就是為解決這兩個問題而設置的。 （ 3）中變串耐硫低變的可靠性和經濟合理性 傳統(tǒng)使用的 Cu 系低變催化劑因受硫化物中毒而要求將中變氣進一步脫硫，脫硫又采用濕法工藝，常溫操作；而中變反應在 400℃左右，低變反應在 200℃左右。中變出口氣總硫含量≈ 150mg/m3(標 )，普通的低變催化劑將受到硫中毒，不能采用，而選 用 B302Q 耐硫低變催化劑，既能適應氣體中的硫化物不受中毒影響，又可串聯(lián)提高 CO 變換率，減少中壓蒸汽的消耗。目前在黑龍江化工廠年產 18 萬噸合成氨裝置、神木年產 20 萬噸甲醇、金陵石化公司年產 30 萬噸合成氨 3 萬噸氫氣項目等 一大批大中型煤化工裝置上廣泛采用。其優(yōu)點是技術成熟、經驗豐富、溶劑來源廣、價格 較低、生產穩(wěn)妥可靠，缺點是溶液吸收能力受堿液濃度限制，不隨氣相中二氧化碳分壓變化，再生能耗高，耗熱量達 1200kcal/m3(標 )CO2左右，改良 Benfeild 法推出用蒸汽噴射器或蒸汽壓縮機使溶液閃蒸的節(jié)能技術，單級噴射器可使熱耗減少約 25%，多級噴射器的熱耗可節(jié)省 4 — 13 35%，總之化學吸收法能耗比物理吸收法要高得多。運行實踐表明，該方法具有不需要蒸汽再生，能耗低，吸收能力大，凈化度高，溶劑無毒，對設備無腐蝕等優(yōu)點。 NHD 法是我國自行開發(fā)的一種物理吸收新技術。 脫碳工藝的選擇 目前國內外脫碳方法很多，大致可分三類：化學吸收法如熱鉀堿法；物理吸收法如低溫甲醇洗法、碳酸丙烯脂法、 Selexel、 NHD 法等；物理化學吸收法如活化甲基二乙醇胺法， MDEA 法等。一次變換使出氣CO≤ %，去除了以往流程的“冷熱病”，工藝簡化，能耗降低。 無論從實際操作數據還是從理論計算分析，本設計所選用的工藝條件都是合理的，低變選用耐硫催化劑也是可靠的。 以焦碳或煤為原料，傳統(tǒng)采用二次變換，兩次脫碳，“冷熱病”嚴重，設備較多，流程長。 幾種主要反應過程如下： 吸收反應： H2S + Na2CO3 NaXX+NaHCO3 氧化析硫再生反應 NaXX+NaHCO3+2NaVO3 S↓ +Na2V2O5+Na2CO3+H2O 同時 Na2V2O5+TQ（醌態(tài)栲膠） 2NaVO3+THQ(酚態(tài)栲膠 ) 再生反應 1/2O2+2THQ(酚態(tài)栲膠 ) 2TQ(醌態(tài)栲膠 )+H2O 4 — 10 b、溶液組成 總堿度 ~ Na2CO3 7~12g/l NaHCO3 36~38g/l 栲膠 ~ NaVO3 ~ pH 值 ~ 變換甲烷化 變換工藝選擇 （ 1）在合成氨生產中，由于制取氫氣在生產成本中占的較大的比重，因此要盡可能獲得更多的氫氣。目前 在我國的中型氮肥廠中，對半水煤氣及變換氣的脫硫方法大都采用濕法氧化再生脫硫，其中應用最為普遍的的 ADA 法和栲膠法。經沉降后的回水送往造氣循環(huán)水系統(tǒng)處理，以便再循環(huán)使用。 上吹制氣與下吹制氣所產生的半水煤氣經過氣柜，送至煤氣壓縮機。 增加蒸汽預熱器，進一步回收半水煤氣中的熱量，將煤氣發(fā)生爐所 需蒸汽加以預熱，提高制氣效率。德士古水煤漿加壓氣化法、殼牌干粉煤加壓氣化法、魯奇法技術先進且能耗低的煤氣化方法，但需使用氧氣，為制取氧氣必須設立空分裝置，致使投資大量費用增加。 （ 11）生產裝置控制全部集中在中央控制室由 DCS 自動優(yōu)化調節(jié)，以最少的原材料、動力投入，獲得最大產出。副產固體硫磺外售。 3 — 1 3 產品方案及生產規(guī)模 產品方案及生產規(guī)模 （ 1）合成氨： 600 噸 /日（中間產品），公稱能力 18 萬噸 /年 （ 2）尿素： 1052 噸 /日，公稱能力 30 萬噸 /年 年操作日 年操作 天數： 320 天 生產規(guī)模確定的原則和理由 18 萬噸 /年合成氨， 30 萬噸 /年尿素裝置是我國根據國內外技術情況以及多年實踐經驗，確定的以煤為原料的中型化肥裝置經濟規(guī)模，其各項技術指標和能耗指標都處于以煤為原料的中型化肥廠的先進行列，各種設備基本上已單系列化，規(guī)格化。不論是出廠價、市場批發(fā)價還是零售價，不少地區(qū)都創(chuàng)了近幾年來的新高。而 1999 年兩地區(qū)共進口尿素 170萬 噸 ，僅占當年世界貿易量的 16%。 1974 年，由于第一次石油危機，使得原材料價格大幅度上揚，尿素價格上升至 300 多美元 /噸 。近幾年國際液氨貿易很活躍，貿易量為 1300~1400 萬噸 /年。 （ 2）煤炭 我國煤炭資源十分豐富，也是世界第一大 產煤國，從煤炭品種看，無煙煤占%，煙煤占 %，褐煤占 %。 國內以天然氣為原料的尿素生產廠，長期以來一直就因原料不足或者是原料價格太高在而開工不足，造成尿素成本上升。 國內尿素尚有缺口，再加上由于經濟原因，有部分尿素停產改造，當前尿素供求有 200~300 萬噸的缺口需要進口。近年我國尿素產量增長狀況見表 213。 政府的宏觀調控和政策導向 政府政策導向對于化肥工業(yè)發(fā)展和農業(yè)用肥，將發(fā)揮關鍵性的作用。氮肥進口將受到適當的控制。即前期增長較快，后期增長趨緩?？偟男枨筅厔菔?，今后幾年化肥需求量將穩(wěn)步增加。 “十五”及到 2021 年，我國農業(yè)增加值增長預計仍將保持在 3%—4%之間的水平。 20 世紀 90 年代初，東歐、西歐和前蘇聯(lián)的消費量下降， 1987~1999 年間，全世界尿素的表觀消費量仍增加 48%。 各項經濟指標的計算結果表明本項目財務效益是可行的 。 從項目的論證開始，縣 里 即對項目的水、電等 1 — 7 條件作了大量的配套研究，并在制度建設方面作了大量安排。 ● XX 集團具有全新的現代企業(yè)制度，人心向背，企業(yè)具有較強的凝聚力、向心力，管理手段創(chuàng)新與國際接軌，具有較好的內部 ―造血 ‖功能。 項目建設的 有 利 條件 ● 符合黨的十六大提出的毫不動搖地鞏固和發(fā)展公有制經濟，發(fā)展壯大國有經濟，深化國有資產管理體制改革的方針政策。 近年來，我國農業(yè)形勢發(fā)生了許多變化，對化肥工業(yè)的發(fā)展也帶來了很大的影響。因此，化肥供應仍將基本立足國內生 產。因此，不論市場如何波動，我國化肥的消耗量是逐年上升的。 農業(yè)是國民經濟的基礎。在人口眾多，人均占有耕地很少的我國，發(fā)展農業(yè)，解決 12 億人口的吃飯問題，一直是黨和國 家各級領導優(yōu)先考慮的問題。經過多年的探索和國內外專家的支持和論證， XX 集團通過集成世界先進的煤炭氣化、發(fā)電、制油技術，已經制定在 山西發(fā)展多產品聯(lián)合生產系銅的初步規(guī)劃。在儲量、煤種、煤質等方面具有很大的優(yōu)勢。因此，以煤炭為主的能源結構，面臨著人類環(huán)境保護要求的嚴重挑戰(zhàn)。 2021 年上半年，我國能源生產和消費結構中煤炭的比例分別為 76%和 68%。所屬子公司XX 公司是我國第一個在境內外同時成功上市的煤炭企業(yè)。 （ 3）原料的選定，緊緊圍繞著我國的基本能源結構和構成，其可靠性和經濟性是本項目實施最重要的基礎。 （ 5）在技術先進可靠的基礎上，充分利用國內多年來的在化肥領域節(jié)能技改的成功經驗，盡可能采用能國產化的技術和裝備。 XX 有限公司于 2021 年元月注冊成立，注冊資金 6 億元人民幣 ，是由 XX 集團控股，按照現代企業(yè)制度設立，具有獨立法人地位的公司。 我國石油和天然氣資源有限，而煤炭資源豐富的國家，以煤炭做為化學工業(yè)可靠的基本原料來源勢在必行。煤炭不僅是重要的工業(yè)燃料還是重要的化工原料，并有“化工之母”之美稱。其次是煤種齊全煤質好。 本工程充分利用當地廉價的煤炭建設大化肥裝置，具有投資少、成本較低、經濟效益高的顯著特點，必將成為 XX 集團又一個經濟增長點，同時極大地拉動 XX地區(qū)的經濟發(fā)展，增加就業(yè)，為當地的經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定做出貢獻。江澤民總書記在黨的十五大報告中指出：“要堅持把農業(yè)放在經濟工作的首位，要多渠道增加投入，大力推廣科教興農，發(fā)展高產、優(yōu)質、高效農業(yè)。業(yè)內專家預測，全球化肥市場依然呈供貨偏緊跡象，價格將攀升上揚。此外，在醫(yī)藥、炸藥、制革、浮選劑、顏料和油品脫蠟等方面尿素也有廣泛的用途。國內氮肥和磷肥的市場占有率穩(wěn)步增長，國產氮肥已占氮肥消費量的 90%，國產磷肥已占 75%。解決化肥供應問題的 根本出路在于國內生產。 ● 具有豐富的區(qū)域優(yōu)勢與資源優(yōu)勢。 XX 集團有充足的經濟實力和較強的技術開發(fā)能力，在國內煤化工生產領域處于領先地位。 與工藝裝置相配套的公用工程設施。但 80 年代末到90 年代初，中東戰(zhàn)爭和前蘇聯(lián)及東歐的經濟蕭條等政治和經濟情況嚴重地影響了世界尿素市場的供求關系。潛在的尿素消費增長地區(qū)為亞洲社會主義國家、西南亞以及大部分發(fā)展中國家和地區(qū)。再加上人民生活改善的需要，今后十年每年至少應增加糧食產量 500 萬噸以上。氮肥需求增長趨緩，氮肥中，高濃度需求增加較快，低濃度、小氮肥趨減。由于收入這一因素的影響，也將促使農民對化肥投入進入平穩(wěn)增長的時期。技術進步將對我國化肥工業(yè)和農業(yè)產生重大影響。 國內化肥需求 根據農業(yè)部的分析，初步預測到 2021 年，我國農業(yè)對化肥的需求總量年均增長大約在 2%～ 3%之間。生活水平提高和社會發(fā)展需要增產糧食，而增施化肥是增產糧食的途徑之一。但隨著市場秩序的逐步完善，其價格波動也逐漸平緩，同任何一種商品一樣，供求關系和生產成本仍是其價格漲跌的關鍵因素。 影響尿素市場價格的因素 原料煤價格 我國原先已由為原料的化肥廠已經或正在改造成為煤頭的工藝路線，以塊煤和焦炭的價格多在 600~700 元 /噸，而粉煤的價格一般在 200 元 /噸左右，原料煤的價格直接影響合成氨成本，從而影響尿素的價格。但受產地和開采量的限制，生產技術落后和煤炭運輸距離相對較遠的化肥生產企業(yè)，生產成本較高，不具備市場競爭力。 1974~1994 年美國海灣 FOB 價格為 30~140 美元 /噸， 1995 年上半年達到有史以來的最高點 260 美元 /噸，正常價格在 100~150 美元 /噸。 隨著經濟的恢復， 1993 年年底尿素價格又開始直線回升，消費量開始增加， 1996 年尿素的平均離岸價達 184 美元 /噸 ，刺激了尿素生產能力的大幅度增加， 1992~1999 年世界尿素的生產能力增加了37%。據世界有關機構采用多種模型綜合預測，在沒有突發(fā)事件影響全球尿素供求時，預計國際尿素價格將在 160~220 美元 /噸 之間。另外還有很多因素，如氣候條件變化、種植結構的調整、退耕還林還草、種糧面積的減少及尿素市場無序激烈競爭等。目前國際上大型以煤為原料的氨廠一般是以粉煤為原料，但是我國中小型化肥廠一般是以塊煤為原料。 （ 6）合成氣的最終 精制 采用 甲烷化 工藝 。由氨合成制得的液氨送往氨庫和尿素裝置。 富氧連續(xù)氣化法生產 能力強，碳轉化率、氣化率、蒸汽分解率均明顯高于間歇氣化法。 采用微機控制，優(yōu)化操作條件。夾套鍋爐和熱管蒸汽發(fā)生器所產生的 (表壓 )低壓蒸汽與外管網補充來的低壓蒸汽一道，送到煤氣發(fā)生爐制氣用。 主要設備的確定 煤氣發(fā)生爐 選用內徑 φ 3300 常壓固定層造氣爐。 幾種常用脫硫方法比較表 表 441 脫硫方法 名 稱 所用化學品 氣體凈化度mg/m3(標 ) 硫磺回收率 % 蒸汽消耗 kg/kgS 電耗 kW/kgS 操作情況 乙醇胺法（ MEA） 乙醇胺 5 7080 231 在高 CO2 濃度下脫H2S 腐蝕加重 4 — 9 脫硫方法 名 稱 所用化學品 氣體凈化度mg/m3(標 ) 硫磺回收率 % 蒸汽消耗 kg/kgS 電耗 kW/kgS 操作情況 常壓加壓ADA 法 ADA、 Na2CONa2VO3 等 540 9293 對無機硫吸收易堵 氨水催化法 NH4OH 對苯二酚 100 小合成氨廠使用，凈 化度差