【正文】 、碳酸丙烯酯法、 NHD法等。 現(xiàn)將國內(nèi)有代表性的幾種脫碳工藝技術指標進行比較如下 : 25 選擇脫碳方法時，首先必須考慮與合成氨凈化流程相適應，保證達到合成氨用氣的要求，同時又要選擇技術先進、成熟可靠、生產(chǎn)穩(wěn)定、消耗低、成本低、投資省、無毒無腐蝕的工 藝路線。此外，不同種類的吸附劑對同一氣體組分的吸附力和吸附容量也有很大的差異；對于一定的氣體組分來說，當壓力升高時，吸附劑對其吸附容量增加，當壓力降低時，吸附劑對其吸附容量減少。 脫碳系統(tǒng)凈化度要求高 (脫碳出口 CO2 含量 在 %左右 )；合成新鮮氣中的 CH4含量高 ,合成氨工段放空氣量大 ,新鮮氣消耗增加。該工藝 具有以下優(yōu)點： （ 1）凈化系統(tǒng)運行電耗為零：該工藝高壓醇化塔、高壓烷化塔可以 28 實現(xiàn)自熱平衡，無需帶電爐操作；氣體一次性通過裝置，依靠內(nèi)件設計的合理性來保證對 CO、 CO2 的深度凈化，不需要氣體循環(huán)，正常生產(chǎn)時不開循環(huán)機。兩項合計節(jié)省 750 萬元左右。 氨合成塔是氨合成系統(tǒng)的關鍵設備，直接影響著氨合成系統(tǒng)的循環(huán)機功耗、冷量消耗、冷卻水消耗及新鮮氣的消耗。因此，其阻力只有軸向塔的 20～ 65%，一般在 ～ ，這樣有效地降低了循環(huán)機功耗，保證循環(huán)機 長周期、高效運行； （ 2）氨凈值高：由于徑向?qū)友b填高活性小粒度（ ～ ）催化劑，合成率比一般裝填大顆粒催化劑的合成塔要高約 15%，氨凈值高 1～ 2%。 (8) 內(nèi)件結構簡潔，裝卸方便：內(nèi)件采用多層組合結構，氣體分布器可自由方便的裝入和吊出，因而無論是裝卸催化劑，還是維修檢查內(nèi)件均極為方便。 甲醇精餾 甲醇精餾工藝主要有雙塔流程和三塔流程兩種，其主要區(qū)別在于三塔流程采用兩個主精餾塔，一個在 ~ 壓力下加 壓操作，另一個在常壓下操作。氫回收的方法目前常用的有變壓吸附法、膜分離法和深冷分離法。 油回收 壓縮機、合成油分等排出的廢油進行回收利用，即節(jié)約能源，又減少環(huán)境污染，因此本方案設置油回收系統(tǒng)。 本可研擬采用固 定層煤氣發(fā)生爐間歇制取半水煤氣； ADA 脫硫劑脫除半水煤氣中 H2S，六級六列式對稱平衡氮、氫氣壓縮機， 壓力下全低溫變換，串變換氣脫硫， 壓力下變壓吸附脫除變換氣中的 CO2, 壓力高壓醇烷化串氨合成工藝路線。 氨氣提法：此法在我國未實現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)現(xiàn)有裝置均為從國外進口的大中型裝置，其特點是由于氨的自氣提作用，使甲銨分解率增高，從而減少了中、低壓分解回收的負荷，動力消耗隨之減少，高溫高壓下分離的甲銨，其冷凝時的熱量得到有效的利用，總能耗降低，另外操作彈性大，運轉(zhuǎn)率高，爆炸危險性小，安裝檢修方便，工藝冷凝液可二次利用，無 污染。 （ 5） 空氣吹凈階段：其操作程序同上吹制氣階段，但不用蒸汽而改用空氣，以回收系統(tǒng)中的煤氣至氣柜。 變換 從壓縮工段來的半水煤氣經(jīng)半水煤氣冷卻器冷卻后，再經(jīng)過絲網(wǎng)除油過濾器、除油劑爐兩級除油去除夾帶的油份后先進入預熱交換器，出預熱交后的半水煤氣內(nèi)補加蒸汽，然后進入熱交換器提溫到200℃左右，進入預變換爐，經(jīng)預變換反應后，將氣體中的雜質(zhì)進一步過濾，并且將氣體中的氧氣全部反應，后進入低變爐一段催化劑床層進行變換反應，出一段的變換氣溫度約在 370℃，進入噴水增濕罐一段。 脫碳 （ 1）提純系統(tǒng) 壓力為 ，溫度小于 40℃的變換氣由界外送入提純系統(tǒng)經(jīng)氣水分離器除去游離水后進入吸附塔組中處于吸附步驟的三個塔，由下而上通過床層，出塔中間氣送入凈化系統(tǒng)。吹掃結 束后，利用凈化系統(tǒng)均壓氣和產(chǎn)品氣對床層逆向升壓至接近吸附壓力，吸附床便開始進入下一個吸附循環(huán)過程。 一條冷激氣來自于合成塔 一出氣體（～ 90℃） 塔前、塔后、補充氣以及循環(huán)機各設有放空。具體流程如下： 粗甲醇經(jīng)粗甲醇預熱器與預塔底加熱蒸汽冷凝水換熱，使粗甲醇溫度提高到 70℃左右，約在高度為三分之二的位置進入預塔。到達塔頂時出氣溫度基本上接近純甲醇的沸點 ～ 65℃。 該流程具有以下特點： (1) 吹風氣經(jīng)旋風除塵后入燃燒爐內(nèi)燃燒，降低了粉塵含量，避免了高溫下粉塵在爐內(nèi)磚層熔融粘結及高溫煙氣對換熱設備的沖 刷磨損，可延長裝置的運行周期。 注（ 1） MPa(絕 )— 表示絕壓， MPa— 表示表壓。 二氧化碳壓縮機是四。經(jīng)高壓氨加熱器用蒸汽冷凝液把液氨加熱到約 70℃，將液氨送入高壓噴射器，流量可以從高壓液氨泵入口的流量記錄儀上讀得。煙氣進入余熱鍋爐的省煤器和第一空氣預熱器回收熱量后溫度降至約150 ℃ ，經(jīng)引風機送煙囪放空。預后甲醇進入主塔的高度可根據(jù)主塔入料溫度組分的沸點，主塔采出精甲醇的質(zhì)量和塔底殘液中含醇量進行調(diào)節(jié)、選擇，通常主塔入料位置在從塔底向上的第 9至 17 層塔板之間。 甲醇精餾工段 聯(lián)醇工段合成的粗甲醇 ()由粗甲醇罐區(qū)來送至粗甲醇預熱器 ,在其輸送管線上，經(jīng)計量注入濃度為 2%的氫氧化鈉溶液，以中和合成反應中生成的以甲酸為主的有機酸，控制加堿后的粗甲醇PH 值在 8 左右。然后進入塔前換熱器加熱二進氣體，出塔前換熱器的熱氣體（～ 85℃）進入水冷器，溫度降到～ 35℃進氨分離器進行一級分氨，～ 38%的產(chǎn)品氨被分離下來，一級分氨后的氣體進冷交換器的管外換熱，換熱后進一級氨冷器，溫度降到～ 0℃，再進二級氨冷器，溫度降到～ 7℃進冷交換器的下部進行二級分氨，～ 62%的產(chǎn)品氨被分離下來，然后進冷交換 42 器管內(nèi)換熱，回收冷量 ,氣體溫度升到～ 23℃進循環(huán)機加壓，經(jīng)循環(huán)機油水分離器分離油后入塔反應。然后通過順放從吸附塔上端將氣體排入處于吹掃狀態(tài)的吸附塔，吹掃氣進入緩沖罐，作為提純段二段加以回收。 脫硫塔底部出來的富液經(jīng)再生泵送到噴射再生槽再生，再生后的貧液回到循環(huán)槽，由脫硫泵加壓送至脫硫槽循環(huán)使用。 壓縮 除塵、油及冷卻后的半水煤氣經(jīng)氣水分離器后，經(jīng)過一、二、三段壓縮后到 后，經(jīng)冷卻分離油水后進入變換工段、變換氣脫硫工段及脫碳、精脫硫工段。 反應方程式： C+H2O=CO+H2 （ 3）下吹制氣階段： 在上吹制氣進行一段時間后，氣化層上移爐內(nèi)下部溫度降低，操作條件惡化，為維持正常操作，需將蒸汽、空氣由上向下吹進行制氣，煤氣由爐底引出，經(jīng)下行煤氣除塵器除塵，廢熱鍋爐回收顯熱后再經(jīng)洗滌塔除塵，冷卻后送入氣柜。 中壓聯(lián)尿法：此法適用于以天然氣為原料的合成氨廠，其特點是熱利用好，分解率高，取消了低壓分解，簡化了流程，由于甲銨溫度較高， HO2/CO2 較低。 三廢回收 造氣工段在吹風操作過程中，放出大量的溫度～ 300℃左右的吹風氣，該氣中有效成份低，不能作為半水煤氣進入氣柜，放空又造成環(huán)境污染及熱損失，作為兩煤變一煤，氨廠蒸汽自給的節(jié)能措施之一，將此氣與合成二氣引入吹風氣余熱鍋爐燃燒付產(chǎn)蒸汽供裝置使用。 氨回收 由于合成放空氣及氨貯槽馳放氣中均含有氨，不能外排， 提氫也需先經(jīng)洗氨后才能進入變壓吸附裝置，為了使膜分離系統(tǒng)的操作壓力有較寬的選擇余地，本項目將放空氣及貯槽馳放氣分別進行回收。 甲醇精餾裝置各塔頂所排出不凝氣送往吹風氣回收裝置作為燃燒燃料，既回收了熱 量又不會對大氣造成污染；常壓塔塔釜排出廢液送至合成氨造氣爐夾套副產(chǎn)蒸汽。 d、催化劑筐上部采用軸徑向混流結構，運用獨自開發(fā)的技術和經(jīng)驗設計好不開孔的長度l1 和 l2，以使催化劑下沉 l0 時，氣體既不會短路，又使上部催化劑有適量的氣體流過，以保證全部催化劑的充分利用。但總冷量并未增加。以上兩個設計手段確保此種結構的氨合成塔內(nèi)件具有較高的氨凈值。通常氨合成壓力選擇應根據(jù)能量的消耗，即氮氫氣的壓縮功耗、循環(huán)氣的壓縮功耗和冷凍系統(tǒng)的壓縮功耗。因此，噸氨新鮮氣體單耗基本不增加 。 該技術可放寬變換及脫碳系統(tǒng)的操作條件，使變換系統(tǒng)蒸汽耗量大大降低，脫碳系統(tǒng)的有效氣體損失減少。 27 . 8 原料氣精制工藝 合成氨新鮮氣中的微量 CO 及 CO2的凈化目前國內(nèi)大多數(shù)中小氮肥企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的“銅洗”凈化工藝 ,由于銅洗工藝存在著運行費用高 ,運行不穩(wěn)定 ,易造成環(huán)境污染等缺點 ,因此 ,新建合成氨系統(tǒng)已基本不采用。 合成氨變換氣中主要含有水（汽）、有機硫、無機硫、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮、氬及氫氣。吸附劑采用一次性裝填，使用壽命一般在 10年左右，且無需再生，不需要復雜的預處理系統(tǒng)，自動化程度高，操作方便，運行成本低，不腐蝕設備，對環(huán)境沒有污染。 熱法（化學法） :有代表性的是國內(nèi)中型廠采用的苯菲爾法，該 24 法的特點是凈化度高、 CO2 回收率高、且回收 CO2 純度高，但該法需加熱再生，熱耗較高。 變換氣硫含量達 250mg/Nm3，有機硫含量 ~10%，國內(nèi)外基本都是采用濕法脫硫工藝。使變換反應所需汽氣比明顯下降，節(jié)約大量的蒸汽消耗。鑒于造氣工段設計 方案選用常壓固定層煤氣發(fā)生爐間歇制取半水煤氣（φ 2800 煤氣發(fā)生爐） ，則由脫硫除塵后的半 22 水煤氣經(jīng)氮氫氣壓縮機加壓至 進入變換工段。本工段最大處理氣量 1161900Nm3/h,氣體硫含量1g/Nm3。 （ 4）采用熱管技術回收上、下行煤氣的熱量、熱回收充分，付產(chǎn)蒸汽量大。 合成氨氣化技術的選擇，主要依據(jù)于合成氨的生產(chǎn)規(guī)模及企業(yè)所能利用的制氣原料來決定。 19 另外內(nèi)外水要干燥到 12％以下，恩德爐工藝可適宜褐煤?？衫梅勖?，原料利用率高； 三廢量小，污染環(huán)境輕，廢渣可做水泥原料； 德士古氣化技術在我國使用最多，魯南化肥廠、上海焦化廠三聯(lián)供裝置、淮南 化肥廠、渭河化肥廠、南化、金陵化肥廠、浩良河、華魯恒升集團等均以水煤漿氣化技術進行改造或擴建。該技術壓力較低，建有生產(chǎn)燃料氣的裝置，目前沒有生產(chǎn)合成氣的裝置。無煙煤探明地質(zhì)儲量 億噸。國外主要以天然氣和原油作原料，其中天然氣占到 90%左右。 自 1998 年甲醇價格下滑以來，到 1999 年初甲醇價格下滑跌至1050 元 /噸左右，大大跌破許多企業(yè)的生產(chǎn)成本價，因此國內(nèi)一些中小甲醇廠被迫停產(chǎn)或減產(chǎn)。 1995 年上半年最高價達到4200 元 /噸，下半年甲醇市場價格又直線下降，年底跌到 2100 元 /噸左右。 本次可研尿素價格取 1600 元 /噸。 8 附：主要技術經(jīng)濟指標表 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備 注 一 生產(chǎn)規(guī)模 1 總氨 萬 t/a 20 2 甲醇 萬 t/a 3 尿素 萬 t/a 30 二 產(chǎn)品方案 1 尿素 萬 t/a 30 2 甲醇 萬 t/a 三 年操作日 天 300 四 主要原材料、燃料用量 1 原料煤 萬 t/a 30 五 公用工程消耗量 1 供水（新鮮水） (1) 最大用水量 M3/h 800 (2) 平均用水量 M3/h 760 2 供電 (1) 設備容量 KW 75262 (2) 用電負荷 KW 63451 (3) 年消耗量 108 3 供汽 (1) 最大用汽量 t/h (2) 平均用汽量 t/h 六 三廢排放 (一 ) 合成氨裝置 (1) 廢氣 Nm3/h 149760 (2) 廢水 M3/h 3430 處理后循環(huán)使用 （ 3） 廢渣 t/h (二 ) 尿素裝置 (1) 廢氣 Nm3/h (2) 廢水 M3/h 19 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備 注 七 運輸量 1 運入量 t/a 758030 2 運出量 t/a 1411010 八 新增定員 人 400 九 廠區(qū)占地面積 m2 600000 9 十 建筑物占地面積 m2 158160 十一 工程項目總投資 萬元 68790 1 固定資產(chǎn)投資 萬元 66857 (1) 建設投資 萬元 64411 (2) 固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅 萬元 0 (3) 建設期利息 萬元 2446 2 流動資金 萬元 6443 其中鋪底流動資金 萬元 1933 十二 報批項目總投資 萬元 68790 十三 年銷售收入 萬元 58606 十四 年均利潤總額 萬元 16949 十五 所得稅 萬元 5593 十六 稅后利潤 萬元 11356 十七 財務評價指標 1 投資利潤率 % 2 投資利稅率 % 3 資本金凈利潤率 % 4 全投資投資回收期 年 所得稅前 年 所得稅后 5 全投資內(nèi)部收益率 % 所得稅前 % 所得稅后 6 自有資金內(nèi)部收益率 % 7 盈虧平衡點 % 8 人民幣全部貸款償還期 年 （含建設期 年） 10 2 市場預測 該工程產(chǎn)品熔融尿素作為復合肥的原料。強有力的