合成氨工業(yè)現(xiàn)狀及節(jié)能技術(shù)(存儲(chǔ)版)
【正文】 (4)經(jīng)運(yùn)行的節(jié)能合成工藝:在采用低溫活性好、寬溫高強(qiáng)度氨合成催化劑與相匹配的高效節(jié)能合成塔基礎(chǔ)上,結(jié)合塔外提溫與二級(jí)余熱回收工藝,實(shí)行低空速、低阻力、低壓力的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,使操作壓力降至2224MPa(低時(shí)還可降2MPa左右),噸氨節(jié)電5060kW/h,并減少放空量,節(jié)約原料煤耗3040kg(折標(biāo)煤)。④1000m3(標(biāo)態(tài))CO+H2原料煤消耗達(dá)550590kg。下面就以無煙煤為原料生產(chǎn)合成氨的主要節(jié)能途徑作歸納簡(jiǎn)述。圖37精煉工段流程圖 壓縮工段壓縮工段的壓縮機(jī)為六段壓縮。圖35碳化工藝流程圖 甲醇合成工段聯(lián)醇是將經(jīng)變換、脫碳后的凈化氣中的CO：15%、CO2＜%（其含量可根據(jù)生產(chǎn)所要求的醇氨比調(diào)節(jié)）與氣體中的H2經(jīng)壓縮機(jī)加壓到15MP后，依次經(jīng)過洗氨塔、油分、預(yù)熱器、廢熱鍋爐進(jìn)入合成塔，在催化劑的作用下合成為甲醇，同時(shí)起到氣體凈化的作用。被吸附劑吸附的雜質(zhì)和少量氫氮?dú)庠跍p壓和抽真空的狀態(tài)下，將從吸附塔下端釋放出來，這部分氣體稱為解析氣，解析氣分兩步減壓脫附，其中壓力較高的部分在順放階段經(jīng)管道進(jìn)入氣柜回收，低于常壓的解吸氣經(jīng)阻火器排入大氣。脫硫液再生后循環(huán)使用。整個(gè)生產(chǎn)流程總共分為十個(gè)工段：1）造氣工段；2）脫硫工段；3）變換工段；4）變換氣脫硫與脫碳；5)碳化工段；6）甲醇合成工段；7）精煉工段；8)壓縮工段；9）氨合成工段；10）冷凍工段。（2）覬洛格法此法為—加壓熔浴氣化法。它是1948年德國(guó)海因里希柯柏斯和托切克博士提出的一種氣流床氣化粉煤的方法。（2）高溫溫克勒法將含水分8512%，經(jīng)給煤機(jī)加入氣化爐內(nèi)。（1）固定床常壓氣化此方法比較簡(jiǎn)單，但對(duì)煤的類型有一定要求，即要求用塊煤，低灰熔點(diǎn)的煤難以使用常壓方法用空氣或空氣水蒸汽作為氣化劑，制得低熱值煤氣。經(jīng)過節(jié)能改造后平均能耗已經(jīng)降至3517GJ/t左右。 國(guó)外傳統(tǒng)型蒸汽轉(zhuǎn)化制氨工藝階段從20世紀(jì)20年代世界第一套合成氨裝置投產(chǎn),到20世紀(jì)60年代中期,合成氨工業(yè)在歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)已發(fā)展到了相當(dāng)高的水平。它的發(fā)展速度、產(chǎn)品產(chǎn)量在一定程度上說明了一個(gè)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展水平。它既可以用來制造尿素、碳銨、硝銨等氨類肥料，也可以用來做制藥、高分子化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等工業(yè)中的氨基原料。之后英國(guó)ICI、德國(guó)Uhde、丹麥Topsoe、德國(guó)Braun公司等合成氨技術(shù)專利商也相繼開發(fā)出與Kellogg工藝水平相當(dāng)、各具特色的工藝技術(shù),其中Topsoe、ICI公司在以輕油為原料的制氨技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位。 第二章 幾種典型的合成氨工藝介紹 煤制氣合成氨工藝煤制氣合成氨工藝中，以煤為原料的固定層煤氣發(fā)生爐制得的半水煤氣，經(jīng)壓縮機(jī)三級(jí)壓縮后，被送去凈化工序進(jìn)行脫硫；然后經(jīng)變換爐將水蒸氣和一氧化碳進(jìn)行變換，變換氣經(jīng)過脫除二氧化碳后，重新回壓縮機(jī)四、五段提升壓力，然后經(jīng)過甲醇合成塔進(jìn)行合成甲醇的反應(yīng)，以便脫除部分一氧化碳和少量二氧化碳；出甲醇塔的氣體經(jīng)過冷卻分離甲醇后送入精煉工序，經(jīng)過水洗、銅氨液、氨水洗滌塔后得到滿足合成氨需要的氫氣和氨氣；氣體再次進(jìn)入壓縮機(jī)六段提升壓力，壓力達(dá)到2030MPa，送去氨合成塔，借助合成觸媒作用進(jìn)行氨氣的合成。所不同的是采用氧氣水蒸汽或空氣水蒸汽為氣化劑，℃的濕度條件下連續(xù)氣化方法。粗煤氣由氣化爐上方逸出進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器，在此分離出的較粗顆粒、灰粒循環(huán)返回氣化爐。 熔浴床氣化50年代熔浴床煤氣氣化方法開始得到開發(fā)。（3）ATGAS熔鐵床氣化法ATGAS法的實(shí)質(zhì)是把煤粉與石灰石、蒸汽氧（或空氣）一起吹到熔鐵內(nèi)，使煤的揮發(fā)份逸出，殘留的碳溶解在熔鐵中被氣化。具體分為吹風(fēng)、上吹、下吹、二次上吹和空氣吹凈五個(gè)階段。經(jīng)過兩段壓縮后的半水煤氣進(jìn)入飽和塔升溫增濕，并補(bǔ)充蒸汽后，經(jīng)水分離器、預(yù)腐蝕器、熱交換器升溫后進(jìn)入中變爐回收熱量并降溫后，進(jìn)入低變爐，反應(yīng)后的工藝氣體經(jīng)回收熱量和冷卻降溫后作為變換氣送往壓縮機(jī)三段入口。氣體從付塔頂出來，進(jìn)入尾氣洗滌塔下部回收段，氣體中的少量二氧化碳和微量的硫化氫被無硫氨水繼續(xù)吸收，再進(jìn)入上部清洗段。圖36粗醇生產(chǎn)工藝流程示意圖 精煉工段醇后工藝氣中還含有少量的CO和CO2。壓縮機(jī)六段來的壓力為27MPa的新鮮補(bǔ)充氣，與循環(huán)氣混合后進(jìn)入氨冷器、氨分離器、冷交換器，經(jīng)循環(huán)機(jī)升壓并經(jīng)過油分離器除油后進(jìn)入氨合成塔的內(nèi)件與外筒的環(huán)隙，冷卻塔壁，出來后經(jīng)預(yù)熱器升溫后進(jìn)入氨合成塔內(nèi)件，完成反應(yīng)后離開反應(yīng)器，分別進(jìn)入廢熱鍋爐、預(yù)熱器
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