【正文】 肥品種，碳銨價格受尿素價格影響比較大，由于受出口拉動、成本支撐、停產(chǎn)廠家增多等多種因素影響，近期尿素市場有所回暖，出廠價基本上都回到了 1500 元以上，與前期最低價格相比，大多數(shù)市場上漲了 50 元，高的超過了 80 元。 綜上所述，如今在眾多利好因素作用下，碳銨市場出現(xiàn)較大力度的反彈。 90 年代初我國的甲醇年生產(chǎn)能力尚不足 1000kt，到 1999 年已發(fā)展到 3000kt，產(chǎn)量 1241kt，表觀消費量 2614kt。但日趨激烈的世界甲醇市場競爭，也使我國生產(chǎn)企業(yè)面臨的形勢越來越嚴峻。近年來我國甲醇市場消費增長迅速， 1990 年消費約 680kt， 1999 年增長到 ～ 2614kt 萬噸，年均增長率達 14%。目前在建、擬建甲醇項 目有 34 個，到 2020 年總產(chǎn)能將達到 2600 萬噸～ 3060 萬噸 /年。 在我國，甲醇主要用來生產(chǎn)甲醛，近年來，隨著我國基本建設的不斷加強，甲醛消費量增長迅速， 19901999 年間我國甲醛產(chǎn)量年均遞增19%，帶動了甲醇消費量的迅速增加。 2020 年，我國甲醛產(chǎn)量消費甲醇～ 左右。到 1999年裝置的生產(chǎn)能力已接近 400kt/a，1999 年我國生產(chǎn) MTBE 消費甲醇約 80 kt/a。在今后幾年我國 MTBE 的需求量將有較大幅度的增長，目前生產(chǎn) MTBE 將需甲醇～ 620 kt/a。 1998 年羰基合成法醋酸消費甲醇 100kt/a。 甲胺是甲醇消費的一個重要部分， 2020 年我國甲胺的能力總計超過 kt/a，產(chǎn)量 280 kt/a 左右，當年消費甲醇約 385kt/a。甲胺生產(chǎn)需要甲醇量將達到～ 450 kt/a 左右。作為重要的有機原料，衍生物生產(chǎn)仍將占最大的市場份額。 21 近年我國甲醇消費結構及變化情況 （ %） 年份 項目 1990 1998 2020 2020 化工應用 59 65 63 51 燃 料 7 8 9 13 醫(yī) 藥 7 9 7 8 農(nóng) 藥 9 7 8 9 溶 劑 9 5 7 8 其 他 9 6 6 11 產(chǎn)品價格分析 碳酸氫銨產(chǎn)品價格分析 碳酸氫銨是個地產(chǎn)地銷產(chǎn)品，地域差別比較大，各地的碳酸氫銨出廠報價差別比較大，由于近期煤炭價格不斷上漲、生產(chǎn)成本上升、尿素價格上漲，農(nóng)民對低價格、低濃度的碳酸氫銨產(chǎn)品較為青睞等因素的存在，對碳酸氫銨價格有一定的拉升作用。每年處于用肥季節(jié)的時候，山東、河南、山西等地市場需求量較大，價格往往隨之上揚。 甲醇價格分析 2020 年 8 月，國內(nèi)甲醇市場漲跌互現(xiàn)，沿海港口高位盤整，內(nèi)地部分小幅下滑。 華東市場保持強勢，價格穩(wěn)中有漲，主流報價在 2180～ 2230 元（噸價，下同）。 華南市場走勢上揚。 華中市場 ， 因 當?shù)丶状佳b置開工不足，現(xiàn) 貨供應量不大 ，甲醇 價格出現(xiàn)上漲， 出廠價格在 2100～ 2150 元 華北地區(qū)甲醇裝置 開工負荷較低，加上周邊行情上揚拉動，交易氣氛相對活躍，廠家提高報價，主流出廠價在 2140～ 2200 元。 西南市場價格 繼續(xù) 上漲。 山西省作為全國甲醇燃料和甲醇汽車的示范應用基地，是國內(nèi)最早試用甲醇燃料的大省 ，推廣甲醇燃料汽車已有 20 多年。據(jù)了解，從 2020 年起，山西省甲醇燃料已進入產(chǎn)業(yè)化推進階段，該省 2020 年累計銷售甲醇汽油 70 萬噸，消耗甲醇 18 萬噸，預計到 2020年，可消耗甲醇 350～ 400 萬噸。 由上可知，長子的資源優(yōu)勢和丹峰化工的管理優(yōu)勢相結 合，將使該項目產(chǎn)品具有較好的經(jīng)濟效益和市場競爭力。最終裝置生產(chǎn)規(guī)模達到總氨 10 萬 噸 /年 。℃ ） ℃ ≤ 5 高錳酸鉀試驗 min ≥ 50 30 20 6 水溶性試驗 澄清 － 7 水分含量 % － 8 酸（以 HCOOH 計） % ≤ 9 堿（以 NH3 計） % ≤ 10 羰基化合物（以 HCOH 計）含量 % ≤ 11 蒸發(fā)殘渣含量 % ≤ 工業(yè)硫磺：副產(chǎn)品 符合國標 GB244992 。 項目 指 標 優(yōu)等品 一等品 合格品 硫（ S） ≥ 水分（ H2O） ≤ 灰分 ≤ 酸度（以 H2SO4計） ≤ 有機物 ≤ 砷（ AS） ≤ 鐵（ FE） ≤ 篩余物： 孔徑 150μm ≤ 孔徑 75μm ≤ 無 無 無 政 策符合情況 本項目是采用新型節(jié)能技術的合成氨生產(chǎn)項目，工程實施后，既可以向市場提供大量緊缺的 碳氨 ，又可以充分挖掘其它工序的潛力 ， 節(jié)約大量的能源，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。 因此，本項目產(chǎn)品方案符合國家產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、技術政策、產(chǎn)品結構和清潔生產(chǎn)的要求。 長子縣丹峰化工有限公司以煤為原料的合成氨生產(chǎn)裝置的工藝技術應以國產(chǎn)化為基準，充分利用原有的生產(chǎn)裝置、技術資源，采用當今先進成熟的生產(chǎn)技術，盡量做到少投入、多產(chǎn)出、見效快的優(yōu)點。 合成氨的技術進步主要表現(xiàn)在裝置大型化和節(jié)能降耗方面，以及降低單位產(chǎn)品的建設投資和生產(chǎn)費用。 國內(nèi)合成氨工藝技術概況 目前國內(nèi) 引進裝置 以煤為原料制取合成氨原料氣的工藝主要有魯奇爐、德士古爐、謝爾爐，凈化工藝主 要采用耐硫變換、低溫甲醇洗脫硫脫碳、液氮洗精制 工藝，低壓氨合成， 壓縮采用蒸汽透平式離心壓縮機。但該類裝置普遍存在投資大、 還貸周期長等弊端，同 時由于需要大型空分裝置這類能耗大戶同時運行，因此整體能耗并不低?，F(xiàn)在國內(nèi)中小氮肥 制氣工藝還是以常壓固定床間歇制氣工藝為主，該類裝置投資少、操作簡單、整體能耗不大； 特別是在山西省這種富產(chǎn)優(yōu)質無煙煤的省份， 資源價格相對低廉， 采 用 常壓固定床間歇制氣 、吹風氣回收、壓縮、 變換 、 變脫 、 MDEA 法脫碳、 精脫硫、聯(lián)醇、甲烷化、 氨合成的工藝流程， 從投資、經(jīng)濟運行、 操作簡單 可靠 、安全環(huán)保等角度考慮，對于中小氮肥來說 以上流程 仍然 具 有其優(yōu)越性。前三種單爐生產(chǎn)能力大，但投資較大，工藝相對復雜 ，適應大型裝置。該工藝連續(xù)制氣，采用自動加煤技術。 對于長子縣丹峰化工有限公司合成氨項目的原料氣氣化技術，充分考慮到利用原有的生產(chǎn)裝置、技術資源、投資及建設周期，使企業(yè)盡快 獲得效益，我們選用常壓富氧連續(xù)化制氣工 藝。 常壓富氧煤氣氣化反應的原理是：將富氧空氣通入煤氣發(fā)生爐與爐內(nèi)的原料煤（塊煤或型煤）燃燒，產(chǎn)生大量的熱量，將煤氣發(fā)生爐內(nèi)的煤的溫度提高到 600～ 900℃ 左右，通入蒸汽與熾熱的碳進行反應生成H CO 及少量的 CO2，同時空氣中的 N2 進入產(chǎn)生的半水煤氣之中，從而制得合成氨所需的 H N2 氣。因此必須脫除。該工藝大致分為物理吸收法、化學吸收法和液相氧化法三類，其中最為常用是液相氧化法。上述幾種方法一般都可將水煤氣中 H2S 脫至幾十個 PPm，效果比較理想，這幾種常用方法特點和比較見表 41。該法存在的主要問題是在吸收過程 中，容易折出硫磺而造成堵塞脫硫塔填料，尚未能得到徹底解決。栲膠法具有改良 ADA 法的幾乎所有優(yōu)點，而且不易硫堵。比較 PDS 或 888 法優(yōu)點較多，而且其脫除有機硫的能力強，效果比較好，但脫硫液再生時要消耗蒸汽增加了運行成本。 結論 :根據(jù)以上的分析和比較，栲膠法、改良 ADA 法、堿液 TSC 法及 PDS 等幾種方法都可將水煤氣中 H2S 脫至幾十個 PPm，效果比較理想。 濕法堿液脫硫的主要原理是：利用脫硫液 Na2CO3 與半水煤氣中 H2S反應生成硫和鈉的化合物隨脫硫液帶出。氣吸收和再生的反應方程式如下： 硫化氫的吸收： Na2CO3 + H2S ＝ NaHCO3 + NaHS NaHS + Na2CO3 +（ x1） S ＝ Na2Sx + NaHCO3 RSH + Na2CO3 ＝ RSNa + NaHCO3 COS + 2NaOH ＝ Na2CO2S + H2O CS2 + 2NaOH ＝ Na2COS2 + H2O 脫硫液的再生 ： 2NaHS + O2 ＝ 2S + 2NaOH H2O + Na2Sx +1/2O2 ＝ Sx +2NaOH 2RSNa +1/2O2 +H2O ＝ RSSR + NaOH Na2CO2S + 1/2O2 ＝ Na2CO3 + S Na2COS2 + O2 ＝ Na2CO3 + 2S 一氧化碳變換的工藝選定 以煤為原料制得的半水煤氣 ， 其中的 CO 含量較高。其反應原理是： CO 與 H2O（ g）在借助催化劑的作用下生成 CO2 和 H2。 四種變換工藝的特點和比較表 表 42 序號 變換方法 蒸汽消耗 t/tNH3 出口 CO 含量 操作情況 1 中溫變換 ～ ～ % 受蒸汽影響較大，抗氧性能較好，有機硫轉化為無機硫的轉化率較高 2 中串低變換 ～ ～ % 蒸汽消耗偏大，抗氧性能較好，有機硫轉化為無機硫的轉化率較高 3 全低溫變換 ～ ～ % 抗氧性能較差，蒸汽消耗較低，有機硫轉化為無機 硫的轉化率低 4 中低低變換 ～ ～ % 抗氧性能較好，蒸汽消耗較低，有機硫轉化為無機硫的轉化率較高 由于長子縣丹峰化工有限公司的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)配有聯(lián)醇生產(chǎn)系統(tǒng)，對原料氣中的 CO 含量要求較為寬松（變換出口氣中的 CO：～ %），而對原料氣的硫含量要求比較嚴格（進中壓聯(lián)醇的原料氣中的 S：≤）。因而本設計的變換工序選為中串低變換工藝，在原有全低變工藝中的低 變爐前加一個中變爐，形成完整的中低低變換工藝，系統(tǒng)操作壓力為 。 由于半水煤氣脫硫采用濕法脫硫 —堿液 TSC 法脫硫，為便于生產(chǎn)管理，變換氣脫硫同樣采用濕法脫硫 —堿液 TSC 法脫硫，其脫硫的反應原理同半水煤氣脫硫，系統(tǒng)操作壓力為 。 化學吸收法主要適用于氣體中 CO2 分壓較低，且凈化度要求較高的情況，應用較多的有改良熱鉀堿法、改良 MDEA 法、氨水法、空間位阻胺法等。而物理吸收法適用于 CO2 分壓較高的情況，如水洗法、碳酸丙烯酯法、 NHD 法、變壓吸附（ PSA）法等。本項目設計的脫碳工藝本著盡量利用原有的生產(chǎn)裝置，減少投資，縮短投資回收期的原則，仍采用 MDEA 脫碳工藝，生產(chǎn)規(guī)模不變，系統(tǒng)操作壓力為 。 碳化工序工藝的選擇 變換氣脫碳的另一種工藝是用氨水吸收變換氣中 CO2。這是 1966 年我國自主研發(fā) 的合成氨聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨工藝。其反應為： CO2 + NH3 + H2O = NH4HCO3 + Q 長子縣丹峰化工有限公司現(xiàn)有一套年產(chǎn) 萬噸合成氨能力的碳化裝置。主碳化塔增加一臺即可滿足年產(chǎn) 10 噸合成氨生產(chǎn)需求。這個脫硫過程也稱精脫硫。干法脫硫主要范圍分為三種類型：加氫轉化催化型、吸收型或轉化吸收型、吸附型，其中能做到精細脫硫的有：加氫轉化催化劑、氧化鋅吸收劑、活性炭吸附劑等。 活性炭吸收劑對硫化氫的脫除效果很好，同時也能脫除除噻吩外的有機硫，具有凈化度高，空速大，工作硫容高，操作簡單等特點。本項目設計的精脫硫系統(tǒng)的系統(tǒng)操作壓力為 。其反應方程式為： SOC + H2O ＝ CO2 + H2S H2S + 1/2O2 ＝ H2O + S 中壓醇化的工藝選定 經(jīng)過合成氨原料氣的粗凈化工序（半水煤氣脫硫、一氧化碳變換、變換氣脫硫、脫碳與碳化、精脫硫）來的凈化氣中除氫氣、氮氣以及惰性氣體外，還有部分 CO 和 CO2。 1966 年我國成功研發(fā)出合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇工藝，該工藝不但脫除了原料氣中的 CO 和 CO2，還副產(chǎn)了甲醇產(chǎn)品，且無污染、能耗低、有效氣體利用率高。因此，本項目 CO 和 CO2 的凈化工藝選用聯(lián)醇生產(chǎn)工藝，系統(tǒng)操作壓力為 。本項目設計的聯(lián)醇裝置全部利用長子縣丹峰化工有限公司原有的聯(lián)醇裝置的設備，將原兩套聯(lián)醇裝置的工藝位置做一調(diào)整：將原 φ1200聯(lián)醇系統(tǒng)做一級醇化，設計產(chǎn)醇能力為 萬噸 /年；原將原 φ1000聯(lián)醇系統(tǒng)做二級醇化，設計產(chǎn)醇能力為 /年。 甲烷化的工藝選定 經(jīng)過中壓聯(lián)醇凈化工序后合成氨原料氣中仍含有微量的 CO 和 CO2（ 600～ 800ppmm），而氨的合成工序要求進口原料氣中要求 CO+CO2是極其微量的（ CO+CO2≤25ppm）。 本設計的氨合成原料氣精制工藝選用南京國昌公司研發(fā)的非等壓醇烷化精制合成氨原料氣工藝的高壓烷化精制工藝，系統(tǒng)操作壓力為。該工藝的工作原理是：原料氣中的 CO和 CO2 在 催化劑的作用下與原料氣中的 H2 反應生成對氨合成無害的惰性氣體