【正文】 水分含量 % ≤ 鐵含量 % ≤ 堿度（以氨表示） % ≤ 水不溶物含量 % ≤ 粒度（φ 毫米） % ≥ 90 90 表 3— 2 甲醇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 指標(biāo)名稱(chēng) 指標(biāo) 比重 ≤ （ 20℃時(shí)） 蒸餾量 ≥ 80%（ w）（ 760mmHg64～ 65℃） 酸度 ≤ （以 NaOH 計(jì)） 酯值 ≤ 醛、酮值 ≤ %(w)（換算成丙酮） 溴值 ≤ 6～ 10mg/ml 鐵 ≤ %（ w） 硫 ≤ %（ w） 表 3— 3 硫磺質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB244992） 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 硫， % ≥ 酸度（以硫 酸計(jì)） % ≤ 水分， % ≤ 灰分， % ≤ 砷， % ≤ 粒度 片狀 片狀 片狀 表 3— 4 氬氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB/T106241995） 純度（ V/V%） 雜質(zhì)含量 氮?dú)? 氧氣 氫氣 總碳 水 ≥ ppm（ V/V） ≤ 5 2 1 2 4 年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合成氨 104 萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 17 4 建廠條件 地理位置 新巴爾虎左旗地處大興安嶺北麓，呼倫貝爾市西南端。 嵯北區(qū)位于額爾古納河?xùn)|南岸，行政區(qū)劃屬新巴爾虎左旗和陳巴爾虎左旗，東距呼倫貝爾市海拉爾區(qū) 200 公里，南距滿洲里市 63 公里。 年平均氣溫 為 ℃ ， 歷史極端最低出現(xiàn)在 2020 年，達(dá)到 ℃ ， 最熱月是 7月，歷史極端最高出在 1999 年，達(dá) ℃ 。年平均蒸發(fā)量為 ，相當(dāng)于降水量的 56 倍，特別干旱的年份達(dá) 11 倍，年平均蒸發(fā)量 。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，歷史上沒(méi)有發(fā)生過(guò)洪水淹沒(méi)的情況，可不考慮區(qū)域洪水的影響。建設(shè)中的兩伊鐵路北起伊敏車(chē)站，向南偏西跨輝河后，進(jìn)入新左旗路經(jīng)諾干諾爾，巴日?qǐng)D，罕達(dá)蓋進(jìn)入興安盟阿爾山市與伊爾施接軌，線路全長(zhǎng) 197km。 水源 目前在該地區(qū)開(kāi)發(fā)利用的水資源以地下水為主，豐富的地表水由于沒(méi)有興建水利設(shè)施年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合成氨 104 萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 18 尚未得到利用。 按照流域規(guī)劃，在海拉爾河、伊敏河和莫勒格爾河上興建水利設(shè)施后，在流域內(nèi)的水資源可供量，特別是地表水的可供量將有較大幅度的提高。 擬建地點(diǎn) 項(xiàng)目擬建地點(diǎn)為新巴爾虎左旗化工工業(yè)園內(nèi)。 3050年代，用于煤氣化的加壓固定床魯奇爐、溫克勒沸騰爐和常壓氣流床 KT 爐先后實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，稱(chēng)為第一代煤氣化技術(shù)。由于當(dāng)時(shí)國(guó)際上 石 油和天然氣資源制合成氣的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)進(jìn)步較快，降低了制取合成氣的投資和 生產(chǎn)成本，使煤氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)的進(jìn)程受阻。 目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，用煤進(jìn)行氣化生產(chǎn)合成氣的先進(jìn)工藝主要有水煤漿加壓氣化工藝和 SHELL 粉煤加壓氣化工藝、這兩種工藝的共同特點(diǎn)是： ，適合于裝置的大型化； ； ，爐渣殘?zhí)忌伲? ； 水煤漿加壓氣化工藝于 20 世紀(jì) 90 年代初引入中國(guó)，在國(guó)內(nèi)合成氨和甲醇生產(chǎn)領(lǐng)域都有成功的使 用經(jīng)驗(yàn)，而 SHELL 粉煤氣化工藝近年來(lái)也在積極開(kāi)拓中國(guó)市場(chǎng)，目前在國(guó)內(nèi)有多套合成氨裝置采用該技術(shù)建設(shè)。 （ C＋ H2）濃度達(dá)到 90％ ,CO 含量低 。 、運(yùn)轉(zhuǎn)同期長(zhǎng)，無(wú)需備用爐； ，操作彈性較大。國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行該技術(shù)引進(jìn)工作的工廠有洞庭氮肥廠。 b 操作有一定難度，特別是在開(kāi)始投入運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行掛膜處理，處理不當(dāng)會(huì)影響水冷壁的使用壽命； ，工廠必須具有很好的管理水平和操作水平； ，投資較高。近十年來(lái)，在中國(guó)的化學(xué)工業(yè)中，水煤漿加壓氣化工藝已有七套應(yīng)用的業(yè)績(jī)，另外還 有多套裝置正在建設(shè)中。目前 國(guó)內(nèi)制造的設(shè)備經(jīng)過(guò)了裝置的實(shí)際生產(chǎn)考驗(yàn)，具有相當(dāng)成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。水煤漿加壓氣化生產(chǎn)合成氨，在日本 UBE 氨廠（ ）已運(yùn)行了十幾年，每年可運(yùn)行 330 天以上。 （ 3）水煤漿氣化工藝與粉煤氣化工藝比較 表 5— 2 水煤漿氣化工藝與粉煤氣化工藝比較 序號(hào) 項(xiàng)目 粉煤氣化 水煤漿氣化 1 原料適應(yīng)性 適應(yīng)各煤種 適應(yīng)成漿性好、灰熔點(diǎn)低的煤 2 氣化溫度 1400～ 1700℃ 1300～ 1500℃ 3 氣化壓力 4 單爐處理能力 2020 噸 /天 1500 噸 /天 5 氣化爐配置 單爐 需有備用爐 6 氣化爐結(jié)構(gòu) 水冷壁 耐火襯里 7 熱回收 廢鍋、水冷壁 廢 鍋、激冷 8 煤氣除塵 冷煤氣激冷、過(guò)濾、洗滌 洗滌 9 易損件 高溫過(guò)濾器、燒嘴 耐火襯里、燒嘴 10 磨煤方法 干磨同時(shí)干燥 濕磨 11 國(guó)產(chǎn)化水平 關(guān)鍵設(shè)備引進(jìn) 國(guó)產(chǎn)化率高 12 投資 高 低 （ 4） 水煤漿加壓氣化工藝與 SHELL 的粉煤氣化工藝典型氣體成份對(duì)比： 表 5— 3 水煤漿氣化工藝與粉煤氣化工藝氣體成份對(duì)比 序號(hào) 組成（ V%） 水煤漿 粉煤 1 氫氣 2 一氧化碳 3 二氧化碳 4 甲烷 5 硫化氫 6 氮?dú)? 7 氬氣 8 水蒸氣 通過(guò)對(duì) SHELL 及 Texaco 煤氣化工藝的比較可以看出，兩種煤氣化工藝都可以選擇 ,本著可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性的原則，本 工程 采用水煤漿加壓氣化工藝。在合成塔生產(chǎn)方面取得了很大的成年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合成氨 104 萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 22 績(jī)。 國(guó)外氨合成工藝多種多樣，應(yīng)用最多的有 Kellogg 臥式合成塔和四級(jí)氨冷凍系統(tǒng)及聯(lián)合式熱交換器工藝、 ICI 的低壓合成工藝、 Braun 的絕熱式氨合成工藝、 TOpsφ e 200徑向塔工藝。 Topsφ e 200 系列合成塔屬?gòu)较蚝铣伤?，有二段觸媒床，床向帶換熱器，該塔最大的特點(diǎn)是塔和整個(gè)回路阻力降小，塔阻力降一般只有 ，回路阻力降一股只有 ～，這就大大的減少了壓縮功耗，第二個(gè)特點(diǎn) 是徑向塔氣流流經(jīng)線路短，可以選用 1～ 的小顆粒觸媒，所以氨凈值高，第三個(gè)特點(diǎn)是合理回收余熱產(chǎn)生過(guò)熱的中壓蒸汽。 3）尿素工藝方案 （ 1）國(guó)內(nèi)外尿素工藝技術(shù)概況 我國(guó)自六十年代起自行設(shè)計(jì)并建設(shè)了年產(chǎn) 4～ 11 萬(wàn)噸水溶液全循環(huán)法尿素裝置近200套。 目前世界上最有競(jìng)爭(zhēng)力的尿素生產(chǎn)技術(shù)主要有 :荷蘭斯太米卡邦公司的 CO2 汽提工藝、意大利斯納姆普羅吉提公司的氨汽提工藝、日本東洋公司的 ACES 藝，現(xiàn)將其有關(guān)性能簡(jiǎn)單比較如下： a. CO2汽提工藝是荷蘭斯太米卡邦公司于六十年代開(kāi)發(fā)的尿素生產(chǎn)技術(shù)，在世界范圍內(nèi)建廠業(yè)績(jī)最多，其主要特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單、操作方便、投資省，它是目前世界上唯一工業(yè)化的只有單一低壓回收工序的尿素生產(chǎn)工藝 ，其合成壓力采用最低平衡壓力，氨、碳比采用最低共沸組成時(shí)的氨碳比（ ），操作壓力為 138bar，溫度為 180～ 183℃， 冷凝溫度為 167℃， 汽提溫度約 190℃， 汽提效率 80％以上。由于汽提效率較高，故只設(shè)低壓回收工段即可滿足物料循環(huán)回收的要求，但因?yàn)闆](méi)有中壓工段，所以汽提效率的波動(dòng)將對(duì)下游工序產(chǎn)生影響。另外，由于未反應(yīng)物的分解與分離主要是在汽提塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，所以用于加熱汽提塔的中壓蒸汽量較大，所以其總能耗比其它兩種工藝要稍高一些。國(guó)內(nèi)建廠業(yè)績(jī)較多 ，而且軟硬件費(fèi)用也相對(duì)較低。 汽提工藝 是意大環(huán)斯納姆普羅吉提公司于六十年代開(kāi)發(fā)的以氨為汽提劑的尿素生產(chǎn)技術(shù)，后來(lái)發(fā)展為 NH3自汽提工藝，在世界范圍內(nèi)也有廣泛的建廠業(yè)績(jī)。其次是操作控制也比較簡(jiǎn)單，只需簡(jiǎn)單控制合成塔進(jìn)出口的溫度即可控制塔內(nèi)的氨 /碳比。由于中壓分解工段的存在能平衡汽提效率波動(dòng)對(duì)下游工序產(chǎn)生的影響，使得汽提塔的操作比較靈活，故可通過(guò)改變汽提塔的操作條件來(lái)調(diào)整合成塔的氨碳比，并進(jìn)一步調(diào)整 整個(gè)裝置的熱量平衡及蒸汽產(chǎn)量，保證了整個(gè)裝置的穩(wěn)定操作。 C、 ACES 工藝是日本東洋工程公司（ TEC）開(kāi)發(fā)的節(jié)能節(jié)資型尿素生產(chǎn)新工藝。合成塔內(nèi)氨／碳比高達(dá) ，可以基本上忽略腐蝕問(wèn)題，在 190℃與 （ G）的操作條件下，合成塔轉(zhuǎn)化率 高達(dá) 68％，大大減少了汽提塔用于分解和分離本反應(yīng)物所需的中壓蒸汽量，使其成為當(dāng)今工業(yè)化尿素生產(chǎn)工藝中能耗最低的工藝。 國(guó)外先進(jìn)的三種尿素工藝技術(shù)我國(guó)均已引進(jìn)，并已長(zhǎng)周期運(yùn) 行，我國(guó)已能在只購(gòu)買(mǎi)工藝包的條件下設(shè)計(jì)建設(shè)氨汽提的中型尿素裝置，而且也能自己設(shè)計(jì)、制造、建設(shè) CO2汽提大型尿素裝置。 ACES 法流程較長(zhǎng)，框架高度達(dá) 70 米，能耗較低，但其專(zhuān)利費(fèi)較高； NH3汽提法流程較長(zhǎng)， NH3消耗指標(biāo)較高，投資適中； CO2 汽提法工藝簡(jiǎn)單，投資較省，在國(guó)內(nèi)的建廠經(jīng)驗(yàn)最為豐富，同規(guī)模的裝置國(guó)內(nèi)己有十幾套在運(yùn)行，故選擇 CO2汽提工藝。 年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合成氨 104 萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 24 濕法主要是用溶劑將 H2S 吸收后在液相與氧氣反應(yīng)生產(chǎn)硫磺，按吸收液中氧化劑載體又分為釩基氧化法和鐵基氧化法，按使用的溶劑不同又分為多種方法。 干法回收硫的方法使用最廣泛的為克勞斯法。因此已成為含 H2S 氣體中回收元素硫的主要方法。因此本項(xiàng)目采用改進(jìn)的 Clause工藝，采用兩級(jí)堿洗與 Clause 工藝串聯(lián)，以保證裝置尾氣達(dá)標(biāo)排放。六十年代以來(lái)，由于脫硫技術(shù)的進(jìn)展，氣體中總硫含量可降低到 lppm 以下，有可能在更低溫度下使用活性高而抗毒性差的 CuO 催化劑 ,操作溫度為 200～ 280℃，殘余一氧化碳可降至 ％左右。 中溫變換適合 CO 含量高的原料氣。該工藝降低了噸氨產(chǎn)品的蒸汽消耗量，還較大幅度地提高了一氧化碳的總變換率。 3）脫硫、脫碳工藝方案 從目前國(guó)內(nèi)外大型合成氨裝置所采用的脫除酸性氣體的工藝來(lái)看，低溫甲醇洗(Rectisol)和 NHD(或 Selexol) 工藝較為常見(jiàn)。 該技術(shù)成熟可靠，可將H2S脫至小于 。該法缺點(diǎn)是在低溫下操作，要求采用低溫材料，投資較高。為使脫碳尾氣符合環(huán)保排放要求，須將脫硫和脫碳分開(kāi)，流程復(fù)雜。該法的優(yōu)點(diǎn)在非低溫下操作，可采用普通碳鋼材料，投資 較低。低溫甲醇洗工藝在國(guó)內(nèi)已有豐富的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，除少部分低溫材料需引進(jìn)外，設(shè)備設(shè)計(jì)和制造可在國(guó)內(nèi)解決，超過(guò) NHD 的部分投資靜態(tài)回收期約 2年，因此本項(xiàng)目酸性氣體脫除采用低溫甲醇洗工藝。銅氨液吸收法是 1913 年就開(kāi)始采用的方法，液氮洗滌法是二十年代以后使用的方法，甲烷化法 是六十年代開(kāi)發(fā)的新方法。直到實(shí)現(xiàn)低溫變換工藝以后，才為 CO 的甲烷化提供了條件。 工藝流程 以煤為原料生產(chǎn)尿素的工藝流程如下： 圖 5— 1 工藝流程簡(jiǎn)圖 氧氣 原煤 C02 氮?dú)? 氫氣 氣化爐 磨機(jī) 洗滌塔 中溫變換爐 低溫變換爐 低溫甲醇洗 壓縮 醇化塔 氨合成塔 尿素合成塔 汽提塔 甲銨冷凝器 精餾塔 高壓洗滌器 克勞斯反應(yīng)器 蒸發(fā)器 造 粒 塔 粗甲醇 硫磺 壓縮 液氨 水解塔 尿素 年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合成氨 104 萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 26 工藝流程簡(jiǎn)述 1）造氣工藝流程 （ 1）磨煤工段 原煤通過(guò)電子皮帶稱(chēng)計(jì)量送入棒磨機(jī)，水、石灰石粉、添加劑也通過(guò)計(jì)量加入棒磨機(jī)。 （ 2）氣化工段 由磨煤工序制備的原料煤漿，經(jīng)泵加壓后，送入氣化爐噴嘴與空分送來(lái) 的高壓氧氣經(jīng)噴嘴進(jìn)入氣化室。產(chǎn)出粗合成氣，高溫粗合成氣經(jīng)激冷室降溫增濕。 在氣化室高溫條件下，呈液態(tài)的融渣經(jīng)激冷、固化，再經(jīng)破渣機(jī)破碎較大凝塊后，導(dǎo)入鎖渣罐周期性地排入渣池，在此經(jīng)初步沉降，粗渣由設(shè)于渣池中的刮板撈渣機(jī)陸續(xù)撈出固渣，并運(yùn)出界外。高溫的黑水送往渣水處理工序作進(jìn)一 步處理后循環(huán)使用。 高溫黑水逐級(jí)閃蒸是為回收高溫黑水余熱而設(shè)置的，閃蒸級(jí)數(shù)及各級(jí)閃蒸壓力可據(jù)蒸氣的用途、用量確定。 2）變換工藝流程 變換后的煤氣經(jīng)油分離器后進(jìn)入飽和熱水塔 ，再經(jīng)氣水分離器后進(jìn)入熱交換器與變換氣換熱，經(jīng)中變電加熱器進(jìn)入中溫變換爐，出熱交換器的煤氣經(jīng)第一調(diào)溫水加