合成氨工藝流程

1、.將無煙煤（或焦炭）由爐頂加入固定床層煤氣發(fā)生爐中，并交替向爐內(nèi)通入空氣和水蒸汽，燃料氣化所生成的半水煤氣經(jīng)燃燒室、廢熱鍋爐回收熱量后送入氣柜。 半水煤氣由氣柜進入電除塵器，除去固體顆粒后依次進入壓縮機的、段，加壓到1.92.0mpa，送入脫硫塔，用a.d.a.溶液或其他脫硫溶液洗滌,以除去硫化氫，隨后，氣體經(jīng)飽和塔進入熱交換器，加熱升溫后進入一氧化碳變換爐，用水蒸汽使氣體中的一氧化碳變?yōu)闅?。變換后的氣體，返回?zé)峤粨Q器進行降溫，并經(jīng)熱水塔的進一步降溫后，進入變換器脫硫塔，以除去變換時產(chǎn)生的硫化氫。然后，氣體進入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脫碳后的原料進入壓縮機、段，升壓到壓縮機

2、12.0913.0mpa后，依次進入銅洗塔和堿洗塔，使氣體中殘余的一氧化碳和二氧化碳含量進一步降至20（ppm）以下，以滿足合成氨的要求。 凈化后的原料氣進入壓縮機的最后一段，升壓到30.032.0mpa進入濾油器，在此與循環(huán)壓縮機來的循環(huán)氣混合，經(jīng)除油后，進入冷凝塔和氨冷器的管內(nèi)，再進入冷凝塔的下部，分離出液氨。分離出液氨后的氣體進入冷凝塔上部的管間，與管內(nèi)的氣體換熱升溫后進入氨合成塔。在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，將氮氫氣合成氨。出合成塔的氣體中，約含氨1020%，經(jīng)水冷器與氨冷器將氨液化并分離后，其氣體進入循環(huán)壓縮機循環(huán)使用。分離出的液氨進入液氨貯槽。原料氣的制備:制備氫氮比為3:1

3、的半水煤氣 即造氣。將無煙煤（或焦炭）由爐頂加入固定床層煤氣發(fā)生爐中，并交替向爐內(nèi)通入空氣和水蒸汽，燃料氣化后生成氫氮比為3:1的半水煤氣。整個生產(chǎn)過程由煤氣發(fā)生爐、燃燒室、廢熱鍋爐、氣柜等設(shè)備組成。 固定床半水煤氣制造過程由吹風(fēng)、上吹制氣、下吹制氣、二次上吹、空氣吹凈等5個階段構(gòu)成，為了調(diào)節(jié)氫氮比，在吹風(fēng)末端要將部分吹風(fēng)氣吹入煤氣，這個過程通常稱為吹風(fēng)回收。 吹風(fēng)階段：空氣從煤氣爐的底部吹入，使燃料燃燒，熱量貯存于燃料中，為制氣階段碳與水蒸汽的反應(yīng)提供熱量。吹風(fēng)氣經(jīng)過燃燒室和廢熱鍋爐后放空。上吹制氣階段：從煤氣爐的底部通入混有適量空氣的水蒸汽，和碳反應(yīng)生成的半水煤氣經(jīng)過爐的頂部引出。向水蒸汽

4、中加入的空氣稱為加氮空氣。 下吹制氣階段：將水蒸汽和加氮空氣由爐頂送入，生成的半水煤氣由爐底引出。二次上吹制氣階段：水蒸汽和加氮空氣自下而上通過燃料層，將爐底殘留的半水煤氣排凈，為下一步送入空氣創(chuàng)造安全條件。 空氣吹凈階段：從爐底部吹入空氣，所得吹風(fēng)氣為半水煤氣中氮的主要來源，并將殘留的半水煤氣加以回收。 以上五個階段完成了制造半水煤氣的主過程，然后重新轉(zhuǎn)入吹風(fēng)階段，進入下一個循環(huán)。原料氣的凈化：除去原料氣中的硫化氫、二氧化碳等雜質(zhì)，將一氧化碳轉(zhuǎn)化為氫氣本階段由原料氣脫硫、一氧化碳變換、水洗（脫除二氧化碳）、銅洗（脫除一氧化碳）、堿洗（脫除殘余二氧化碳）等幾個工段構(gòu)成，主要設(shè)備有除塵器、壓縮機

5、、脫硫塔、飽和塔、熱水塔、一氧化碳變換爐、二氧化碳吸收塔、銅洗塔、堿洗塔等。 脫硫：原料氣中硫化物的存在加劇了管道及設(shè)備的腐蝕，而且能引起催化劑中毒，必須予以除去。脫硫方法可分為干法脫硫和濕法脫硫兩大類。干法脫硫是用固體硫化劑，當氣體通過脫硫劑時硫化物被固體脫硫劑吸附，脫除原料氣中的少量硫化氫和有機硫化物。一般先進行濕法脫硫，再采用干法脫硫除去有機物和殘余硫化氫。濕法脫硫所用的硫化劑為溶液，當含硫氣體通過脫硫劑時，硫化物被液體劑吸收，除去氣體中的絕大部分硫化氫。co變換：一氧化碳對氨催化劑有毒害，因此在原料氣進入合成氨工序之前必須將一氧化碳徹底清除。除去一氧化碳的方法，工業(yè)上采用兩段法。第一步

6、是把一氧化碳與水蒸汽作用生成氫和二氧化碳；第二步采用銅氨液洗滌法，液氨洗滌法或甲烷化法除去變換中殘余的少量一氧化碳。一氧化碳變換反應(yīng)是在催化劑存在條件下進行的.以三氯化二鐵為主體的催化劑,使用溫度在350精品.550稱為中溫變換;使用活性高的氯化銅作催化劑,操作溫度控制在180260之間時稱為低溫變換.采用銅氨液洗滌法或液氨洗滌法除去殘余一氧化碳要求一氧化碳的含量小于4%,只采用中溫變換即可達到要求。而甲烷化法要求變換氣中的一氧化碳含量小于0.5%,應(yīng)采用中溫變換串聯(lián)低溫變換方法。工業(yè)中，變換過程都有中溫變換而并非所有過程都有低溫變換。水洗：脫除二氧化碳。經(jīng)過一氧化碳變換后的氣體中一般含有15

7、18%的二氧化碳，二氧化碳的存在會使氨合成的催化劑中毒，并且對進一步脫除少量的一氧化碳過程帶來許多困難，因此必須脫除中變氣中的二氧化碳。另一方面，二氧化碳又是生產(chǎn)尿素、純堿、碳酸氫銨等的重要原料，應(yīng)完全回收利用。工業(yè)上把脫除中變氣中二氧化碳的過程稱為脫碳。脫除二氧化碳的方法分為物理吸收法、化學(xué)吸收法和物理化學(xué)吸收法三種，它們均屬于溶液吸收過程，利用了各種成分在溶劑中的溶解度不同或化學(xué)反應(yīng)特性不同這一基本原理。工業(yè)生產(chǎn)中以水洗法和有機胺催化熱鉀堿法應(yīng)用最為廣泛。少量一氧化碳及二氧化碳的脫除：脫除殘余一氧化碳和二氧化碳。經(jīng)過脫碳后的合成氨原料氣中尚含3%左右的一氧化碳、0.10.3%左右的二氧化碳

8、、0.10.2%左右的氧和微量的硫化氫等有害氣體。進一步清除這些有害氣體，防止氨合成催化劑中毒，是原料氣最后的凈化步驟。一般大型合成氨廠要求合成工序的原料氣一氧化碳和二氧化碳總量應(yīng)小于10ppm，中、小型廠要求不大于25ppm。用含有銅鹽的氨溶液吸收原料氣中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和氧的工藝過程，通常稱為銅洗或精煉，凈化后的氣體成為銅洗氣或精煉氣，銅洗氣含一氧化碳量應(yīng)小于10ppm。在適當?shù)臏囟群痛呋瘎┐嬖诘臈l件下，一氧化碳、二氧化碳與氫作用生成甲烷，稱為甲烷化法。與銅洗方法相比，它具有工藝簡單、操作方便、費用低的優(yōu)點。另外，原料氣的最后凈化方法還有液氨洗滌法。詳細資料請看幫助氨的合成:氨

9、的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務(wù)是將經(jīng)過精制的氫氮混合氣合成為氨。工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類。高壓法：操作壓力70100mpa，溫度為550650度。這種方法的主要優(yōu)點是氨合成效率高，混合氣中的氨易被分離。故流程、設(shè)備都比較緊湊。但因為合成效率高，放出的熱量多，催化劑溫度高，易過熱而失去活性，所以催化劑的使用壽命較短。又因為是高溫高壓操作，對設(shè)備制造、材質(zhì)要求都比較高，投資費用大。目前工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。低壓法：操作壓力10mpa左右，溫度為400450度。由于操作壓力和溫度都比較低，故對設(shè)備要求低，容易管理，且催化劑活性較高，這是此法的優(yōu)點。但此法所用催化劑對毒物很敏感，易中毒，使用壽命短，因此對原料氣的精制純度要求嚴格。又因操作壓力低，氨的合成效率低，分離較困難，流程復(fù)雜。實際工業(yè)生產(chǎn)上此法已不采用了。中壓法：操作壓力2060mpa，溫度為450550度。其優(yōu)缺點介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟性比較好。因為