合成氨装置减碳节能新工艺.pdfVIP

石油和化工节能 2010年第 5期 ·19· 合成氨装置减碳节能新工艺 李琼玖 杜世权 廖宗富 周述志 申同贺 (基玖能源化工工程开发设计科技公司 四川成都610012) 摘要 本文介绍了轻烃多气流纯氧 自热转化的节气、增产、减排 cO创新工艺的工艺原理、技术特征 以及天然气合成氨装置的扩改方案；阐述了天然气三一段换热转化制合成氨的工艺流程设计以及蒸汽转化 炉、换热转化炉、二段 自热转化炉等主要设备的专有技术特点；以 300t／d合成氨装置为例，论述了天然 气一段转化等压一次变换联尿装置的设计规模 、单元组成、工艺流程和生产开车原则。结果表 明，该创新 工艺比传统法工艺增产20％一100％，节气2O％～3O％，减排 c0 2O％～8O％，老厂改造或新建装置皆可采用。 关键词 合成氨 尿素 自热转化 节能减排 随着国家正在制定的资源税和排碳税的开征， 川苍溪 5万亿 气 田，正在开钻的8875m地下 “海 节能减排必将成为合成氨、尿素生产企业生存和发 相 ”“超深地层 ”有发现大型气 田的可能，以及沿 展的核心所在。国家启征资源税和减排 CO。税是时 海海底 “可燃冰”的天然气储量更加丰富，预计天 代 的必然。国外每排放 1tC0。征收排碳税 20~30 然气将成为今后生产氨醇原料丰厚资源 的基础 。 美元。征收排碳税是促进节能减排，拯救人类生存 (2)煤层气资源量有 38万亿m，每年可采量 环境的推动力。我国现年产氮肥 (标肥计)约 1亿 约为 800亿m3，可用于转化成合成气制氨醇的煤层 t，随着未来人 口增加与环境绿化的需求，氮肥需 气达 4500万 t／a。 求量将会增至 1．5亿 t／a。通过节能减排技术改造 (3)焦炉气年产量 680亿 m。，全部用作转化 创新，采用轻烃和煤炭能源作为制取生产合成氨、 成合成气可产氨醇约 3400万 t／a。 尿素的原料，提高能源利用率，实现氨碳平衡的Co2 在现有天然气生产厂 ，采用节气减排创新技 零排放，将成为我国氮肥工业的历史性转折。 术，可使现有氨和 甲醇生产在不增加原料的情况 下，增产 25％，并可改扩翻番。现全 国天然气制氨 1我国合成氨氮肥生产状况 厂产能近 1000万 t／a，如果进行节气增产扩改，产 以国家十一 ·五国民经济发展规划提 出节能 能可翻番到 2000万 t／a，年耗用天然气在 160亿 20％，污染物每年减排 10％为 目标，在合成气工业炉 m。， 增产的 1000万 t／a合成氨可 以替代 5万 t／a煤 开发推广节气20％，减排 c0270％的轻烃二段或双一 制氨厂 200个，从而可轻而易举地实现十一五计划 段串二段转化炉的纯氧或富氧空气 自热转化制取 合成氨节能减排Co2的目标。 合成氨、甲醇或氨醇联产合成气，通过老装置改造 需要指出的是，正在建设即将投产的云南沾益 增产和新建装置现代化技术，得以实现节气增产与 50万 t／a液氨厂，每年排放CO2约 190万t／a，以 减排 C02的目的。 及 内蒙古神华 100万t／a煤制油项 目排放Co2近880 煤炭气化单独制合成氨尿素时，每生产 1t产 万t／a的处置 问题，从生态环境的要求，是值得研 品就要排放出约 1tcO的温室气体，对大气造成危 究解决的大事 。 害。我国轻烃 (包括天然气、煤层气、焦炉气等) 以煤为原料制氨加工产品碳铵是平衡 C