第二章合成氨.pdf

2 UHDE—AMV合成氨工艺 中原大化合成氨、动力锅炉和供水装置 2.1 我国的合成氨工 概述 2.1.1 氨的性质及用途 氨有毒，是一种无色、有刺激性恶臭的气体；分子式为NH3，熔点为-77.7 33.5 506.62kPa(4.7 ) 132.5 ℃，沸点为- ℃，饱和蒸气压为 ℃，临界温度为 ℃，临 11.40MPa 651 界压力为 ；易燃，引燃温度为 ℃。本品与空气混合能形成爆炸性混 15.7 ~27.4 ( ) 合物，与空气混合爆炸极限为 ％ ％体积分数 ，遇明火、高热能引起 燃烧爆炸，与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应；若遇高热，容器内压力增大， 有开裂和爆炸的危险。本品易溶于水、乙醇、乙醚。本品主要用作生产氮肥 如( 尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵等 ，也用于合成某些有机含氮化学品如苯胺、) ( 酰胺、氨基酸、氰化物、氰胺树脂、聚丙烯脂纤维、丁脂橡胶等 ，除此之外，) 还广泛用作制冷剂。 2.1.2 我国合成氨生产的技术现状 合成氨行业既是我国化肥工业的基础，也是传统煤化工的重要组成部分，我 国合成氨产业规已居世界第一，并且是世界上最大的以煤为原料的合成氨产地。 受能源结构的影响，我国合成氨生产的原料以煤为主，以天然气为辅，2011年 国内合成氨生产原料中，煤炭约占76.2%，天然气约占21.3%，油约占1.5%，焦 炉气约占0.9%。 70 1 我国从 年代开始建设大型化肥厂，其下游产品除 套装置生产硝酸磷肥 之外，均为尿素。除上海吴泾化工厂为国产化装置外，其他均系从国外引进，荟 萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术。 我国中型合成氨装置下游产品主要是尿素和硝酸铵。我国小型合成氨装置下 游产品主要是碳酸氢铵，部分装置经改造生产尿素。 我国以煤为原料大中型合成氨装置主要采用鲁奇(Lurgi)碎煤气化工工艺，德 士古(Texaco)水煤浆气化工艺，“油改煤”项目则采用谢尔 壳牌，( Shell)粉煤气化 工艺。 我国以渣油为原料的合成氨合成工艺很不均衡，以渣油为原料的大型合成氨 装置中，主要采用先进的德士古渣油气化工艺，谢尔(Shell)气化工艺。大多数以 渣油为原料的中型合成氨装置采用 60 年代比较流行的通用设计工艺，采用 3.0MPa 部分氧化法加压气化、热钾脱碳、ADA 脱硫、3.2MPa氨合成技术。 我国以天然气 油田气 、轻油为原料的合成氨装置主要是大型合成氨装置，( ) 目前己建成的大型合成氨装置中，采用了凯洛格(Kellogg)传统工艺、凯洛格— 东洋工程(TEC)工艺、丹麦托普索(Topsoe)工艺、节能型的AMV工艺和美国布朗 (Brown)工艺。 2.1.3 先进的合成氨生产技术 ( ) 60 以天然气油田气 为原料，生产合成氨的大型生产装置，自 年代投入生 产以来，经四十多年的发展，生产技术有了突飞猛进的发展。目前新建的以天然 气为原料的合成氨装置的综合能耗已降到 29.3GJ/tNH3 以下。 KBR ICI 当前世界上具有竞争能力的低能耗合成氨技术有： 公司的技术、 公 司的AMV技术、Uhde公司的技术和托普索公司的技术。各种工艺的主要特点 简述如下。 2.1.3.1 KBR公司的技术 是原Kellogg公司和Brown公司合并后推出的新技术，该技术在Kellogg公 司技术的基础上结合了原Brown公司专有的冷箱工艺：一段炉采用顶烧箱式