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合成氨工艺流程--第1页

将无烟煤或焦炭由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气

和水蒸汽,燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜;

半水煤气由气柜进入电除尘器,除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,

加压到~,送入脱硫塔,用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢,随后,气体经饱

和塔进入热交换器,加热升温后进入一氧化碳变换炉,用水蒸汽使气体中的一氧化

碳变为氢;变换后的气体,返回热交换器进行降温,并经热水塔的进一步降温后,进

入变换器脱硫塔,以除去变换时产生的硫化氢;然后,气体进入二氧化碳吸收塔,用

水洗法除去大部分二氧化碳;脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段,升压到压缩机~后,

依次进入铜洗塔和碱洗塔,使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至

20ppm以下,以满足合成氨的要求;

净化后的原料气进入压缩机的最后一段,升压到~MPa进入滤油器,与循环压

缩机来的循环气混合,经除油后,进入冷凝塔和氨冷器的管内,再进入冷凝塔的下

部,分离出液氨;分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间,与管内的气体换热

升温后进入氨合成塔;在高温高压并有催化剂存在的条件下,将氮氢气合成氨;出

合成塔的气体中,约含氨10~20%,经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后,其气体进

入循环压缩机循环使用;分离出的液氨进入液氨贮槽;

原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气

即造气;将无烟煤或焦炭由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入

空气和水蒸汽,燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气;整个生产过程由煤气发

生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成;

固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净

等5个阶段构成,为了调节氢氮比,在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气,这个过程

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通常称为吹风回收;

吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入,使燃料燃烧,热量贮存于燃料中,为制气阶

段碳与水蒸汽的反应提供热量;吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空;上吹制气阶

段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽,和碳反应生成的半水煤气经过炉

的顶部引出;向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气;

下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入,生成的半水煤气由炉底引出;

二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层,将炉底残留的半水煤

气排净,为下一步送入空气创造安全条件;

空气吹净阶段：从炉底部吹入空气,所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源,并

将残留的半水煤气加以回收;

以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程,然后重新转入吹风阶段,进入下一

个循环;原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质,将一氧化碳转

化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗脱除二氧化碳、铜洗脱除一

氧化碳、碱洗脱除残余二氧化碳等几个工段构成,主要设备有除尘器、压缩机、脱

硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等;

脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀,而且能引起催化剂中毒,

必须予以除去;脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类;干法脱硫是用固体硫

化剂,当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附,脱除原料气中的少量硫化氢

和有机硫化物;一般先进行湿法脱硫,再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢;

湿法脱硫所用的硫化剂为溶液,当含硫气体通过脱硫剂时,硫化物被液体剂吸收,

除去气体中的绝大部分硫化氢;

CO变换：一氧化碳对氨催化剂有毒害,因此在原料气进入合成氨工序之前必须

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将一氧化碳彻底清除;除去一氧化碳的方法,工业上采用两段法;第一步是把一氧

化碳与水蒸汽作用生成氢和二氧化碳；第二步采用铜氨液洗涤法,液氨洗涤法或甲

烷化法除去变换中残余的少量一氧化碳;一氧化碳变换反应是在催化剂存在条件

下进行的.以三氯化二铁为主体的催化剂,使用温度在350℃~550℃称为中温变换;

使用活性高的氯化铜作催化剂,操作温度控制在180℃~260℃之间时称为低温变换.

采用铜氨液洗涤法或液氨洗涤法除去残余一氧化碳要求一