合成氨厂流程原理

1、合成氨厂学习总结在领导的帮助下，再学习了解了氨原料气的生产后，继续来到 了合成氨厂学习。在这里，谢谢帮助我的部领导、各分厂领导以及 教会我许许多多知识的师傅们。谢谢你们。在学习过程中，我了解了氨合成系统的生产流程，了解了各种 生产设备，掌握了初步的操作知识，同时也让我了解了氨合成的原 理和初步的生氨合成产模型。我想这些对我以后的工作中一定有很 重要的帮助。在学习掌握知识过程中，有很多设备和工艺使我的感触很深， 但印象最深的应该是 热交换器 。看到热交换器的时候，我想起了我 第一个学习的地方煤气发生炉长达一分钟的吹风放空时间。 我觉 得如果能让半水煤气与吹风空气换热，这样不但回收了热量，减少 了

2、煤气发生炉的吹风时间，也减少了放空时间，而且可以把多余的 吹风时间用在制气上增加生产能力。除此之外还可以减少了冷却水 的使用，降低环境的污染。具体措施是：在煤气发生炉上气道上使 用换热器，使高温的半水煤气与吹风气换热。降低半水煤气的出口 温度，提高吹风气温度。但得煤气发生炉吹风气和其他煤气发生炉 的上气道出口半水煤气换热（吹风和制气有时间差） 。如 1#的上气 道出口的半水煤气与 2#的吹风气换热。学习人：魏启泽学习时间：2007年11月8日2008年3月1日第一部分 合成氨生产系统1.1 合成氨系统造气生产的半水煤气中除了含有合成氨所需的 H2、N2 外，还有大量的 H2S、CO、CO2。这

3、些气体不但不是合成氨有效气体，而且对设备、管道有腐蚀作用， 对催化剂有毒作用和能污染铜液。 所以进入合成塔前一定要将其脱出。 于是利 用半脱岗位的脱硫塔脱除 H2S，变化岗位的变换炉将CO转换成CO2，脱碳岗 位脱除CO2、粗甲、铜洗脱除净化脱除不完全的 H2S、CO、CO2。在动力方面， 除了半脱的脱硫塔和一段总管所需的动力是煤气风机提供外， 其它各个工序的 动力由压缩机提供。压缩机是合成氨系统的动力核心。1.2 煤气风机和半脱造气生产的半水煤气经过气柜的混合稳定，再经电捕焦油器分离出部分焦 油后，一部分被罗茨风机加压送往新系统作为复肥系统的燃料气，另一部分被 一次煤气风机送到净化的半脱岗位

4、的脱硫塔脱除大量的 H2S。使H2S含量变为 80150mg/Nm3，再由二次煤气风机加压后送到压缩机。1.3 变换二次煤气风机送来的半脱气进入压缩一段加压后再进入二段加压后送到变换岗位，把含量为3038%CO与锅炉或热电送来的水蒸气反应，使变为CO 含量为 36%的变换气。变换气又被压缩机的三段抽走后送入四段加压后再送 往脱碳。1.4 脱碳四段送来的变换气经过变脱除去了影响后面工序正常运行的 H2S 后进入 脱碳工段，运用NHD脱碳法和EDTA热钾碱溶液脱碳法脱除CO2后被压缩五 段抽走加压后送入六段。六段再把净化气送到粗甲工段和铜洗工段。1.5粗甲与铜洗六段送来的净化气中仍然有脱除不完全的

5、 CO2、CO、H2S。于是引入了粗 甲的联醇工艺和铜洗， 以达到微量的基本彻底的脱除， 便于合成工艺的有效进 行。此时精炼气中的CO2+ COW25pm、H2S<5pm0精炼气被压缩七段抽走后 送入合成工段用于合成氨生产。1.7 合成3出+七段送来的新鲜气与合成塔反应不完全的循环气进入合成塔反应N2 = 2NH3。二次煤气风机I "L 气桓 枚煤飞”1兀丄|半脱 脫碳变脱三、四段变换一、二段七段ILf 五、六段 -T* 粗甲 铜洗i I 图1T合咸氨条统工艺流程图在合成塔反应不完全的原料气又被循环机抽走后再送入合成工段进入下 步的循环。合成氨系统的工艺流程图如图1-1第二部分

6、净化2.1 半脱2S的危害合成氨原料气中的硫以不同形式的硫化物存在。其中大部分是以H2S的形式存在的。这以造气的原料有关。我公司的硫化物主要的就是H2S。由于原料气中的硫化物对合成氨的生产是十分的有害的，它会增加气体对 金属设备的腐蚀、使催化剂（触媒）中毒、污染溶液、污染环境。而且在另一 方面，硫作为工业生产的一种重要原料，因此必须对硫化物进行脱除和回收。在腐蚀设备方面，H2S易溶于水生成硫氢酸，能与设备、管道生成相应的金属硫化物从而造成腐蚀。甚至与氧反应生成更为原重的硫酸和连多硫酸，而 连多硫酸是不锈钢设备与焊缝区腐蚀破裂的重要因素；在催化剂中毒方面，由 于 H2S 能与变换、合成催化剂的活

7、性部分反应生成金属硫化物，从而使催化剂 的活性下降，原重时会影响了催化剂的寿命，影响生产；在污染溶液方面，H2S能与铜洗液中的Cu+、Cu+反应生成沉淀，破坏溶液组分，降低铜液对CO的吸 收，原重时会造成设备堵塞、精炼气带液；在环境污染上，H2S 是剧毒物质，吸入会使人中毒。半脱的原理与操作合成氨工业中， 脱硫的方法有很多， 但一般分为湿法脱硫和干法脱硫两类。 我公司采用的是湿式脱硫法中的氧化法之一的栲胶脱硫法。脱硫原理是利用纯 碱吸收H2S后，再利用NaVO3的氧化性将NaHS氧化并析出单质S，而富液利 用栲胶的栽秧能力和氧化性将溶液还原再生。栲胶对设备的腐蚀速度慢，生产成本较低。栲胶中的大

8、丹宁分子经过加热 熟化降解成丹宁小分子，使其的活性增强，成为具有较强载氧能力和具有水溶 液较稳定的络合物。栲胶脱硫工艺脱硫步骤如下： 利用纯碱（Na2CO3）吸收硫化氢（H2S）形成NaHS。Na2CO3H2S=NaHSNaHCO3 再利用NaVO3的氧化性将NaHS氧化并析出单质S。NaHS+ NaVO3+ NaHCO3=S >NaV2O5+ Na2CO3 + 出。同时生成的NaV2O5被氧化态的栲胶还原成 NaVO3保证后反应的有足够的NaVO3。同时NaHS与NaVO3反应生成NazVqOg，并析出单质硫S。NaHS+ NaVO3 + H2O= Na2V4O9+ NaHO2+ S；

9、 而氧化态的栲胶将Na2V4O9氧化成NaV03,氧化态的栲胶同时被还原 成还原态的栲胶。 还原态的栲胶被空气中的氧氧化成氧化态的栲胶进行下一次的循环。 所生成的NaHC03与NaH02反应NaHC03+ NaH02 = Na2CO3+ H2O保证后反应的有足够的Na2C03。在这里，纯碱（Na2C03）吸收硫化氢（H2S）形成NaHS是发生在脱硫塔， 而其他的反应都在喷射再生氧化槽里发生。在操作方面，主要是通过对脱硫溶液量的调节，来达到对出口H2S含量的控制，利用加减蒸汽用量来调节溶液温度。但为了使变换炉的催化剂的正常硫 化使用，必须把出口 H2S控制在80150mg/Nm3。半脱气的气体流

10、程气体由一次煤气风机从并联的三个脱硫塔底部进入后与逆流而下的脱硫溶液充分接触反应后由二次煤气风机抽走送入压缩一段。流程如图2-12.1.一次煤气风机一泡妹除尘器脱硫塔一二次煤气风机4半压缩一段泡沫除尘器脱气的溶图2-1变脱气体流程液流程为了使溶液的循环利用，利用碱性溶液吸收了H2S，然后再借溶液中的载氧体的氧化化作用把吸收的H2S转化为单质S，使溶液再生。从脱硫塔顶部喷淋而下的脱硫贫液在脱硫塔里与逆流而上的原料气充分接触后吸收了 H2S后形成富液。富液经过富液泵加压后进入溶液加热器经过水蒸气加热后（3545°C）送入喷射再生氧化器顶部，富液经过喷射与空气中的氧 发生反应后溶液得以再生

11、形成贫液，并分离出含有单质S的硫泡沫。硫泡沫被送到硫回收系统，而贫液经过贫液槽的收集后被贫液泵送到脱硫塔顶部后进入 下一轮的循环。脱硫溶液的循环流程如图2-2软水 脱硫泵溶液加热器一喷射再牛氧化器 迪袜硫冋收系统赳贫液泵贫液槽-补加碱2.2变换变换原理与操作造气生产的半水煤气中的 CO的含量约为3038%,而CO不但不是合成 氨的原料气，而且能使氨催化剂（触媒）中毒，降低了催化剂的使用寿命，所 以必须清除。在清除CO的方法中，选取用水蒸气与 CO反应得方法不但可以 祛除CO，而且可以生成合成氨所需的 出。反应方程式：CO+出0= CO2+ H2 + Q。CO的变换反应是一个可逆放热反应，根据化

12、学平衡移动原理，温度降 低，平衡向着生成CO2的和H2的方向移动；温度升高，平衡向着CO和水蒸气 的方向进行。操作在操作上，可以通过调节变换炉蒸汽的用量和增湿器脱盐水用量调节 变换反应，以及通过冷、热副线调节来控制各个触媒点的温度（1800C4500C） 来控制出口 CO的含量。对于出口 CO含量的多少取决于粗甲生产量的多少， 但一般控制在39%。新变换压缩二段送来的气体有大量的油污，这些油污进入变换炉会降低催化剂的利用，于是在进入变换系统前一点要被除去，于是引入了油过滤器和焦炭过滤 器。而在变换的正常进行需要触媒的温度控制在180°C450°C。所以在气体变换炉之前需要一

13、些辅助设备。变换工段各设备的一些功能如表2-10设备名称数量设备功能气体流程焦炭过滤器2个除去油污两个焦炭过滤器并联，气体低进高出。饱和塔1个增加半水煤气体低进高出气的饱和度在出口处加水蒸气，有冷副线换热器1个气体加热顶进底出（管内）变换炉一段CO + H2O = CO2+ H2+ Q顶进中出增湿器1个喷脱盐水降温，副产蒸汽顶进低出，在入口处加水蒸气，出口有热副线变换炉二段CO + H2O = CO2+ H2+ Q低进中出换热器1个气体降温换热低进高出（管间）水加热器1个用除氧软水进一步降低变换气温度高进低出热水塔1个降温、热量回收低进高出冷凝器1个软水降温顶进低出（管内）冷却塔1个循环水降温

14、低进高出新变换的气体流程如图2-3压缩二段一-焦炭过滤器一段蒸气* |饱和塔* |换热器管内换热器管间热副线变换炉二段增湿器变换炉一段水加热器管间一-热水塔冷凝器管内二段蒸三压缩三段2-3新变损气体流程老变换老变换的变换工艺和新变换的一样，只是在祛除油污设备使用了一个油过滤器和一个焦炭过滤器。老变换的气体流程如图2-4一段秦气压缩二段焦炭过滤器*饱和塔换热器管内冷副线换热器管回I 4慕副线变换炉一段增湿器I二叢气变撫炉一段水加热器管间 热水塔* 冷凝器管内* 冷却塔2.3变脱新变脱原理由于变换炉催化剂的硫化需要，半脱的脱硫塔并没有完全脱除H2S （80150%），但H2S的存在影响了后面氨合成

15、的正常进行，所以的必须脱出。新变 脱采用的是湿法脱硫的改良 ADA 脱硫工艺与干法脱硫的活性炭脱硫工艺串联 的脱硫方法。改良 ADA 法脱硫 ADA 法经过改良后成为 ADA 钒酸盐法。这方法可以 将H2S脱至0.5cm3/m,甚至更低。而回收的硫磺纯度可达 99.9%。改良ADA 脱硫法脱硫机理可以分为四步进行：在脱硫塔中，稀碱溶液吸收 H2S进行反应。NaCO3+ H2S= NaHS+ NaHCO3。（2） NaHS与NaVO3发生反应生成单质硫的析硫反应。NaHS+ NaVO3+ H2O = Na2V4O9 + NaOH+ 2S。氧化态的ADA与Na2V4O9的熟化反应。Na2V4O9

16、+ ADA （氧化态）+ 4NaOH+ HzO4 NaVO3 + 2ADA （还原态） 还原态ADA被空气中的O2氧化再生反应。2ADA （还原态）+ O22ADA （还原态）+ 2出0活性炭脱硫活性炭脱硫的原理是活性炭先将H2S吸收后再进行氧化还原反 应。活性炭由许多毛细微孔体聚集而成，通常气体分子都能从微孔扩散入内。 毛细孔为脱硫提供了反应场所和容纳反应物产物提供空间。 在室温下，气态 H2S 与O2发生反应。H2S+ O2二2H2O+ S。这是个放热反应，在常温下反应速度很 慢，但在活性炭的催化下大大的加大了反应速度。活性炭在脱除H2S过程中起到了吸附和催化作用。其脱硫机理如下几步骤进行

17、： 变换气中O2扩散到活性炭毛细孔表面被化学吸附，形成催化活性中心 表面物，变换气中含有 0.5%勺氧，这足以满足脱硫的要求。H2S+气相H2S分子扩散到活性炭毛细表面与化学吸附的氧发生反应,02 = 2H2O+ S。反应生成的单质硫S,呈多分子层吸附于活性炭空隙中。活性炭空隙越大，沉积于孔内的硫分子层越厚气体、NAD溶液流程气体流程 压缩四段送来的变换气由变脱塔底部进入，自下而上的与ADA 溶液逆流接触。ADA溶液将H2S吸收，使变脱气中的H2S含量W5没mg/m3, 从气体出来的气体经气液分离器分离出所带的溶液后进入活性脱硫槽底部，进 一步脱除H2S后，经过水洗塔后送往脱碳岗位。变脱气体流

18、程如图2-5压缩四段变脱塔气液分离器第一、第二活性脫硫槽一水洗塔图A5豹变脫丸体凉程ADA溶液流程变脱吸收塔吸收了 H2S后的富液从塔底引出，进入闪蒸槽， 解吸出H2S后进入喷射氧化再生槽再生后，进入贫液槽，聚集在贫液槽的ADA 溶液经贫液泵打入变脱吸收塔循环使用。而从喷射氧化再生槽溢流出来的硫泡 沫加压后送至硫回收系统。ADA溶液流程如图26233老变脱老变脱的工艺和原理与半脱是一样的栲胶脱硫工艺。其气体流程如图27压缩四段变脱气液分离聽_ 82吸收塔I2.4图戈-B老变脱气怵流程脱碳脱碳的原理原料气经过变换后，变换气中除了氨合成原料气外以C02的含量最多。C02不是合成氨的有效成分，而且能

19、使氨合成催化剂中毒。所以，无论是产生于造气约为58%的C02还是变换来的C02在进入合成塔前必须要脱除。脱除C02的 方法很多，一般是溶液吸收。溶液吸收分为物理吸收、化学吸收。物理吸收是利用C02能溶于水和有机溶剂的性质完成。吸收 C02后的溶液通过有效的减压 闪蒸加热后使大部分C02解吸，溶液得以再生循环使用；化学吸收是利用 C02具有酸性特性可与碱性化合物反应来实现。我公司的老脱碳采用的是化学吸收脱碳法的 EDTA催化热钾碱法脱碳工艺，而新脱碳采用的物理吸收脱碳法的 NHD脱碳工艺。242老脱碳老脱碳采用的是EDTA催化热钾碱法脱碳。其以 DETA为催化剂，KVO 3 为缓腐剂（脱碳溶液中

20、的+和H+在溶液介质中对设备有腐蚀作用），EDTA为 催化剂（在没有催化剂的作用下反应 CO2 +出0+ K2CO3二2KHCO3进行得很 慢）,利用K2CO3水溶液为容液与C02和 出0反应吸收C02。反应方程式：C02 + H20+ K2C03二2KHC0 3+ Q。由于反应是体积缩小的放热反应， 所以可以通 过加压吸收C02，加热气提再生溶液。在吸收C02过程中，除了 K2C03对C02的吸收外还存在C02与溶液的气 液相传质过程，在一定条件下也达到了对C02的脱除。老脱碳主要设备及功能 如表2-2设备名称功能C02吸收塔C02+ H20+ K2C03= 2KHC0 3 吸收 C02净化

21、气水冷器冷却净化气净化气分离器分离气液洗碱塔洗出气体所带脱碳液C02再生塔加热析出C02使溶液再生半贫液过滤器过滤半贫液中的杂质蒸汽煮沸器加热溶液，使溶液彻底脱除 C02,成贫液贫液水冷器循环水冷却贫液贫液过滤器过滤半贫液的杂质CO2水冷器冷去卩C02C02分离器分离C02所带脱碳液体表2-2老脱碳主要设备及功能气体流程 来自变脱的变脱气由CO2吸收塔底部进入，与自上而下脱碳溶液在塔内充分解出使CO2吸收，脱除了 CO2的净化气由塔顶引出，经水冷器的冷却后进入洗碱塔洗出所带的溶液后送往压缩五段。气体流程如图2-8变脱一C02吸收塔一净化气分离器一洗碱塔一 压缩五段團2-8老脱磯气体谎程CO2气

22、体流程 再生塔中解析出来的CO2气体由再生塔顶部出来，进入CO2第一水冷器冷却后，经第一分离器分离掉部分冷凝液后，在进入CO2低而水冷器和CO2第二分离器分离冷凝液后放空。溶液流程CO2在吸收了 CO2的富液，由塔底引出有自身的压力压到再生塔顶，被再生塔底部沸腾的溶液释放出来的水蒸气加热析出CO2成为半贫液，此时3/4的半贫液从塔中部引出，经过滤器过滤里面杂质，由半贫液本加压后送 到CO2吸收塔中部，剩下的半贫液进入再生塔下段继续加热气提，接着汇集后 自下而上流经蒸汽煮沸器，被外来的蒸汽加热再生析出CO2形成贫液，贫液从再生塔底部引道贫液水冷器管内冷却，再经过贫液过滤器过滤后到接力泵和贫 液泵

23、加压后送往CO2吸收塔循环使用。脱碳溶液流程如图 2-9C02吸收塔中部半贫液泵接力泵半贫液过滤器f半资液C02：吸收塔上部C02吸收塔底部CCE再生塔顶部CCE再生塔中部coz再生塔下部活性炭过滤器贫液泵贫液过滤器贫液水冷器C02吸收塔底部蒸汽煮沸器图r脱碳i議济程新脱碳新脱碳采用的是物理脱碳的 NHD脱碳法，NHD脱除C02的方法是以NHD 溶液为溶剂，利用NHD （聚乙二醇二甲醚）与C02的相似相容的原理脱除C02。 在脱碳塔内与变脱来的精脱气逆流接触，脱除气体中的C02,使出口净化气C02 含量小于1%。吸收C02的NHD溶液经冷却、减压闪蒸后进入气提塔气提再生 后继续使用。NHD溶剂

24、是理想的脱碳溶剂，它对C02的选择吸收性比较好，净化度可达 到10-6级；在对碳钢设备上，无腐蚀性，在使用时它的溶剂不起泡、不降解、 蒸汽压低，化学稳定性、热稳定性比较好，对人无毒害作用。与热钾碱催化脱 碳溶剂相比NHD是比较优良的脱碳溶剂。新脱碳主要设备与功能表 2-3设备名称功能变脱气冷却器变脱气、净化气与低压闪蒸气相互换热分离器分离变脱气中的水分脱碳塔变脱气与逆流而下的 NHD溶液接触，脱除C02净化气分离器分离出净化气中所带的液雾氨冷器富液与合成送来的液氨换热，液氨成气氨，富液降温咼压闪蒸槽闪蒸出大部分 H2与部分C02，送往压缩二段低压闪蒸槽闪蒸出含大部分C02的解析气气体塔解析出全

25、部C02，富液成贫液，再生解析气分离器分离解析其所带雾沫板式换热器在脱水系统运用时，富液与脱水塔出来的液体换热脱水塔脱出溶液中多余水分，调节溶液组分表2-3新脱碳主要设备与功能气体流程变脱来的精脱气经过水洗后进入变脱气冷却器被变脱气和底闪 蒸汽冷却换热后，在分离器分离水分后，进入脱碳塔。气体在塔内与自上而下 的NHD溶液接触，吸收了气体中的 C02后从塔顶出来经过净化气分离器分离 所带的雾沫后，再通过变脱气冷却器冷却后送入压缩五段。气体流程如图2-10w - raa 一 I变脫气冷却器I 一变脱气分离器| 一压縮五段变脱气冷却器净化气分离器图舖脱碳气林流程溶液流程 吸收了 C02的富液从脱碳塔

26、塔底流出，经过氨冷器冷却后减压 到高压闪蒸槽，闪蒸出大部分的 H2和C02，接着进入低压闪蒸槽进一步闪蒸。 再通过富液泵将部分液体送到脱水塔脱除多余的水和使溶液再生后循环使用， 部分送到气体塔加入空气降低分压后使溶液脱除 C02再生，再由贫液泵送往脱 碳塔顶循环使用。NHD溶液流程如图1-11第三部分气体压缩在氨合成系统中，原料气的净化和氨的合成都是在一定的压力下进行，因 此需要对气体进行压缩加压，以达到所需压力，同时完成各个工序之间的原料 气的输送。作为氨合成系统的动力补给中心的压缩机，它为氨合成系统基本提脱碳塔顶I 一 I贫液泵I _ I气体塔II脱碳塔底i氨冷器-*髙饲槽一低闪槽一富液泵

27、| 溶被过滤器脱水系统脱碳塔一贮槽泵一板式换热器一脱水塔底脱水塔上部或中部一板式换热器E2-11 NHD悟战流程供了所有的动力（半脱和一段总管由煤气风机提供）。同样循环机也是压缩机的 一种，它将合成不完全的气体由抽走后补充压力损失后又送往合成进入下循环的合成。3.1压缩我公司所采用的是往返式压缩机，它依靠活塞在气缸内的往返运动来多段（七段）气体压缩。由于压缩机改变了进出口的压力，故压缩比（出口压力与 进口压力之比）的存在，出口温度大大提升。为了保护设备和生产安全，故利 用循环水冷却保护缸体，19#油密封气缸和润滑内件，13#油来冷却内件。压缩机 各级的压力指标如表3-1段数一段二段三段四段五段

28、六段七段出口压力/MPa< 0.22< 0.82< 1.35< 2.9< 6.3< 13.5< 32表3-1压缩各段出口压力气体流程 由一段总管来的气体经室外水封、室内水封后进入一段缸，加压之0.22MPa后经过一段水冷器冷却后进入二段缸加压到 0.82MPa后送往变换，变换气由变三总管进入三前分离器分离水分后进入三段缸加压至1.35MPa后经三段水冷器冷却后进入四段缸加压至 2.9MPa后送往脱碳；由脱碳经脱五总 管送来的净化气经过常温脱硫后到压缩五段加压至6.3 MPa，经五段水冷器冷却后进入六段缸加压至13.5MPa后经过六段缓冲器缓冲压力、六段

29、水冷器冷却气 体、油水分离器分离净化气中的油水后送往粗甲、铜洗；回来的精炼气由七前 分离器分离水分后进入七段缸加压至 32MPa后经过七段缓冲器缓冲压力、七段 水冷器冷却气体、油水分离器分离净化气中的油水后送往合成。压缩个气体流程如图3-1二次煤气风机一室外水封r室内水封| * 段缸*一段水冷器二段缸四段缸一三段水冷器一三段缸_ |三前分离器| _变换一二段水冷器口段水拧妾.一吐一 I常瘟嗣 一 MSI -伍段水冷器| 一 gn七前分离器I 一 I粗甲、铜洗I 一 I油水分离器I 一庆段水冷赛I一 I六段缓冲蛊 I- I七段缓冲器I - I七段木冷器I - I油水分离器I - 趣©3

30、-1压缩机气休流程压缩的主要设备及功能如表3-2设水冷器常温脱硫三、七前分离器油水分离器六、七缓冲备（铜洗）器名称功冷却各压连在脱五总分离三、七段前分离六、七段出缓冲六、七能缩段出口管上，进一的液体，防止液口经过水冷器段高压，安气体步脱除H2S击，破坏气阀冷却后的油水全起见表3-2压缩的主要设备及功能3.2保压作为氨合成系统的动力补给中心的压缩机，它为氨合成系统基本提供了所有的 动力和氨合成操作压力，所以保压对于氨合成尤为重要。压缩操作除了保证各 个出口压力指标外，对变三管和合成压力的保压。后两者是保压的重点。保变三压力变三压力不能高于0.72MPa,压力过低或过高都不利于后面 压力的维持。保

31、压可以通过调节低压压力来调节高压，在风机岗位调节2#副线、在压缩调节20阀或放空阀。压力高时，开2#副线或开20阀，但开20阀气体在 压缩内部循环，影响煤气流量，相当于减量。开放空污染了坏境，又浪费了气 体，故二次煤气风机送来的压力不宜过高，该由后面的压力情况调节。同样压力不能过低，过低会使煤气流量降低，影响了后面合成工序的产量保合成压力 在触媒等合成条件稳定下，压力越高合成生产能力越好，但出于安全合成压力不能高于32MPa。第四部分氨合成经过净化处理后的气体仍然有 37%C0,约1%的C02,如果不脱除将影响氨 合成工序，所以在进入合成塔前必须脱除。于是利用生产粗甲脱除 CO、CO2 再利用

32、铜洗和氨洗脱除最后的 CO和C02。4.1粗甲联醇工艺生产甲醇的同时也脱除了对氨合成有毒害的 CO、CO2，联醇工艺 特点是串联在氨合成工艺之中，既满足氨合成工艺，又满足甲醇合成工艺要求。生产甲醇的反应：在铜基催化下 CO+ 2H2=CH3OH CO2 + 3H2= CH3OH+ H2O（压力：13.5MPa T: 240300°C）。粗甲生产的主要设备及功能如表 4-1设高压气循合成塔水冷器醇洗循环中间贮备水洗液环分醇机槽塔分机离塔离滤牙器油器器功除分脱合成粗甲：冷却合成分洗抽走收集醇能CO2离除CO + 出=塔出口气离涤醇分分离器和气油CH3OH体气气力器与洗醇氨、体份体体中的塔

33、分离硫中CO2+ 出=中中气体出来的的CH3OH的的甲醇液粗甲体甲醇表4-1粗甲生产的主要设备及功能气体流程 压缩六段来的气体进入高压水洗塔，祛除部分 CO2及氨、硫后进入气液分离器除去油、水，进入循环机滤油器与循环出口气混合，再进一步 分离气体中的油、水分及其他杂质。接着气体分主副线进入粗甲合成塔。气体 在三个合成塔的流程是1#、4#并联后与3#串联。在高温（245280°C）、高压（< 13.5MPa和触媒的催化下CO、CO2与H2反应合成粗甲。CO+出二CH3OH ,CO2 + H2二CH3OH。生成的甲醇和反应不完全的气体从塔底出来后经过水冷器 冷却后，分离出粗甲醇，气

34、体继续经洗醇塔分离出粗甲醇后送往铜塔继续脱除 粗甲脱除不完全的CO、CO2和H2S。高压水洗塔和洗醇塔所用的软水由铜泵岗 位压送。气体流程如图4-1压缩六段髙压水洗塔气液分离器循坏机滤油器合成塔I1粗甲 I 1产二亟 一|中间贮槽| T循坏机| |洗醇警| |醇分离器| |水冷器图4-1粗甲汽体流程4.2铜洗铜洗是气体净化的最后工序，铜塔和氨塔利用铜氨液吸收原料气中的CO、CO2、O2、H2S0使进入合成塔精炼气中微量 （CO+ CO2） < 25PPn，CO2< 5PPm吸收了有毒气体的副铜液送往再生进行铜液再生后由铜泵加压送往铜塔循环使用，废氨水送往废氨水槽收集后磷酸。反应式如

35、下： 脱除 CO C0 + Cu(NH3)2Ac + NH3= Cu(NH3)3Ac C0+ Q 脱除 CO2CO2+ 2NH3+ H20=( NH4)CO3(NH4) 2CO3 + CO2+ H2O = 2NH4HCO3+ Q 脱除 O22Cu(NH3)2Ac + 4NH3+ 2HAc + 1/2O2 = 2Cu(NH3)4Ac2 + H2O 脱除 H2S 2NH4HO + H2S= (NH3)2S+ 2H2O+ Q2 Cu(NH3)2Ac + 2H2S = Cu2 S J+ (NH 4)2S+ 2NH4AcCu(NH3)2Ac + 2H2S= Cu S J+( NH4) 2S+ 2NH4

36、Ac气体流程由粗甲来和铜洗大副线来的经过油分离器分离油污后进入 1#铜 塔与逆流而下的铜液充分接触反应后脱除 CO、O2、H2S后，与压缩六段来的气 体进入2#铜塔与逆流而下的铜液充分接触反应后脱除 CO、O2、H2S后，接着从 氨塔底部进入与新鲜氨水充分接触后脱除 CO、CO2、O2、H2S，制得的精炼气 送往压缩七段。气体流程如图4-2|-粗甲六段-J滤油器-1#铜塔1計铜塔一氨塔一压缩七段钢洗大副线图4-2铜恍气体流程铜液再生吸收了有毒气体的铜氨液由铜泵加压后送到回流塔除去CO2、O2、CO、H2S进入下还原器管内将高价铜还原成低价铜后进入上还原器继续还 原，以及加入空气(加入空气可以降

37、低铜比，但降低 CO含量，减少再生器回 收价值)调节铜比后铜液进入再生器，在再生器里加入蒸汽调节温度后使铜液 有充分的停留时间。铜液中的碳酸铵、硫化氨以及低价铜与CO生成的络合物得以完全分解，并使微量CO充分氧化，以恢复铜氨液的吸收能力。再生后的 铜液进入下还原器与富铜液换热后由水冷器降温，经过降温的铜液接着进入大 过滤器过滤了铜液的杂质后进入氨冷器冷却后进入小过滤器继续过杂质后由铜泵加压送往铜塔循环使用总铜与铜比、温度、压力 铜洗是气体净化的最后工序，出口微量的控制 直接关系到后面氨合成的质量和氨触媒的使用效果。总铜与铜比 在铜比一定时，若总铜含量增加，低价铜和高价铜均增加， 能提高铜氨液对

38、 CO 的吸后能力。但总铜过高，铜氨液黏度增加，阻力也增加， 既增加动力的消耗又能造成带液。所以应总铜控制在1.92.5mol/L。操作时，总铜基本不变的情况下，提高铜比就提高了低价铜的含量。高铜比利于吸收， 反之吸收能力将降低。但铜比过高会析出单质铜，不但降低了吸收能力而且还 会堵塞管道，影响生产。所以铜比一般控制在 58。压力 再生器的液面压力过低会使CO过早解析对高价铜的还原作用减弱， 压力过高 CO 解析不完全，对铜比的还原作用增强，同比升高。所以，再生压 力在12MPa以上。温度 再生温度对再生过程影响很大，温度太高Cu（NH3）3AcCO迅速分解， 降低还原能力，温度过低则又会使还

39、原不完全，影响铜液的吸收。于是回流塔 的温度控制在6065°C;还原器的温度在7080°C;再生器的尾部温度控制在 76780C （中部比尾部约低1°C）。4.3 氨的合成氨的合成是合成氨系统的最后工序，是提供液氨的产品的工序，是整个合 成氨生产系统的核心部分。 氨合成反应是在高温、 高压和催化剂存在下进行的。 但由于只有部分气体得以反应，出口气体中氨含量不高，一般只有1020%，故采用分离后的 H 2、 N 2气体循环回路回收气体。5我公司使用合成氨设备是两套生产能力分别为 6X10”日3/年（1000mm 塔）和4X105t. NH3/年（800mm塔）的合成

40、塔。两塔除了在进气方式和热交换 器上有所不同外，其他流程基本是一样的。4.3.11000mm 塔气体流程在滤油器混合的循环机出口气体与新鲜气经过油水分离器分离 油水后，进入冷凝塔上部换热后进入氨蒸发器冷凝后分离出循环气里的氨，分 离了氨的气体再进入冷凝塔换热。出了冷凝塔后气体分成主线和副线两股：主 线的气体分为三股，第一股直接进入塔内，另两股与塔外换热器出口的两股气 体混合后从塔顶进入塔内与第一股混合从合成塔高压外筒与内件的环隙向下保 护高压外筒。从塔底出来的气体与副线来的气体混合后进入塔外换热器管间与 废锅出口气体换热后，从塔底进入合成塔下部的换热器管间换热，经中心管进 入触媒层反应(3H2

41、+ N2=2NH3)，反应后气体从塔底换热器(管内)换热后出 来，再经过废锅回收热量后进入塔外换热器管间换热，换热后的混合气体由水 冷器冷却后又由氨分离器分离出液氨后被循环机抽走进入下一轮循环。液氨被 送往氨库。气体流程如图4-3循环机氨分离器一水冷器废锅+冷凝塔氨蒸发器合成塔顶|塔外换热器管内废锅合成塔底-1塔外换热器管间合成塔二次入口滤油器E4-2 1米合成塔气体流程4.3.2 800 塔气体流程在滤油器混合的循环机出口气体与七段来的新鲜气经过油水分 离器分离油水后，进入冷凝塔上部换热后进入氨蒸发器冷凝后分离出循环气里 的氨，分离了氨的气体再进入冷凝塔换热。除了冷凝塔后气体分成主线和副线

42、两股。主线气体从塔顶进入，沿外筒与内筒的环隙向下，进入热交换器管间与 管内反应后的高温气体换热，使进塔气体预。另外，副线气体从塔底进入，不 经过换热器预热，与经过预热的气体混合后进入分气合下室，然后被分配到各 冷管内管，气体沿内管而上后，再经外套和中管之间环隙而下，在分气室上室 积气进入中心管。气体从中心管出来后，进入触媒层，在一定压力和温度下进 行反应，反应后的气体出了触媒框，进入热交换器与刚进塔的气体换热后出塔, 出塔气体由废锅回收热量后进入水冷器冷却，再进入氨分离器分离出液氨后气 体被循环机抽走，液氨送往氨库。气体流程如图 4-4力、温度、空间速度、气体组成与塔差压力 压力对氨的合成很重要，这