合成氨工艺分析及节能改造措施

1、合成氨工艺分析及节能改造措施摘要：合成氨工业为我国的经济发展做出了突出贡献，但是我国的合成氨生产 技术存在着一些问题，比如：生产效率较低，能源消耗量大，生产成本较高，所 以合成氨工艺技术有待提高。本文介绍了合成氨的工艺流程，并针对这些问题提 出了合成氨工艺流程中的节能和改造技术，用以提高工作效率，降低生产成本。关键词：合成氨；工艺流程；节能改造；措施1前言氨是重要的无机化工产品之一，是化工产业的重要原料，在国民经济中占有 重要地位。但是我国的合成氨生产技术存在着生产效率较低，能源消耗量大等问 题，所以很多企业尝试采取一系列措施，比如对设备进行合理化改进，研制出功 能较好的催化剂等等，來降低原料

2、消耗，充分回收利用，降低生产成本，提高经 济效益，促进经济发展。我国化工工业在取得了科学技术的快速发展后，合成氨 速度的加快，由于其在各种行业的广泛应用，所以需求量很大。合成氨的过程也 不断改进合成氨法，合成氨法在氨合成过程中占据主导地位。煤炭化工合成氨成 本相对较小，和氨合成率较高的纯度，但煤炭本身就是一种不可再生能源，这意 味着用于合成氨必须极高的效率，以减少煤的能源消耗，特别是在我国现在提倡 的可持续发展战略和节能环保政策将尖叫煤炭化工合成氨的改进工作流程和节能 的重要性。煤化工合成氨的工艺流程主要分为原料气体、原料气体净化、原料精 炼、合成氨、合成氨等。氨分离5个步骤，每个环节中的5个

3、步骤可能影响氨的 质量，因此为了提高氨合成的效率，我们必须特别关注5个环节，在这里，作者 将详细介绍煤化学合成氨的过程。2合成氨工艺流程分析2.1制取原料气生产的原料包括许多种类，不仅包括天然气、焦炉煤气和煤炭生产，还包括 重油、石脑油等，在制备合成气的条件下，将这些材料置于高温和水蒸气效应的 条件下。固体焦炭、原煤，一般采用固体燃料气化法制备合成气；针对剩余部分, 一般采用非催化部分氧化法制备合成气；对于石脑油等，可以通过循环蒸汽法的 第二阶段。本程序的目的是制备含氮和氢的饲料气体。氢气主要由天然气、石脑 油、重油、煤、焦炭、焦炉煤气等原料组成。一般來说，这些材料在高温和水蒸 气中都是氢气、

4、一氧化碳和合成气的其他成分，这一过程被称为气化。对于固体 原料煤和焦炭，通常釆用固体燃料气化制备合成气的方法；采用合成气的非催化 部分氧化渣的方法；在工业生产合成气中，利用二次蒸汽重整过程，对气态碳氢 化合物和石脑油进行了二次蒸汽改造。氮主要来自于空气，可以通过物理方法液 化空气或化学方法获得。第一种物理方法是首先降低空气液化温度，再次升高温 度，低沸点的氮气体逸出，以获得高纯氮。化学方法是在空气中制造碳，在气体 中重新吸收二氧化碳是氮气。.2.2净化原料气净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。这一流程相对复杂，包含以下儿 个环节：第一，变换一氧化碳。由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一

5、 氧化碳，而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行 转变，将一氧化碳向二氧化碳进行转变可以降低其脱除的难度，同时可以增加氢 气含量。在工业生产过程中，变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序，因 此应使这一工序的能耗降低，以解决能源浪费问题。第二，原料气脱碳脱硫。在 合成氨生产过程中，脱碳脱硫是重要环节。可以通过两种方式进行脱碳，一种是 物理吸收法，另一种是化学吸收法。脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。 在脱碳过程中，回收利用二氧化碳是重要工序，由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢 钱，还可以制造纯碱和尿素等，因此回收利用二氧化碳可以实现资源节约的目的, 同时能得到环保的效

6、果。另外，脱硫的方式也包括两种，一种是干法脱硫，另一 种是湿法脱硫，其中干法脱硫指的是通过固体脱硫剂进行脱硫，可取得良好脱硫 效果，但脱硫剂难以再生，在精脱硫中较为常用；湿法脱硫指的是通过溶液进行 脱硫，此种脱硫方式具有可再生性，在粗脱硫中较为常用。2.3氨的合成在合成氨生产时，氨的合成是重要环节，之前制取原料气、净化原料气的目 的在于更好地完成合成环节，以生产出高纯度合成氨。这一环节需要在高压、高 温条件下进行，同时需要辅助使用催化剂，因此氨含量仅为10%20%,在此种情 况下要想增加氨含量，则需釆用氮气与氢气循环系统，以不断地提取出氨气和氢 气，进而生产出合成氨。3合成氨工艺节能改造措施3

7、.1造气工段技术改进自动加焦机技术。这一技术的应用不仅可以节约生产时间，还可使能量消 耗减少，另具备较强的安全性；煤气余热集中回收技术。针对生产中的余热可 以通过回收器进行回收，使资源得到充分利用，以实现回收利用资源的目的； 炉况监测与油压微机控制技术。这一技术不仅可使分配时间得到合理化调节，还 可使对造气炉环境和具体情况进行全面监测，并做好反馈和调节工作，使生产效 率提升，能源消耗得到节约；集中式高效洗气塔。通过高塔喷淋式洗气塔使系 统阻力降低，同时使污水和冷却水减少；吹风气余热回收技术。回收吹风气余 热可节约资源，通过集中式燃烧炉吹风气回收技术进行回收，部分企业通过三废 硫化混燃技术对余热

8、进行回收，避免浪费资源，使生产效率和经济效益提升； 入炉蒸汽品质提升技术。过热蒸汽对炉温有稳定作用，可使蒸汽分解率提升，能 源消耗降低，这也是合成氨的必需环节；高效静电除焦油器。这一设备的应用 不仅可保障脱硫质量，还可使脱硫效率、气体质量得到提升，另外还对压缩机寿 命有延长作用，通常情况下，焦油器使用在脱硫工段前，还用在清洗塔后，是重 要仪器之一。3；废水循环利用技术改进在合成氨生产中，为节约成本通常以碎煤为主要原材料，但此种材料的应用 在形成煤气水后无法彻底地分离其中的粉尘和焦油，进而堵塞了合成氨生产所用 管道，增加了热损失。另外，废水的应用可使生产效率提升，同时使能源消耗降 低。对于废水循

9、环利用技术來说，可以通过多次沉降煤粉和焦油，并加设气浮装 置，力求在沉降后减少煤气水中悬浮物和油质量浓度，避免出现装置堵塞现象， 使装置运行效率得到提升。3.3氨分离技术改进现阶段，氨主要是通过两种方法进行分离，一种是水吸收法，另一种是冷凝 分离法。氨分离通常是通过氨分离器进行，相比于传统分离器，此装置相对先进, 可以避免传统分离器不能彻底分离的弊端，使资源浪费得到有效控制。此种装置 的工作原理是通过气体流向转变实现气体中液滴的分离。4结束语合成氨生产过程会大量地消耗煤能源，故需强化对合成氨工艺的分析，并改 造其工艺技术，实现能源节约，这对我国能源节约和可持续发展有重要意义。通 过造气工段技术、废水循环利用技术、氨分离技术等技术改进，提升生产效率， 减少能源消耗，使生产成本降低，对企业稳定发展有利。参考文献：刘化章.合成氨工业节能减排的分析J.化工进展，2011, 30 (06) : 1147-1157.2017-08-12.DOI： 10.16085/j.issn.1000-6613.2011.06.014李建强.合成氨工