化肥厂生产过程及工艺流程

化肥厂生产过程及工艺流程煤制合成氨、尿素C+0.5O2→COC+O2→CO2CO+H2O→CO2+H2H2+N2→NH3CO2+2NH3→CO(NH2)21全厂流程简介备煤备煤煤气化变换低温甲醇洗液氮洗合成压缩空分蒸气N2空气供热站蒸汽渣煤硫回收S氨煤煤制合成氨、尿素流程简图尿素合成尿素CO2N2剂。CO2吸收塔下部的一部分富甲醇液进中压闪蒸塔，将有用的含氢气体闪蒸出来，经闪蒸气循环压缩机压缩回收，返回变换气原料中。中压闪蒸塔闪蒸后的甲醇溶液进再吸收塔，用来自空分装置的低压氮气进行气提，将溶液中的CO2气体提出排放。塔中的甲醇液一部分作为热再生塔的回流，另一部分用泵抽出，去克劳斯气分离器作为洗涤液。由硫回收工段来的克劳斯尾气加入高压甲醇进行水分吸收，然后通过克劳斯尾气深冷冷器降温，进入尾气分离器，气体送至再吸收塔，液体经泵送至甲醇／水分离塔。c.液氮洗由低温甲醇洗送来压力1.83MPa、温度-35℃的净化气因含有微量的CO2和CH3OH，为防止CO2和CH3OH在低温下冻结堵塞换热通道．净化气先进入吸附器(RO1A/B)，通过分子筛吸附后，使CO2和CH3OH含量小于0.1×10-6。脱除了CO2和CH3OH的净煤气在1.78MPa、-35℃下进入热交换器后被冷却到-182℃，使大部分CH4冷凝下来集存于氮洗塔底部。富CH4从氮洗塔底部抽出经节流膨胀制冷，在热交换器和复热，这部分物流作为燃料离开本工段。在氮洗塔内，净煤气被塔顶流下的-182℃液氮洗涤，气体中的CO和少部分CH4、Ar等组分被冷凝成液体，从氮洗塔下部抽出，经节流膨胀制冷，通过热交换器(E01)和(E02)复热至34℃送出作为燃料。经液氮洗涤，氮洗塔顶出口CO和CH4小于1×10-6的氢氮气在W0I配氮，调整氢氮比为3：1，并经(W01)换热回收冷量后，气体离开液氮洗工段去压缩机工段。由氮气压缩机送来压力2.2MPa、温度40℃的氮气经热交换器(E01)换热后，温度降至-33．5℃，然后低温氮气进入膨胀透平(C01)膨胀后，温度降至-105.6℃，经热交换器(E02)换热回收冷量后送出放空。大部分氮气再经热交换器(E01)冷凝成液氮供洗涤用。H2：N2比的微调通过在冷箱外直接把高压氮通入合成气中实现。（3）冷冻由净化装置(低温甲醇洗)(-38℃，0.03MPa(A))及氨合成装置来的两股气氨(-15℃，0.22MPa(A)和4℃，0.4MPa(A))，分别经分离器后，分段进入压缩机，最终压缩到1.6MPa的气氨，气氨经冷凝器冷凝为液氨后，液氨再进入液氨贮槽，最后液氨送往用户。来自管网的过热蒸汽，进入汽轮机，产生的动力供压缩机。冷凝液进入表面冷凝器冷却后，经冷凝液泵返回管网。（4）硫回收来自脱硫工段酸性气经过酸性气分预热器进入主燃烧炉，与按一定比例配入的空气混合燃烧。炉内发生H2S部分氧化反应：H2S+3/2O2＝SO2+H2O+Q1H2S+1/2SO2＝H2O+3/4S2+Q2在燃烧炉内有65％的H2S转化成单质硫。经过废热锅炉副产蒸汽，再经冷却器冷却生成的少部分硫磺分离进硫磺地下槽，气体经加热器后依次进入二级克劳斯反应器和二级硫冷凝器，二氧化硫在催化剂作用下绝大部分生成单质硫磺，分别来自硫冷凝器的硫磺经液封槽收集于液硫池，产品硫磺用液硫泵送出。反应后的尾气经冷却和尾气捕集器与加氢反应气经气一气换热器换热后，再经电加热器加热，在过程气与氢气混合器中与氢气混合后送至加氢反应器还原，还原气经换热器回收余热后送至急冷塔用冷却水急冷，塔顶尾气送回到甲醇洗进行再次吸收。急冷塔冷却水通过急冷水泵、急冷水过滤器、急冷水空冷器、急冷水冷却器循环利用，消耗的冷却水从界外补充。（5）压缩合成氨合成反应如下：N2+3H32NH3△H298＝-92.44kJ/mol来自合成气压缩机的15.4MPa气体进入热气-气换热器。在换热器中与来自锅炉给水预热器的反应气通过交换被加热到173.5℃。然后气体送往氨合成塔在合适的氨合成催化剂下反应以增加氨的体积浓度到20.65％。可通过支路管线分流部分气体来控制进塔气的温度。反应气可回收废热量，可产生25～40bar(A)饱和蒸汽。在开车操作的早期阶段，为加快热循环部分，废热锅炉也能用作加热器。来自废热锅炉的反应气进入到热气-气换热器的管程被冷却到74℃，加热合成原料气。反应气体再送往水冷却器，在这里气体被冷却并有部分氨被冷凝。出口温度是-39℃。合成气和液氨混合物进入冷气-气换热器，用自氨分离器1冷的循环气在这里进行冷却。气体再被送往高温冷凝器，在这里被用氨冷冻工段提供的液氨(在4℃)的蒸发冷却到8℃。再进入低温冷凝器，用液氨(在-15℃)蒸发冷却到-9℃，发生进一步的氨冷凝。进入分离器。从分离器中的合成气分离出液体氨，循环气通过冷气-气换热器从6℃加热到35℃进入合成气压缩机循环段的吸入口，为了使氨合成循环气中惰性气体浓度不超过氨合成反应过程的允许量，在氨分离器的出口气体中连续排放一定量的吹除气，送往氨回收工段。来自分离器的液氨经减压，进入到中压氨闪蒸罐，在这里分离闪蒸气体，并得到最终产品液氨输送到界区外。来自中压氨闪蒸罐闪蒸气体，输送到合成气压缩机新鲜气吸入口。（6）空分装置压缩、预冷和纯化系统从入口空气过滤器出来的空气被去除了尘埃和其他机械杂质后，经过空气压缩机压缩至约0.63MPa(A)进入空气冷却塔，在其中被水冷却和洗涤。空气冷却塔采用循环水和经水冷塔及水机组冷却过的低温水冷却，空气冷却塔顶部设有游离水分离装置和独特的防液泛装置，以防止工艺空气中游离水份带出。出空气预冷系统的工艺空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统，纯化系统中的吸附器由两台容器组成；吸附容器采用立式内绝热轴。径层床结构，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过蒸汽加热器加热后进行再生。在分子筛吸附器之后抽出一股空气，作为工艺空气送到全厂管网。分馏塔系统:空气精馏2．尿素装置(1)原料液氨和二氧化碳的压缩、输送来自界区的原料液氨经高压氨泵加压到约16.0MPa，通过高压喷射器进入高压甲铵冷凝器。界区来的二氧化碳经压缩机增压到约15.3MPa进入气提塔，为了防腐需在压缩机入口加入防腐空气。(2)高压合成回收尿素合成塔的反应条件为：合成压力l3.8～14.5MPa，合成温度185～188℃，NH3/CO2(摩尔比)2.9～3.1，H2O/CO2(摩尔比)0.4～0.5。合成塔的反应混合物先送至气提塔，在此利用2.16MPa的蒸汽加热，将未转化成尿素的大部分的甲铵和过剩氨分解分离。气提塔出液经减压后送至低压循环系统。气提塔顶出气送入高压甲铵冷凝器顶部，液氨和一甲液也送到高压甲铵冷凝器顶部，在此进行甲铵生成反应，并副产低压蒸汽。高压甲铵冷凝器低部出来的甲铵液、氨和二氧化碳混合物进入尿素合成塔低部，进行尿素的生成反应。合成塔出口气体送入高压洗涤器进行冷凝吸收，高压洗涤器出来的甲铵液流入高压喷射器，通过液氨输送到高压甲铵冷凝器，高压洗涤器未冷凝的气体送往低压吸收塔。(3)低压循环离开气提塔底部的尿液减压后进入精馏塔，精馏塔下段为加热段，甲铵分解所需热量由高压甲铵冷凝器副产的低压蒸汽提供，尿液中的未反应物通过加热进一步分解。离开精馏塔的尿液减压到约0.045MPa(A)送入闪蒸槽，闪蒸槽出口气体在真空系统冷凝，闪蒸槽出来的尿液流到尿液贮槽。离开精馏塔低部的气体进入低压甲铵冷凝器，通过该冷凝系统回收氨和二氧化碳，低压段回收后的甲铵液通过高压甲铵泵送往高压洗涤器。(4)真空系统闪蒸