合成氨生產(chǎn)原料的比較解讀

1、合成氨生產(chǎn)原料的比較解讀一.合成氨的原料1.以重油為原料局部氧化法制取氫氣 重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工后的燃料油，重油與水蒸汽及氧氣反響制得含氫 氣體產(chǎn)物。局部重油燃燒提供轉(zhuǎn)化吸熱反響所需熱量及一定的反響溫度。該法消費的氫氣產(chǎn)物本錢 中，原料費約占三分之一，而重油價格較低，故為人們重視。我國建有大型重油局部氧化法制氫裝置，用于制取合成氫的原料。 2.以天然氣或輕質(zhì)油為原料制取氫氣 該法是在催化劑存在下與水蒸汽反響轉(zhuǎn)化制氣。主要發(fā)生下述反響： CH4H2OCOH2 COH2OCO2H2 CnH2nnH2OnCO2nlH2 反響在800-820下進展。從上述反響可知，也有局部氫氣來

2、自水蒸汽。 用該法制得的氣體組成中，氫氣含量可達74體積，其消費本錢主要取決于原料價格，我國輕質(zhì)油價格高，制氣本錢貴，采用受到限制。大多數(shù)大型合成氨合成甲醇工廠均采用天然氣為原料，催化水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的工藝。我國在該領(lǐng)域進展了大量有成效的研究工作，并建有大批工業(yè)消費裝置。我國曾開發(fā)采用間歇式天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝，制取小型合成氨廠的原料，這種方法不必用采高溫合金轉(zhuǎn)化爐，裝置投資本錢低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已非常成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。 3.以煤為原料制取氫氣 一是煤的焦化或稱高溫干餾，二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在901000制取焦碳副產(chǎn)品為焦爐煤

3、氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60體積甲烷23-27、一氧化碳6-8等。每噸煤可得煤氣300350m3，可作為城市煤氣， 亦是制取氫氣的原料 。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反響轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸汽或氧所空氣，氣體產(chǎn)物中含有氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化后制得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的制取氫源方法。采用OGI固定床式氣化爐，可間歇操作消費制得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產(chǎn)物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達60以上，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可制得純氫。采用煤氣化制氫方法，其設(shè)備費占投資主要局部。 在合成

4、氨工業(yè)中，經(jīng)變換和脫碳工藝處理，合成氨原料氣中仍含有對氨合成催化劑有毒的CO和CO2氣體，必須進一步處理將其降低至10 mLm3左右，以保護氨合成催化劑。目前合成氨廠脫除微量CO、CO2的工藝方法較多，主要有醋酸銅氨液洗滌法(銅洗法)、低壓甲烷化法、甲醇甲烷化法(雙甲工藝)、醇化工藝、非等壓醇烷化凈化工藝等 。1 銅洗法醋酸銅氨液洗滌法(簡稱銅洗)是最古老的方法，早在1913年就開場應(yīng)用。銅洗法以其工藝成熟、操作彈性大，長期在中小型合成氨廠占據(jù)主導地位，但國外早在20世紀60年代就逐步淘汰這種落后的工藝。原料氣甲烷化凈化，這是氣相中CO+CO2在催化劑作用下與H2反響轉(zhuǎn)化為CH4而得以凈化，是

5、早期氮肥消費的一種傳統(tǒng)氣體凈化工藝。甲烷化工藝流程圖脫碳氣氣液分離器甲烷預熱器換熱器甲烷化爐冷卻器氣水分離器去壓縮去變換系統(tǒng)中溫變換氣3 甲醇甲烷凈化工藝法(雙甲工藝)所謂“雙甲工藝，實際上就是合成氨廠將聯(lián)醇、甲烷化技術(shù)引入原料氣凈化系統(tǒng)，從而省去落后的銅洗再生工藝。甲烷化工藝可以控制好(CO+CO2)微量，但對原料氣中(CO+CO2)含量限制較為苛刻，而二者結(jié)合起來形成的“雙甲凈化工藝，保持了二者的優(yōu)點，彌補了二者的缺乏。雙甲工藝流程圖五段來氣醇化塔烷化塔去六段進口粗甲醇4. 醇烴化凈化工藝法針對雙甲工藝存在的一些問題，湖南安淳公司把雙甲工藝做了改進，即晉級成為醇烴化精制工藝。醇烴化工藝流程

6、圖五段來氣油分預熱器醇化塔水冷氨冷水冷烴化塔預熱器醇分烴分去六段入口全自熱非等壓醇烷化合成氨原料氣凈化新工藝同呂化工科技開發(fā)，并在山東肥城化肥廠裝置上獲應(yīng)用，該工藝比原銅洗工藝降低噸氨本錢90元。非等壓醇烷化凈化工藝流程圖脫碳氣中壓醇化壓縮高壓醇化氨合成816MPa2031.4MPa甲醇甲醇綜上所述，合成氨廠原料氣凈化工藝隨著時代開展，已從較為落后的銅洗工藝法逐漸開展到工藝較為先進的醇烴化及醇烷化凈化工藝，反映了氮肥行業(yè)工藝技術(shù)的進步與開展。合成氣精制新工藝是有利于氮肥企業(yè)節(jié)能降耗，增產(chǎn)增收，更是造福于社會的優(yōu)秀技術(shù)。氮肥企業(yè)無論是否有聯(lián)醇裝置，只要條件容許，淘汰能耗高、對環(huán)境有污染的老凈化工

7、藝，走先進的凈化工藝的路子，定能獲得很好的經(jīng)濟效益和積極的社會效益。 幾種流程裝置相比，天然氣裝置的投資最省。天然氣裝置的投資遠比煤頭裝置低，假設(shè)15萬噸天然氣為原料的合成氨裝置固定投資為2.81億，同等規(guī)模的投資大致如下各種工藝比較，天然氣工藝技術(shù)目前最可靠。天然氣合成氨工藝成熟、消費可靠、連續(xù)。煤頭技術(shù)中，固定層氣化流程，雖然工藝成熟，但氣化消耗高，環(huán)保污染嚴重、難以達標、廠區(qū)環(huán)境惡劣；水煤漿氣化技術(shù)對煤種要求特別高，包括煤的活性，灰份含量、灰熔點、固定碳含量；Shell(殼牌)技術(shù)還沒有運行先例。因此，煤為原料的連續(xù)氣化的合成氨風險很大！ 假設(shè)煤用現(xiàn)行價格503元/噸不變，天然氣年含年前每年漲價8%。年之后天然氣價格不變見下表。年天然氣制氨本錢估計1749.32元/噸；而煤制氨本錢估計1785元/噸 。天然氣合成氨本錢仍然低于煤頭合成氨本錢。 結(jié)論綜上所述合成氨原料的選擇要本著以下原那么：1.原料來源易得、符合環(huán)保和清潔消費要