30万吨合成氨联产尿素项目可行性研究报告

30万吨合成氨联产尿素项目建议书湖滨区大项目办公室2006年9月27日1总论一、工艺技术状况来自厂内的焦炉煤气，压力300mmH2O柱，温度35℃，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。

吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。

从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。

脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。

当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。

来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。

滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。

分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。

滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。

滤液流入结晶槽冷却结晶，当溶液冷却至25℃左右时，加入同质晶种，使其结晶，最后在离心机中分离获得粗制NaCNS，用人工铲出装袋后外售，作为精制NaCNS的原料。

离心滤液流入中间槽返回蒸发器循环使用，由于杂质逐渐积累，需定期送回脱硫系统。

从蒸发器蒸出之水汽，在冷凝冷却器冷凝后，抽入滤液收集槽，返回脱硫系统用于配制碱液。

1.3拟建地点：湖滨区工业园区1.4建设内容与规模1.4.1建设内容与规模根据公司拟建的硝酸钾的生产规模，结合国内市场情况和企业资金筹集能力,确定本项目的生产规模为年产9万吨合成氨。

概算投资：5196万元1.7效益分析1.7.1市场分析本项目所生产的合成氨全部用于硝酸钾的生产，硝酸钾是一种无氯二元化肥，含有13%以上的硝态氨和44%以上的氧化钾，具有高溶解性和无氟释放的特点，在无需增加土壤酸性的条件下，其有效成份可迅速为植物吸收，其特点使硝酸钾肥料具有广泛的适用性。

高溶解性使硝酸钾既可以用做理想的液肥使用。

硝酸钾既可以作基肥，好可以用作追肥使用。

采用农用硝酸钾代替硫酸钾，不但能提高烟草的质量和产量，而且能降低烟草专用复合肥的生产成本。

农用硝酸钾的主要市场在西欧和北美等经济发达地区，最近几年来，全球对农用硝酸钾的需求持续上升。

我国作为农业大国，仅烟草行业农用硝酸钾年需求量就达20万吨以上，现进口量已达10万吨，农用硝酸钾供求予盾非常突出，据以色列海法公司和智利矿化工公司调查，今后十年我国农用硝酸钾年需求增长率在8%以上，国内硝酸钾仅在烟草作物及部分经济作物上使用，十年以后需求量在万吨以上，仅云南省用于烟草的硝酸钾年需求量就达10万吨以上，我国是农业大国，随着农业经济的发展将很快成为农用硝酸钾的使用大国，需求量会大幅度增加。

因此，该产品国内外市场前景明朗，市场潜力很大。

2项目建设的必要性和条件1.1项目实施的必要性和经济意义2.2建设条件分析2.2.1厂址地理位置文水县位于山西省中部，太原盆地西缘，吕梁山东麓。

地理座标为东经111°29′46″～112°19′15″，北纬37°15′～37°35′9″之间，东隔汾河与祁县相望，东南与平遥县毗连，西依吕梁山与离石交界，北与交城、清除相邻，南与汾阳市接壤，东西长72公里，南北宽30公里，总面积1067.8平方分里。

本工程拟选厂址在山西省文水县百金堡科技化工园区内，位于文水县城南，距县城10公里，距307国道4公里，距平遥火车站，祁县火车站各30公里，交通运输十分方便。

2.2.5交通运输条件文水县距太原75公里，距汾阳30公里，距祁县火车站30公里，东临307国道，西靠夏汾高速公路，距园区10公里，交通运输十分方便。

3建设规模与产品方案3.1产品方案本项目方案确定为公称规模年产30万吨合成氨,并全部加工成硝酸钾.3.1生产规模及产品方案工厂操作天数：300天/年计合成氨（中间产品）：9万吨/年（公称能力）产品规格：NH3≥99.9%(wt%)H2O≤0.1%( wt%)油≤5ppm( wt%)4工艺技术方案、设备方案和工程方案4.1.1工艺技术方案工业上脱硫基本上可分为湿法脱硫与干法脱硫两大类.（1）湿法脱硫：湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化泷三类。

其中，最重要的是湿式氧化法脱技术。

目前运用较为广泛且性能较好的脱硫方法为PDS法、改良ADA法，拷胶法、荼灰法、MSQ法、改良对苯二酚法、RCA法。

PDS法：由东北师范大学研制的PDS法脱硫技术，1986年已通过吉林省科委的技术鉴定。

目前在全国有近百套生产装置采用此项技术，用于半水煤气变换气、天然气、甲醇合成气、焦炉气的脱硫。

该法所需催化剂浓度极低，消耗量少，运行经济，催化剂无毒，使用方法简便，可以单独使用，无须添加其它“助催化剂”，脱硫效果好（据资料介绍，PDS法脱H2S的效率≥90%，脱有机硫40-50%）。

改良ADA法：改良ADA法是60年代国外开发的技术，已广泛用于化肥、城市煤气、冶金行业，改良ADA法技术成熟，过程完善，规范化程度高，技术经济指标好，但该法存在的主要问题是硫磺堵塞脱硫塔填料。

拷胶法：1976年广西化工研究院研制成功拷胶法脱硫技术，它具有改良ADA法的几乎所有优点，而且无硫堵现象，由于拷胶资源丰富，价廉易得，故其运行费用比改良ADA法低，在焦炉气湿法脱硫中经常使用。

其中缺点是脱硫液需要一个繁复的制备过程才能添加到系统中去。

1986年广西化工研究所又研制成功了KCA脱硫剂，其脱硫性能与拷胶剂非常近似使用时可将KCA直接加入系统中，由于KCA脱硫剂中添加了廉价有变化金属盐，故能降低脱硫费用。

其余方法：用硫酸猛、水扬酸、对苯二酚组成脱硫液的MSQ法，由苯多酚、NaNO3组成脱硫的荼灰法小型合成氨厂应用中也得了较好的脱硫效果。

（2）干法脱硫：干法脱硫主要有氧化铁法，铁钼+锰矿法、活性炭法、钴—钼加氧法氧化锌法等。

a)、氧化铁法：氧化铁法原料来源广泛，价格便宜，主要脱除原料气中的H2S，不能脱除有机硫。

操用温度较低（一般在常温下操作），脱硫剂工用硫容较大。

但脱硫精度有限（一般可脱到约1ppm）。

b)铁钼+锰矿法：在350—400℃条件下，铁钼催化剂首先将气体中的有机硫转化为H2S，再由锰矿吸收，脱有机硫的效率约为90%。

铁钼+锰矿法脱硫具有价廉、原料易得的优点，但因锰矿净化度和硫容较低、寿命短、不能再生、易产生副反应。

c)活性炭法：能脱除H2S及大部妥有机硫化物，肯有能常温度操作，净化度高、空速大，可再生等优点，但价格较贵，硫容较低，再生能耗高。

转化—吸收法：转化—吸收法一般是指钴钼加氢转化—ZnO吸收法，能将各种有机硫化物转化为硫氢，特别适宜于处理含有噻吩的氯体，转化生成的硫化氢手氧化锌法除去。

操作温度为350—430℃，操作压力0.7—7.0MPa，空速500—2000h—1。

加氢催化剂可再生，但不能用于含CO、CO2等昴于发生羰基化副反应的场合（如焦炉气、水煤气等），而且价格昂贵。

氧化锌法：能脱除H2S及脱除除噻吩以外的有机硫化物，具有净化度高，空速大，工作硫容度高（20%）、操作简单等优点，缺点是价格昂贵，废脱硫剂不能再生。

只适宜设置在精脱硫工艺中的最终脱硫把关。

脱除焦煤气中的国内常用的湿法脱硫方法，主要为改良ADA法，该法工艺技术成熟，过程完善，规范化程度高，溶液无毒。

但也存在一些缺点，如溶液成分复杂，溶液费用较高，易发生硫磺睹塔现象。

而PDS法生成的单质硫颗粒大，易分离，不睹塔，兼有洗塔作用，硫容较低高，还能脱除硫醇、羟基硫，脱除率约50—60%，但PDS单独使用效果并不理想，故本装置采用ADA和PDS双催化剂脱硫工艺。

脱硫液的再生采用自吸空气喷射器再生槽。

喷射强化再生，具有投资省、效果好、省电等优点。

4.1.2工艺流程简述焦炉煤气，在压力300mmH2O柱、温度35℃条件下，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。

吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。

从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。

脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。

当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。

来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。

滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。

分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。

滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。