天脊合成生产工艺总流程1

合成造气生产工艺流程

块煤加气化剂(O2 H2O)制取粗煤气，包括煤气化(200#)，粗煤气变换(300#)和粗煤气冷却(400#)。现煤气化设置5台气化炉，正常四开一备；变换由三个系列组成；煤气冷却实质是通过换热、回收热量来实现的。

造气200#生产工艺流程

特点是加压气化、吹氧吹蒸气、连续操作。

①本工号任务：从供煤厂干号来的块煤经200#鲁奇气化炉，以块煤为原料，以蒸汽和氧气

为气化剂，生产合格的原料气—--粗煤气(主要成分CO2、CO、CH4和H2、少量的CnHm •N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨)。

②工艺原理：煤的气化反应是一个比较复杂的物理化学过程，整个燃料床在气化炉内由下至上被分为灰层、燃烧层、气化层、干馏层、干燥预热层。

1.灰层：为了保护炉篦以及煤的完全反应，在炉篦上要建立和维持一定高度的灰层，在灰层，气化剂被加热，灰渣由约1500℃被冷却到比气化剂温度高约30-50℃，排入灰锁。

2.燃烧层：在燃烧层主要进行煤的部分燃烧反应，以提供煤气化反应所需的热量。C+O2=CO2+Q C+½O2=CO+Q上述第一反应是主要的。上述两个反应放出大量的热，上升的气化剂被加热到约1400℃，下降的灰的温度接近1500℃。

3.气化层：从燃烧层上来的气流中主要含有CO2和水蒸汽，在气化层约850℃的平均温度下主要进行如下反应：C+H2O=CO+H2-Q C+2H2O=CO2+2H2-Q

4.干馏层：在干馏层，煤被上升煤气加热在300-600℃时，煤开始软化，焦油和少量的H2、CO2、CO、H2S、NH3从煤中分解出来，在干馏层，酚、吡啶、萘等有机物也形成并分解出来。煤的干馏是吸热过程。热量来自燃烧层。

5.干燥预热层：在干燥预热层，煤被上升的气流加热至约200℃，此时煤的表面水分和吸附水分被蒸发。气化炉的单炉正常生产能力为36000Nm3/h（干煤气），最大生产能力为55000Nm3/h（干煤气），其出口粗煤气中的主要成份为CO2、CO、CH4和H2，并含有少量的CnHm•N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨。③流程简述粒度为5～50mm的块煤由煤斗通过煤锁间歇操作，进入气化炉上层，由变频电机或液压装置驱动的布煤器均匀地分布在气化炉上层的整个横断面上。此后由上至下通过干燥层、干馏层、气化层、燃烧层、灰层与气化炉底部上来的气化剂（蒸汽+氧气）进行热化学反应生产粗煤气，反应后产生的灰渣通过气化炉底部的由变频电机或液压驱动的炉篦排入灰锁，灰锁间隙操作，把灰排入竖灰管并通过水力排灰系统冲入灰水池。气化剂由 3.8MPa 380℃的过热蒸汽、3.5MPa 100℃的氧气组成，它们混合后在约320℃进入气化炉进行气化反应，产生的温度为600℃左右的粗煤气首先进入洗涤冷却器进行洗涤冷却。为了满足加压气化炉筒体既要耐高温，又要耐高压的双重要求，鲁奇加压气化炉设计为内壁耐高温，外壁耐高压的双层夹套式反应器，其夹套产生的中压蒸汽经汽液分离器，分离后做为气化剂的一部分参加了煤的气化反应。

造气300#生产工艺流程

①本工号主要任务：将200#煤气化工号生产的粗煤气中的一氧化碳变换为生产合成氨的有

效气体成份氢气。

②②工艺原理：一氧化碳和水蒸汽在催化剂作用下反应，生成二氧化碳和氢气，其反应式

为：CO + H2O ＝CO2 + H2 +Q 上述反应称作水煤气变换反应，简称为变换反应。

使用催化剂为钴钼系耐硫变换催化剂。变换反应为放热等分子可逆反应。因此降低反应温度和增加蒸汽用量都可降低变换气中CO的平衡浓度，若温度高、蒸汽量少，将不利于变换反应，甚至还可能发生逆变换过程。在要求变换气中CO含量一定的条件下，降

低反应温度是降低蒸汽用量的必要手段。在不能降低反应温度的条件下，片面追求降低CO浓度，将会造成极大的蒸汽消耗。本工号共有三个系列。变换气的主要成分是CO2、、CH4和H2，并含有少量的CO 、CnHm•N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨。

造气400#生产工艺流程

①工号任务：将来自300#的229℃变换气冷却至33-37℃后送往500#。，在变换气冷却的同

时，用换热的方式加热送往1600#的锅炉给水和脱盐水。

②②工艺流程：来自300#变换工号的229℃热变换气，首先进入干式冷却器，被锅炉给水

冷却到166℃，然后分两部分：一部分通过锅炉给水预热器冷却至118℃进入立式空冷器；另一部分通过脱盐水预热器冷却至102℃，进入立式空冷器进一步冷却至65℃。两部分变换气出空冷器后最终全部进入分离器，经汽液分离后，进入最终冷却器冷却至33-37℃，送往500#低温甲醇洗工号。

净化500#生产工艺流程

①主要任务：将来自400#经冷却后的粗煤气中的二氧化碳、硫化氢和有机硫以及其它杂质

脱除，使煤气得到净化。

②工艺原理：甲醇选择吸收CO2、H2S的机理：甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收，即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择性吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S。

甲醇对CO2、H2S有高的溶解度，而对H2、CH4、CO等溶解度小，说明甲醇有高的选择性，另一方面表现在对H2S的吸收快好几倍，溶解度前者比后者也大，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S。粗煤气净化包括三个工艺步骤：——在予洗段脱除气态轻油，不饱和的碳氢化合物，和其他较高沸点杂质。——在H2S吸收塔内的脱除H2S。——在CO2吸收塔内的脱除CO2。甲醇的再生是通过减压和蒸馏来完成的。

净化600#生产工艺流程

①工号任务：将来自500#的脱硫脱碳净化煤气利用分子筛吸附脱除净化煤气中的微量二氧

化碳和甲醇；通过冷凝分离和液氮洗涤来脱除煤气中的甲烷、一氧化碳和少量的氩，生产出H2/N2为3:1的合成气，同时将脱除出来的甲烷气输送至V-601甲烷压缩机进入700#下一个工号。

②工艺原理：根据甲烷、一氧化碳等气体和氢气相比冷凝温度高，并且可溶于液体氮，且氮的沸点较氢高的特点，可用物理吸收的方法采用先降温冷凝，再通过液氮洗涤将这些气体与氢气彻底分离，从而达到分离煤气中氢气的目的。氮洗净化气中的氢氮气是合成氨的原料，一氧化碳是氨合成催化剂的毒物，是必须清除的物质，而甲烷、氩对铁系合成氨触媒虽无毒害作用，但因在合成回路中循环增浓会降低合成氨的合成转化率及增加能耗，应加以清除。在相同压力下，CO、CH4和Ar它们的冷凝温度均比液氮高，所以在液氮洗涤时都会冷凝而进入液氮中，而H2气因冷凝温度低，仍呈气态存在，从而达到分离的目的，这就是液氮洗涤法除去CO、CH4、Ar的理论基础。液氮洗工艺特点：采用液氮洗涤CO有很大的优点：一是原理简单，工艺上容易实现；二是根据要求易配制成合格的合成气，因此冷却净化流程必离不开液氮洗涤法工艺。