年产18万吨合成氨和30万吨尿素项目建议书

年产18万吨合成氨和30万吨尿素项目建议书
年产18万吨合成氨和30万吨尿素项目建议书

年产18万吨合成氨/30万吨尿素

项目建议书

XX重化工产业基地办公室

目录

一、概述 (1)

二、产品用途及市场预测分析 (2)

三、产品方案和生产规模 (5)

四、工艺技术方案 (6)

五、原辅材料及燃料供应 (13)

六、建厂条件和厂址方案 (14)

七、公用工程 (17)

八、环境保护 (18)

九、工厂组织和劳动定员 (19)

十、项目实施计划 (20)

十一、投资估算 (20)

十二、财务评价 (22)

一、概述

㈠.项目名称

年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目。

㈡.建设地点

XX市XX能源重化工产业基地。

㈢.项目区概况

XX市XX能源重化工产业基地位于XX市的中心地带,是以XX自治旗XX矿区为中心,向东辐射到牙克石西部地带,向西辐射到海拉尔东部地带。核心区XX矿区煤炭资源、水资源、土地资源丰富,交通方便。牙克石和海拉尔矿产资源丰富,可为高载能产业提供原料保障。

㈣.项目建设的必要性

XX市近年来以发展为主题,紧紧抓住国家实施西部大开发、振兴东北老工业基地、电力体制改革等这些难得机遇,以市场为导向,积极推进煤炭产业、煤电转化和煤炭气化及煤化工项目建设。与此同时XX市委、市政府又做出建设XX能源重化工产业基地的重大决策,以XX矿区为核心打造新型工业化产业集群,为基地实现跨越式发展提供了良好的政策保障。

XX市煤炭资源、水资源和土地资源丰富,交通便利,完全满足项目建设的原料需求。同时地域广阔,总面积25.3万平方公里,东与黑龙江省接壤,南与兴安盟毗邻,而XX市和兴安盟境内均无合成氨和尿素生产厂家,化肥市场广阔,且邻近的东北三省做为农业大省,目前化肥生产亦

不能满足农业生产需要。另一方面,近年来由于国家对“三农”问题的关注,导致化肥市场供不应求,因此在XX能源重化工产业基地建设合成氨及尿素生产项目不但有较好的经济效益,而且还能满足XX市及相邻地区的化肥市场的需求,有着较好的社会效益。

二、产品用途及市场预测分析

㈠.合成氨的用途

合成氨工业在国民经济中占有重要的地位是因为合成氨的用途广泛。

合成氨是氮素肥料的主要来源。目前世界上以氨为原料制造出来的氮肥大致有以下品种。

铵态氮肥有硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、碳化氨水、氨水及液氨。尿素由于在土壤中先水解成碳酸铵再被吸收,故也列入此类。

硝态氮肥有硝酸钙、硝酸钠、硝酸钾等。

铵、硝二态氮肥有硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝铵等。

为了同时向土壤提供氮、磷、钾等多种元素而生产的含氮复合肥料有磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、硫磷铵、尿磷铵、多磷酸铵、硝酸磷肥、钾氮复肥以及各种配比的三元素复肥(NPK)等。

㈡.尿素的用途

1.作肥料用

在农业上尿素作为高效氮肥而得到广泛使用。它是一种中性氮肥,长期使用不会使土壤变质劣化,尿素的技术指标应符合GB2440—91。

1980~1999年中国的尿素产量,由占氮肥总量的29.93%上升至59.64%。成为氮肥品种中的主导产品。2000年中国尿素产量达3070万吨(实物量),创历史最高纪录。

2.作饲料用

尿素可作为反刍动物的辅助饲料,这些动物能将尿素转化为氨基酸,再通过代谢作用转变为蛋白质。1kg尿素所含氮量,约等于5~6kg豆饼。尿素掺入饲料的最高限度为:每次不超过动物所需蛋白质的1/3。

尿素还可用于稻草饲料和谷类饲料的储存,湿稻草在储存期间能吸收尿素中氮的60%~80%,一般尿素施用量为每吨饲料25~40kg。

3.作工业原料用

全世界用作工业原料的尿素约占总产量的10 %。尿素可进一步加工成三聚氰胺,再与甲醛缩合制成三聚氰胺-甲醛树脂(蜜胺树脂),这种树脂作为重要的化工原料之一在涂料、塑料、木材加工、造纸、纺织等领域有着广泛的应用。

在制药方面,尿素可用来制作呋喃西林、脲脂、巴比妥、鲁米那、利尿剂等几十种化学药品。

尿素还可用来制作涂料助溶剂、炸药稳定剂、纤维软化剂、防止结冰剂、石油精制剂、塑料发泡剂、织物抗皱剂和漂白剂等等。

㈢.尿素市场分析

改革开放以来,随着农业生产的发展,尿素的消费增长较快。1999年表观消费量首次突破3000万吨,达到3069万吨。2000年表观消费量为2974万吨,略有下降。“九五”计划期间,中国尿素生产经历了由供不应

求到供过于求的转折性变化,由进口尿素国变为出口尿素,2000 年出口96万吨。近年来国家由于对“三农”问题的重视,尿素需求量不断增长,出现了供不应求的局面。随着人民生活水平的提高,对粮食产量的需求的也会不断增长,因此尿素需求量也会与日俱增。

根据有关资料显示,2003年全球尿素生产能力已接近1.37亿吨,其中60%的生产能力分布在亚洲,37%的能力集中在中国。中东、独联体国家以及其他欧洲国家分别占世界8%的生产能力,南北美洲共占了13%。

2004年基本市场状况资源总量:2004年以来,尿素行业处于“成本推动”和“需求拉动”共同作用时段,尿素产销量稳步增长。据统计,2004年1-12月份,国内化肥(折纯)产量4519.8万吨,同比增长162%,尿素(折纯)产量1923.5万吨,同比增长10.8%。总体来说,2004年尿素市场表现为典型的产销两旺特征。

2004年,全球将新增400万吨/年的尿素生产力,2005年将有另外的450万吨/年产能投入生产。从现在到2010年之间,全球将新增2700万吨/年的尿素生产能力,预计其中1/3的扩能发生在中国将会是比较现实的。

进出口方面:受国际原油不断上涨的影响,国际天然气价格也处于较高价位,导致国际有竞争力的“气头”尿素生产装置开工率锐减,国际尿素价格暴涨,波罗的海、尤日内、阿拉伯海湾和越南(CFR)尿素价格分别在四季度中期达到了几年来的最高价。与此同时,中国尿素在国际市场充当起重要角色,东南亚市场成为了中国尿素的主要市场集散地。据统计,

10月份出口达到52.51万吨,比9月份增长44.1%;11月份达到了74.5万吨,12月份达到了58.6万吨。2004年全年出口量在394.3万吨左右,比去年同期得到了大幅度增长。由于出口数量的增加进口量的减少使国内化肥资源出现了明显的资源紧张情况,国内价格也一度走高。

2005年尿素市场走势。目前国内尿素生产以煤炭原料占70%左右。据2004年底召开的2005年度全国重点煤炭产运需衔接会议透露,2005年煤炭市场仍然比较紧张,预计煤炭产量为20亿吨,较2004年增产有限,但需求增长较大,预计需求为20.4亿吨,供需缺口将达4000万吨,将呈现为较强的“卖方市场”特征,加上运力不足等情况,2005年煤价上涨应成定局。尽管2005年国家将优先考虑电力、化肥、冶金、居民生活和出口五大领域的煤炭需求,但由于供需的紧张,煤炭成本上涨将不可避免。天然气也是尿素的主要原料,据悉,2005年化肥用天然气价格也将上涨,即使这样也难免出现供应中断的现象。因此,综合分析,2005年尿素用煤、天然气、电力及蒸汽等大部分原料、能源价格仍将维持高位并很有可能再次提高,化肥生产成本也将在高水平小幅上扬。

三、产品方案和生产规模

以项目区丰富的煤炭资源为和电力资源为依托,建设年产18万吨合成氨转尿素30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油14454吨/年,氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年。

四、工艺技术方案

㈠.煤炭气化方案

工业上以煤为原料生产煤气已有百余年历史,用于生产合成气也有近一个世纪之久,近20年来进展最快,已从第一代煤气化工艺发展成第二代工艺,两代气化工艺之间有很大差异,主要表现在早期的煤气化大都使用块煤和小粒煤为原料,而随着采煤机械化程度提高,粉煤量已占50%以上,造成大量粉煤资源不能有效利用。即使采用如K-T法粉煤气化工艺,也仅仅是常压气化,不仅消耗高、能耗高,规模也较小。针对第一代煤气化的不足,进入80年代以后,随着“煤的洁净气化”和“煤气化联合循环发电”的发展,采用先进的气流床反应器,以粉煤为原料,处理煤量2000t/d的加压气化工艺成功地实现了工业化。其气化指标好,有利于环境保护,成为煤气化技术的主流。

可采用的煤气化工艺技术方案叙述如下:

1.固定层常压气化技术

采用固定层煤气发生炉方案,通常需采用优质无烟块煤为原料,可分为空气间歇气化和纯氧/富氧气化。

一般的固定层间歇气化炉存在能耗高、单炉发气量低、有大量吹风气放空污染环境等缺点。采用纯氧气化目前还没有类似的工业化运行业绩,上世纪70年代中期,吉化公司化肥厂、云南解放军化肥厂、安徽淮南化工总厂、吴泾化工厂等先后在φ2745间歇式UGI炉上进行富氧连续气化生产合成气试验并获得成功。此后的80、90年代,又有黑龙江化工总厂、

平顶山化肥厂、巨化公司化肥厂等单位进行了固定层气化富氧连续气化装置的实验生产,气化原料从焦炭扩展到小块无烟煤。各厂富氧连续气化装置由于种种原因,有的运行效果较为满意,还有些装置实际气化效果不尽如人意。总体来看,通过这些厂地实际生产运行,固定层富氧连续气化技术在我国化肥化工行业已经积累了一定的经验。

2.国外第二代煤气化技术

国内以煤为原料生产合成气的大型装置采用的煤气化工艺,主要有Lurgi加压煤气化工艺、Texaco水煤浆气化工艺及壳牌(Shell)干煤粉气化工艺。,Lurgi加压煤气化工艺生产的粗煤气甲烷以及焦油、酚等含量高,加工为城市煤气较为合适。作为合成气时不仅净化系统复杂,而且因甲烷的影响使得消耗高、能耗高、流程比较复杂,故不宜采用。

Texaco水煤浆气化工艺为第二代煤气化技术。美国Texaco公司很早就开发了以天然气和重油为原料生产合成气技术,七十年代的石油危机促进了寻找替代能源和洁净的煤气化技术的发展。经多年研究以后,推出了水煤浆气化工艺。该工艺采用水煤浆进料、液态排渣、在气流床中加压气化,水煤浆与纯氧在高温高压下反应生成煤气。国内已引进渭河、鲁南、上海焦化、淮南四套装置,现均已投运。

3.恩德煤气化技术

恩德粉煤常压气化技术是在德国温克勒粉煤气化技术的基础上经多次革新改造后发展形成的。恩德粉煤流化床气化炉与温克勒流化床气化炉相比,既有共性,又有自身特点,主要表现在:

⑴炉篦改为喷嘴布风

恩德粉煤流化床气化炉取消了原温克勒气化炉炉蓖改为喷嘴布风,可解决原来存在的炉底结渣问题,从而提高了气化炉的运行稳定性,使气化炉的运转率一般在90%以上。

⑵煤气带出物循环回炉

通过在炉体中上部增设二次喷嘴,使从床层下部夹带的细粒粉煤进一步气化,并使原料煤在气化炉下部产生的挥发分进一步裂解成甲烷等煤气组分;另外采取将旋风除尘器分离出的粗颗粒飞灰返回气化炉参加反应的方法,不仅提高了气化过程的整体碳转化率,而且可以使飞灰含碳量降低到20%以下,从而提高了气化过程中煤炭能源的利用率。

⑶气化强度大

由于流化床内的固体物料在气化炉正常运行过程中处于沸腾状态,气、固相剧烈接触,整个床层内的温度梯度与浓度梯度均很小,从而大大强化了气化炉内气、固相之间的化学反应及传质和传热过程,使流化床气化炉的气化强度比一般同直径的常压固定床气化炉高出3-4倍。

⑷适宜煤种资源丰富、价格低廉

流化床气化炉的特点之一是可以使用廉价粉煤,主要要求原料煤的反应活性较高,如褐煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤等低煤阶煤,在我国这些原料煤资源极为丰富,而且分布也十分广泛。

⑸气化过程不产生焦油,环境特性好

由于在流化床气化过程中,床层温度约为900-1050℃,且温度分布均匀。因此,气化过程中因煤炭热解而产生的焦油及其它重质碳氢化合物的裂解比较完全,使得出炉的粗煤气中焦油、酚类等物质含量相当低,从

而大大简化了煤气净化系统,对环境的污染也少。

⑹运行稳定,维修工作量少

由于取消了气化炉底部的炉蓖,避免了原来存在的炉底结渣等问题,气化炉本体实际上只是一个空筒。气化炉仅由内衬耐火材料的炉体和可拆卸的喷嘴组成,没有传动部分和易损部件,而床层温度相对气流床气化炉要低得多,对耐火材料的磨损和侵蚀强度大大降低,因此,对耐火材料要求不高,气化炉的运转率较高。

⑺生产负荷调节灵活

实践证明,恩德粉煤流化床气化炉的生产负荷可在40%-110%的范围内调节,这样更容易适应对生产过程的需要。

⑻开、停炉方便

气化炉开、停操作方便。如需停炉,可停供原料煤和气化剂,在几分钟内即可实现停炉。因气化炉内衬有耐火材料,冷却速度较慢,甚至几天之后仍可通入气化剂重新启动。而实际上在停炉期间,每天向气化炉内喷入一、二次少量空气,以维持气化炉的内温度。这一特点在煤气用作工业燃料气时更有实际意义。

⑼废热锅炉使用寿命长

由于对工艺流程进行了改动,减少了煤气中夹带的粉尘对废热锅炉锅炉管的磨损,因而延长了废热锅炉的寿命和检修期。

⑽煤气用途较广

恩德粉煤流化床气化炉的操作可分别采用空气,富氧或纯氧与水蒸汽为气化剂,生产不同组成和热值的煤气,以满足不同用户的需求。

⑾自产蒸汽量大

由于出气化炉的粗煤气温度很高,因此,利用废热锅炉回收煤气中的显热,提高了气化过程的整体热效率,所产过热蒸汽不仅可以满足制气工艺的需要,而且还有部分富余蒸汽外供。

⑿煤气生产成本低

与固定床气化炉只能使用块煤作原料相比,恩德流化床气化炉使用粉煤作原料。而粉煤由于产率高、产量大,价格要比块煤便宜得多,这样制气成本必然会明显降低。另外,由于流化床气化提高了气化强度,单台气化炉的煤气生产能力大大提高,相对生产成本也会下降。如景德镇的恩德粉煤流化床气化炉煤气生产成本就低于原固定床气化炉。

本项目从装置节约投资考虑,采用恩德粉煤气化技术。

㈡.合成氨生产技术

1.原料来源

合成氨工业,从开始建立到现在已经历了80余年历史。对于氨的合成技术及催化剂,除合成压力有所不同外,没有原则性的变化。而对获取纯净氢、氮气的方法都投入了大量的精力和财力。

制氨的原料仅氢和氮而已。氮来自空气,取之不尽,用之不竭,而提纯净化氢是主要的研究对象。氢资源的供应、制氢的技术和净化所采用的工艺方法,是合成氨工业需要不断地解决并及时改进的重大课题。合成氨厂约有2/3以上的资金和精力花费在氢的供应上面。氢原料及加工技术一直在变化并直接影响到合成氨工业的发展。

自然界没有元素态的氢可以直接获取,除了水外,绝大部分氢均存

在于各种燃料之中,也就是存在于碳氢化合物之中。现在已经可以使用各种不同的固态、液态及气态可燃物作为制氢原料,并配以与之相应的气体净化方法,来制造氢氮气供合成使用。

本项目采用以煤为原料的制氢技术。

2.气体净化及氨合成技术

⑴氨合成回路的改进、压力等级。

20世纪60年代以前,各种方法均在向中压(25~32MPa)靠拢。20世纪60年代以后,由于离心压缩机的使用,各种方法的压力在不得已的情况下,降到约15MPa,现在又在开始向中压法回升。随着新型催化剂的使用,压力有可能再次下降到10MPa以下。如何处理好氨的冷凝分离与能耗间的关系,将是给研究降压者提出的主要课题。

氨的分离。哈伯开始使用水吸收法,福瑟首先用冷凝分离代替水吸收,因其优点多,很快得到广泛采用。但是随着合成压力的逐渐降低,冷凝分氨变得愈来愈困难,于是又有人开始使用水吸收的做法。一旦低压下氨分离技术与能耗的关系得到满意的解决,合成压力将会进一步下降,并不会再次回升。整个合成氨工业由此可以跳出高压工业的范围。

合成塔的内件结构,是多年来人们热衷于改进的主要对象,大体上可分为三个阶段。首先是以TVA(Tennessee Vallexy Authority)(美国田纳西流域管理局)式冷管塔为代表,氨合成的反应热通过插入在催化剂床层的套管移出。第二阶段是采用分层冷激的做法取代冷管,使催化剂床层温度更趋合理。到第三阶段,催化剂床层仍然使用分段冷却的做法,但不是直接注入冷激气,而是改用管式换热器将热量移出,成为比较理想的

结构。与改进床层温度分布的同时,对床层阻力也不断地改进。

废热锅炉是合成回路中的一个重要组成部分。自从节能问题被突出以后,几乎没有哪种技术方法不使用它。根据热量移出点与热交换器位置间的关系,而有前置、中置、后置式之区分。

⑵气体净化方法

现有的气体净化方法已经能够满足各种工艺所提出的苛刻条件,但不能满足人们要求不断技术进步的愿望,新技术还会不断地出现。另一方面推广同行已有的经验,将会取得较大进展。例如在制氢方面早已应用成熟的变压吸附技术,现已有人将其移植到氨生产工业上来。估计这一技术将很快地被推广。以后类似的移植借用,在净化领域将会多于其他工序,因为净化通用性强。

㈢.尿素生产技术

尿素生产工艺流程如下:

尿素的工业生产以氨和二氧碳为原料,在高温和高压下进行化学反应:

2NH3+CO2→NH2CONH2+H2O

这个反应只有在较高温度(140℃以上)下其速度才较快而具有工业生产意义。由于反应物的易挥发性,且尿素反应必须在液相进行,所以在较高的反应温度下又必须加压。工业生产的条件范围为160~200℃,10.0~20.0MPa。

氨基甲酸铵脱水转化为尿素的反应是可逆的。投入的原料氨和二氧化碳部分地转化为尿素和水的液体混合物,而未反应的原料则溶解其中。以二氧化碳计的转化率为50%~70%。以氨计的转化率则更低,因NH3/CO2(物质的量比)大于2。回收利用未反应的原料是一重要问题,充分利用反应热以降低能耗,是提高生产经济性的关键。

现代尿素生产均采用全循环法,即将每次通过反应器(合成塔)而未转化为尿素的NH3和CO2回收送回合成塔。为此,合成塔排出液(含尿素、氨和二氧化碳的水溶液)要先进行加工,分离成较为纯净的尿素水溶液和未反应的NH3、CO2和H2O的混合物。

前者通过蒸发、浓缩、结晶或造粒而制成颗粒状尿素产品。后者经过循环回收,以溶液形式送回合成塔。

五、原辅材料及燃料供应

㈠.原料

本项目的原材料主要为煤炭、氧气、氮气等。其中用于生产合成氨的气化原料煤炭由基地附近的煤矿提供,主要为XX煤业公司所产褐煤。氧气和氮气通过空分装置从空气获得。

XX煤业公司煤质分析数据见下表。

煤质分析表

本项目所需原料煤通过汽车运输,年需用量大约60万吨。

㈡.水和电力供应

本项目每年消耗工业用水310万吨,水源由XX煤业公司现有工业水装置提供。

本项目供电由新建的鲁能雁南2×300MW电厂提供。

㈢.辅助材料供应

除以上主要原料煤和水、电资源外,本项目所需要的催化剂以及其它化学药品、氨冷冻剂等均从市场采购,汽车运输至本装置。

六、建厂条件和厂址方案

本项目拟建于XX矿区雁南区鲁能雁南电厂附近。

㈠.厂址自然地理条件

1.地理位置

草原煤城XX矿区坐落在物华天宝、风光秀美的XX中部地带,隶属于XX自治旗。西与海拉尔、东与牙克石、北与陈巴尔虎旗接壤,区域地理位置优势明显。地理坐标为:东经120°24′至120°38′,北纬49°09′至49°16′,矿区总面积632平方公里。东面是葱茏苍翠的兴安岭,西边是碧波万顷的大草原,清澈的海拉尔河宛如一条彩带从矿区北部边缘辗转流过,宝勒高湖恰似一块晶莹剔透的碧玉镶嵌在矿区南端的五泉山旅游风景区。

2.交通便利

国铁滨洲线和301国道横贯矿区,矿区有专用铁路42 km与滨洲线相连,公路65 km与301国道相接,海拉尔东山机场距矿区65km,交通便利。

3.通讯设施齐全

有线及无线通讯网络覆盖整个矿区,通讯总装机容量18000门,同时公司架设了主干线1000兆的高速以太网,以2兆口DDN专线通过中国网通公司接入国际互联网,通讯设施完善。

4.气候条件

该区气候属半湿润、寒温气候。由于本区东面大兴安岭的屏障作用,湿润的海洋性气团的来路一定程度上受阻而其影响由东向西逐渐减弱,干旱问题相当突出,成为一个显著的气候特点。年平均降水量为373.2毫米,

降水分布不均,夏秋雨水较集中,冬春降水相对少,特别是干旱较为普遍。气候的另一个特点是冬季漫长而严寒,低温和霜冻相当突出。年平均气温-2.8℃,冬季绝对最低气温可达-40℃以下,但6-8月平均月气温可达18℃以上,平均无霜期92天左右,无霜期最长95天,南部山区则无霜期仅90天。光照较充足,年平均日照时数为2500-2800小时,年有效积温1721-1900℃。

㈡.煤炭资源情况

1.煤炭资源

XX能源重化工基地附近煤炭资源丰富,仅XX煤业公司就有可利用煤炭资源五处,分别为XX煤田东区、西区、伊敏煤田河东区、五牧场区和护林牧原区,煤炭预测总储量97亿吨。还有马达木吉煤田正在申请探矿权,地质储量为20亿吨。

2.土地资源

XX矿区占地总面积632平方公里,根据内蒙古自治区人民政府(内政办发〔1983〕41号文)《关于将XX种马场移交XX矿务局问题的批复》,XX煤业公司可无偿利用土地82万亩,为项目建设用地提供了有力的土地资源保证。厂区地势平缓。

3.水资源

年平均流量20.8亿m3的海拉尔河从XX矿区北部边缘流过,红旗沟、胜利河、布洛莫也沟三条季节性河流经煤田汇入海拉尔河,地下含水层贮水丰富。

规划建设的扎罗木得水利枢纽工程坝址位于海拉尔河干流上,供水

保证率为97%时,水库入库径流量7.47亿立方米,正常蓄水位642米,库容为3.52亿立方米。

XX矿区的矿井疏干水及城市中水经内蒙古水利水电勘测设计院进行了水资源论证:矿区疏干水可利用量为834万m3/a,矿区可利用城市中水量为430万m3/a。XX矿区的疏干水及矿区中水总量为1264万m3/a。

4.人力资源

以基地核心区XX矿区的XX煤业公司为例,现有员工18110人。管理人员全部具有大专以上学历,其中硕士研究生90人。各类专业技术人员2081人,其中高级职称162人,中级职称759人,初级职称1160人。专业人员中,工程技术人员712人。技术工人8412人占工人总数的81%,其中高级技师32人,技师354人,高级工1043人,主要技术工人全部为大中专或技工学校毕业。

七、公用工程

㈠.运输

1.货运任务及运输方式

本项目运入的货物主要采用皮带栈桥运输方式,直接由煤矿用输煤栈桥送入干煤棚;运出的货物主要是本工程的成品尿素以及煤灰渣,采用铁路和公路两种运输方式。

2.铁路运输

本工程铁路由XX矿区铁路专用线接线至库区,线路等级同原铁路专

用线。

3.公路运输

本工程道路由原XX矿区主要公路接至厂区构成项目的主要公路运输通道,道路宽度12米,道路构造同原有矿区道路。

㈡.给排水

给水采用一次水与循环水相结合的方案,其中一次水用于循环水补充水、空分、热电站一次用水、除盐水及不可预见水量。循环水用于煤气化、空分、煤气压缩、变换、脱碳、合成氨及尿素合成、工艺透平等装置。工艺废水经新建污水处理系统处理后达标排放。生活水量由现有生活水系统供给;消防用水由本次新建消防水系统供给消防水按一次最大小时用量508m3/h考虑。

㈢.供电

本合成氨、尿素项目紧邻XX煤业公司及鲁能雁南电厂建设,根据煤业公司及鲁能雁南电厂供电条件,外部供电电源电压按110kV。本项目需建110/6kV、90mVA总变电所一座。

㈣.供热

本项目因与新建鲁能雁南电厂建设,因此,从节省投资考虑,本工程不新建锅炉房,装置供热系统所需要的蒸汽全部依靠新电厂供给。

㈤.绿化

本项目绿地率为30%。绿化原则为在满足规范,保证安全的前提下,根据点、线、面结合的原则,充分利用道路两侧及每一处空地进行绿化。

中型煤制合成氨-—尿素厂生产技术现状、水污染治理现状及存在问题要点

中型煤制合成氨-—尿素厂 生产技术现状、水污染治理现状及存在问题 王有显 (上海化工研究院上海200062) 摘要 本文为“九、五”攻关项目“煤造气中型合成氨—尿素厂节水减污、清洁生产技术优化集成示范线”调查部分的摘要。 通过调查对我国中型煤制氨—尿素厂合成氨和尿素生产技术现状;典型的生产工艺及产生的主要废水污染源;水污染及治理现状;存在问题及产生原因等作一简单的介绍。 一前言 在中国的氮肥行业中,中氮肥历史最长,不仅是氮肥工业的发源地,而且也可以说是我国重化工的摇篮。目前我国中氮肥厂有54家,其原料结构包括了煤(焦)、油、气(天然气、油田气等),其中以煤(焦)为原料的厂家34家;以油为原料的厂家15家;以气为原料的厂家11家,(其中以兼有油、煤的厂家为6家)。1998年合成氨产量为603.5275万吨,占全国合成氨总厂量3188.5634万吨的19% 54家中氮厂中有尿素厂38家(占总厂数的70%),1998年尿素产量为566.2548万吨,占全国尿素总厂量2568.8853万吨的22%。

综观我国中氮行业的现状,煤(焦)制氨仍占主要地位(占总厂数的63%),而且从我国的能源结构,储量,供应和消耗情况来看,油制氨将逐步为煤制氨所取代。从氮肥产品结构看,由于原来生产碳铵的中氮肥厂转产尿素,使尿素产品成为主要产品,因而煤制氨-尿素厂在中氮行业中占主要地位,为此,研究中型煤制氨-尿素厂的节水、减污、清洁生产技术是非常必要的。 二. 中型煤造气合成氨生产技术现状 (一) 概况 正如前述,我国以煤炭为原料的中型合成氨厂有34家,其工艺流程基本相同。大致可分为:原料气的制备;原料气的净化;气体压缩和氨合成四大部分,只是在使用的具体技术上有不同的差异,现简述如下: 1.原料气的制备 目前我国煤焦制氨采用的气化技术主要有下面两种。 (1)固定床间歇气化。目前我国34家中型煤焦制氨厂均采用该技术,典型的炉型为UGI炉。其直径一般为2.74米、3米和3.6米,由于产量不同而台数各异。 (2)水煤浆加压气化。该法为引进德士古气化技术,首家使用该技术的是山东鲁南化肥厂第二氮肥厂,93年联动试车,94年3月通过国家的审核。

合成氨尿素装置建设经验

18.30合成氨尿素装置建设经验 天脊晋城化工股份有限公司(原晋城第二化肥厂)是1979年投产的年产3kt合成氨的小氮肥厂,历经二十年的艰苦创业,1999年达到60kt/a的合成氨生产规模,虽拥有得天独厚的资源优势,多年来却未见大发展,效益平平。进入新世纪,企业领导审时度势,抓住山西省调产机遇,首先果断兼并了离市区25km的解放军6013厂,为企业拓宽了发展空间,并随即投资8141万元实施改产碳铵为大颗粒尿素的8.13工程(80kt/a氨,130kt/a尿素)。2001年6月初率先建成了华北、东北、中原三大地区第一套大颗粒尿素装置。改产尿素的成功,优化了产品结构,企业的实力和经济效益大幅提升,特别是这一规模发展的业绩成为山西省打造以无烟煤产地晋城为中心的尿素生产基地战略布局的首棋。它更重要的意义在于培养锻炼了发展煤化工事业的生力军,坚定了快速发展、进一步使企业做大做强的决心和信心。晋城二化在认真总结8.13工程经验的基础上,马不停蹄,进一步加快加大建设步伐。 2003年底,在6013厂厂址处,建成投产了全国小氮肥企业首套18.30装置(180kt/a合成氨,300kt/a尿素)。该装置决算投资3.6亿元,建设周期13个月,投产42天即达产达标,试生产第一年(2004年)在电负荷受限的条件下,生产合成氨199.8kt,大颗粒尿素320kt,并联产甲醇14.3kt,实现利润1.2亿元,2005年又取得氨产量240.4kt,大颗粒尿素407.5kt,联产甲醇18.96kt,实现利润1.7898亿元的好成绩。 2001年以前,晋城二化还是一个名不见经传的小碳铵厂,而2003年底两套装置尿素生产能力达到500kt。2005年合成氨总产量376kt,尿素总产量为619.77kt。以实现销售收入9.45亿元,利润3.01亿元,利税3.4亿元的佳绩进入中国石油和化工化肥行业百强,全国小尿素行业综合效益第一名,成为中国石油和化工百强企业十大最具影响力企业之一。晋城二化尿素装置的建设达到了投资省、投产快、运行好、效益高的建设目标,其合理的规模配置,各项先进技术的应用,成功的建设经验和稳定高效的运行效果倍受关注,众多同行前来参观、询问、学习、考察,来者中有的对其投资之少表示怀疑,也有不少同行将其高效益仅仅归结为资源优势带来的效果。 笔者有幸身临其境参加了工程建设和开车运行的全过程,首先肯定的是投资额和效益是实实在在的。至于为什么花这么少的钱取得如此高的效益,我们的体会是:工程造价不单纯是一个花钱的事,它是一门融经济、技术、管理于一体的投资管理科学,从项目的决策、技术方案的选择、设计、实施等涉及到工程的全方位、全过程。而项目的投资效益更是一个综合效果,除市场因素外,主要由投资多少、工期长短、运行效果来决定。只有做到投资少、投产快、运行好,才能保证效益高。与本项目同期同地的另一18.30装置总投资11.6亿元,建设期3年余,3个多月方达产,虽也处原料产地,建成后的效益却远不如晋城二化了,该装置吨尿素投资3860元,而晋城二化吨尿素投资仅1200元(如按达到的实际生产能力计算吨尿素投资不到1000元),前者成本中的利息负担上百元,是晋城二化的三倍多,至于试车费用、运行费用的差别更悬殊。 下面仅就装置建设中的一些做法和体会总结如下: 1 必须有正确的战略决策和建设指导思想 领导的任务就是决策,根据晋城市打造200万吨尿素生产基地的目标,综合企业的优势和经济技术实力,二

合成氨生产尿素原理

尿素合成氨生产原理 一、生产原理 尿素分子式(NH2)2C0,是由液氨和二氧化碳,在尿素合成塔反应生成铵基甲酸铵(甲铵),其中一部分脱水生成尿素,其反应式为: 2NH3十C02=NH2COON4 NH2C00NH4 = NH2CONH2十H20 根据此反应机理,采用不同的压力、温度、氨碳比,形成各种生产工艺。 二、二氧化碳汽提工艺 二氧化碳汽提工艺特点是合成压力低,氨碳比低,反应率高而不设中压回收系统,流程短。缺点是由于氨碳比低,反应物料为酸性介质腐蚀性较强,为防腐蚀在二氧化碳气中添加氧较多达到0.55%~0.7%,如操作不当在合成塔顶排气中会产生过量氧与氢的爆炸性气体,故在高压洗涤器设有防爆板。在改进型二氧化碳汽提工艺中,为防止合成塔排气形成爆炸性气体,而采取了将二氧化碳气中氢脱除的方法即二氧化碳压缩机出口气体先经过气体加热器将气体加热,进入脱氢反应器(装有把催化剂),然后再将气体冷却,这样增加了三个高压设备,增加了投资。在70年代一些二氧化碳气提尿素老厂进行技术改造,采用加双氧水技术进行防腐蚀,减少了向二氧化碳气中加氧气量,使其达不到氧氢混合爆炸围,该项技术己得到推广应用。现将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下: 1.原料液氨和气体二氧化碳的压缩 由界外供给的液氨,用高压氨泵将压力提高到16.0兆帕,经氨加热器进一步加热到70℃,送入高压喷射器,将高压洗涤器出来的甲铵液增压,一并送人高压冷凝器的顶部。由界外送来二氧化碳气体,经二氧化碳压缩机压缩至13.79兆帕进入其汽提塔底部。 2.合成和汽提 在高压甲铵冷凝器上部送人新鲜的液氨,含有氨和二氧化碳的气提气以及循环返回系统的甲铵液也在14兆帕下送入,出口温度为168~170℃,氨/二氧化碳为2.8~2.9。换热器用压力0.4兆帕温度143℃的沸水冷却,物料中的气体被冷凝,并反应生成甲铵,放出冷凝热和生成热,产生0.4兆帕的蒸汽,用于后续工序。 在高压冷凝器中,使氨与二氧化碳全部生成甲铵,大约有78%的氨和70%二氧化碳冷凝成液体,生成的甲铵液与末冷凝的气体从底部各自的管离开高压甲铵冷凝器,进入合成塔底部。反应物在合成塔自下而上通过,在温度180~185℃、压力13.5~14.0兆帕下,将甲铵转化为尿素,二氧化碳转化率为57%~58%,从部溢流管离开送人气提塔。 在合成塔顶部出气中除氨、二氧化碳外,还有氧、氮、氢、惰性气体等,送人高压洗涤器。高压洗涤器下部是直立管壳式浸没冷凝器,器充满液体,气体鼓泡向上通过,上部为鼓泡段。液体出鼓泡段,一部分从溢流管返回浸没冷凝段底部,一部分外流出去进入喷射泵的吸入口。出口甲铵液的温度保持在160℃,为了防止冷却过度,管外用热水冷却,热水在一个封闭的加压系统中用循环水泵循环。从高压洗涤器顶部出来还含氨、二氧化碳气的惰性气进入吸收塔,被冷凝液吸收后放空。送入吸收塔的冷凝液是从氨水贮槽分别用解吸塔给料泵及升压泵经过顶部加料冷却器送人吸收塔的上段填料层,用闪蒸槽冷凝液泵将闪蒸槽冷凝液送人下段填料层,在塔底所得的稀甲铵液,部分返回下段填料层循环吸收,部分送人低压洗涤器中吸收从低压甲铵冷凝器出来的氨和二氧化碳。最终甲铵液从低压洗涤器或吸收器液位槽底部进入高压甲铵泵,升压后经高压洗涤器返回甲铵冷凝器。

合成氨及尿素生产危险有害因素分析(正式)

编订:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 合成氨及尿素生产危险有害因素分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-6790-12 合成氨及尿素生产危险有害因素分 析(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1、造气工段 造气工段转动设备多、操作上控制点多、受人为因素影响较大、工艺条件相互制约、操作难度大。介质具有腐蚀、有毒、易燃、易爆的性质(氢气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等),并具有引爆的火种;由于机械设备易磨损、易腐蚀、易发生容器的损坏、可燃物质的泄漏等;制气周期短,操作程序要求较严等,极易发生煤气发生炉爆炸、气柜抽瘪和爆炸、人员中毒、伤亡等,它是小氮肥厂中发生事故最多的一个工序。该工段曾发生过“7.22”夹套爆炸事故。 2、脱硫工段 由于半水煤气中的H2、CO、CH4、H2S等都是易燃、易爆、有毒气体。在生产过程中常会因设备管道泄漏

发生着火爆炸,造成人员中毒。据统计,该工段发生的火灾爆炸中毒事故占小氮肥厂的30%左右。该工段曾发生过多起着火爆炸事故。 3、变换工段 由于半水煤气转化为变换气后,气体中的氢气含量显著增加,高温气体一旦泄漏,遇空气很容易引起燃烧、爆炸;如果设备或系统形成负压,空气被吸入,与煤气混合,形成爆炸性气体,在高温、摩擦、静电等作用下,也会发生爆炸;特别是在检修过程中,如不能对系统有效地隔绝,也极易发生爆炸事故。该工段曾发生过“4.16”热水饱和塔爆炸事故。 4、碳化工段 碳化过程是合成氨原料气净化处理的中间过程,也是生产碳酸氢铵产品的最后工序。由于碳化反应在常温下进行,压力又不太高,因此安全易被人忽视。特别是氨水槽、贫液槽,既是常温又是常压,且又与大气相通,一旦遇上火源就会发生爆炸。此工段的碳化塔检修多,由于不好置换,碳化塔爆炸事故也是小

合成氨与尿素生产工艺指标

银河化工有限责任公司 银化发[2001]69号 峨山银河化工有限责任公司 关于颁发《合成氨及尿素生产工艺指标》的通知 公司所属各部门: 工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产、高产、优质、低耗的要素,更是实现安全生产的有力保障。现将公司总工办根据技改后的生产工艺及规模实际编制的《合成氨及尿素生产工艺指标》发至各生产车间及有关部门,请认真遵照执行。 本工艺指标自下发之日起执行。 附:《合成氨及尿素生产工艺指标》

(此页无正文) 峨山银河化工有限责任公司 二○○一年七月二十七日 主题词:工艺指标通知 抄报:公司领导生产处各科室各生产车间 峨山银河化工有阴责任公司总部办2001年7月27日印发

银河化工有限责任公司 合成氨及尿素生产 工艺指标 编制:总工办

前言 我公司6万吨尿素装置及配套的合成装置,在峨山化肥厂装置的基础上做了大量的技术改造。采用了粘土煤球制气,碱法脱硫,中低低就换工艺等,无论从原料路线和工艺步骤都较原来有较大变动。但总的运行还是平稳的,由于生产工艺及规模的改变,以前颁发的工艺指标已不能满足生产的要求。这次由总工办编制的工艺指标,是根据我公司实际情况,参照原化工部颁发的工艺指标及兄弟厂的经验编制的。现发到各生产车间及与生产有关的管理部门,要求认真贯彻执行,在运行中个性,以至完善。 工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产高产优质低耗的要素,是实现安全生产的有力保障。希望生产一线的操作工人和生产管理者严格执行工艺指标,与生产有关的管理人员要熟悉和掌握工艺指标,要做到生产操作与调度指挥以工艺指标为规的协调和统一,要充分认识工艺指标的严肃性、科学性和灵活性。要制定切实可行的考核办法,进行工艺指标的分类和分级管理考核,把哪此与安全生产、高产、优质、低耗、延长设备运行周期的重要指标列为厂控制指标。工艺指标合格率由生产管理部门作为重要指标来考核,以期达到安全、高产、优质、低耗的目的。 本指标自发布之日起实施,以前发布的工艺指标与本指标不同的按本指标执行。 总工办 二○○一年六月一日

18万吨合成氨、30万吨尿素

一、市场情况 (一)产品用途 尿素是一种含氮量最高的中性固体肥料,也是重要的化工原料。农业用尿素占90%,10%用于工业。农业上尿素可作单一肥料、复合肥料、混合肥料及微肥使用,也用作饲料添加剂。在工业上,尿素可生产脲醛树脂、氰尿酸、氯化异氰尿酸、三羟基异氰酸酯、水合肼、盐酸氨基脲、脲烷、氨基磺酸、发泡剂AC 、尿囊素等;尿素可制氨基甲酸酯、酰尿、造影显影剂、止痛剂、漱口水、甜味剂等医药品;尿素可生产石油炼制的脱蜡剂;尿素用于生产含脲聚合物,也可作纤维素产品的软化剂;尿素还可以作炸药的稳定剂,选矿的起泡剂,也可用于制革颜料生产。 (二)市场情况 2000年到2006年,我国尿素产能从 二、产品方案及生产规模 (1)合成氨:600吨/日(中间产品),公称能力18万吨/年 (2)尿素:1052吨/日,公称能力30万吨/年 工厂年运行天数:330天/年、按8000小时 三、工艺技术方案 原料煤与水在棒磨机湿法研磨,浓度达到61%的水煤浆加压后与高压氧气一起进行部分氧化,生产出含有CO 、H 2的粗合成气。合成气送到变换工段,在变换工段,大部分的CO 和水蒸汽反应生成H 2和CO 2,变换气中的CO 2和H 2S 等酸性气体在低温甲醇洗工段中被脱除,得到的净化气送入液氮洗工段精制,并配氮使合成气中的氢氮比达到3:1,精制气进入合成气压缩机,升压至后送入氨合成系统生产合成氨。低温甲醇洗的CO 2部分送往尿素装置,经压缩与液氨合成为尿素。

(一)气化工艺技术简介 气化工艺一般分为三种类型:移动床(有时也被称为固定床),流化床和气流床。 1、固定床气化炉是最老的气化炉,它很长时间在煤气化工艺中占主要地位。固定床煤气技术经历了固定层间歇气化法、富氧连续气化法和鲁奇加压气化法。 固定床气化炉中的氧化剂与煤的流动方向相反,通过由煤变为焦油,再到灰等一系列反应区。当空气被作为氧化剂时,温度通常不会超过灰熔点,而纯氧气流床气化炉既可以是干灰也可以是熔渣。由于粗煤气出口温度(400~500℃)相对较低,粗合成气中通常会有液态碳氢化合物。固定层间歇气化法因吹风过程中放空气对环境污染严重而被淘汰,富氧连续气化法因原料只能用焦炭和无烟煤,原料价格高,且生成气中甲烷含量高;富氧气化的特点是投资少,操作简单,在中型氮肥厂中具有丰富的操作经验,是国家重点推荐的中氮厂造气技术。由于国家大力整治小煤窑和国家经济发展和重化工业的强力拉动,全国各地的煤价格随着需求的增加正在节节上扬,使合成氨成本大幅上升,所以必须采用先进的煤气化工艺,提高煤的利用率和水煤气中有效气组成。鲁奇(Lurgi)加压气化技术,在我国建有3套装置。该技术虽然能连续加压气化,但由于气化温度低,生成气中甲烷含量大,同时生成气中含苯、酚、焦油等一系列难处理的物质,净化流程长;尤其是该技术只能用碎煤不能用粉煤,因而原料利用率低,大量筛分下来的粉煤要配燃煤锅炉进行处理。 2、流化床气化炉采用粉碎了的煤作为原料,用氧化剂(氧气或空

合成氨的方法及其应用

闽南师范大学 合成氨的方法及其应用 姓名: 学号: 专业:应用化学 年级: 10应化2 2013年12月30

合成氨的方法及其应用 【摘要】介绍不同原料的合成氨和合成氨各个工段工艺流程,指出了我国合成氨工艺技术现状及其未来发展趋势,认为未来合成氨技术进展的主要趋势是大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行;介绍合成氨工业产品的用途,指出合成氨对化肥的重要意义。 关键词:合成氨工艺流程发展现状意义 前言 氨是一种重要的含氮化合物。氮是蛋白质质中不可缺少的部分,是人类和一切生物所必须的养料;可以说没有氮,就没有蛋白质,没有蛋白质,就没有生命。大气中存在有大量的氮,在空气中氨占78%(体积分数)以上,它是以游离状态存在的。但是,如此丰富的氮,通常状况下不能为生物直接吸收,只有将空气中的游离氮转化为化合物状态,才能被植物吸收,然后再转化成人和动物所需的营养物质。把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程,称为固定氮。目前,固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨,也就是直接由氮和氢合成为氨,再进一步制成化学肥料或用于其它工业

我国合成氨装置很多,但合成氨装置的控制水平都比较低,大部分厂家还停留在半自动化水平,靠人工控制的也不少,普遍存在的问题是:能耗大、成本高、流程长,自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高,市场竞争力差,因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态,除了改变比较落后的工艺流程外,实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。 合成氨生产装置是我国化肥生产的基础,提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平,对目前我国化肥行业状况,只有进一步稳定生产降低能耗,才能降低成本,增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。 合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平,在现有工艺条件下,发挥优化控制的优势,使整个生产长期运行在最佳状态下,同时,优化系统的应用还能节约原材料消耗,降低能源消耗,提高产品的合格率,增强产品的市场竞争能力。 1.氨的性质 1.1物理性质 无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃。沸点-33.35℃。自燃点651.11℃。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。 1.2化学性质 蒸气与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。

合成氨及尿素生产工艺指标

云南玉溪银河化工有限责任公司 银化发[2001]69号 云南峨山银河化工有限责任公司 关于颁发《合成氨及尿素生产工艺指标》的通知 公司所属各部门: 工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产、高产、优质、低耗的要素,更是实现安全生产的有力保障。现将公司总工办根据技改后的生产工艺及规模实际编制的《合成氨及尿素生产工艺指标》发至各生产车间及有关部门,请认真遵照执行。 本工艺指标自下发之日起执行。 附:《合成氨及尿素生产工艺指标》

(此页无正文) 云南峨山银河化工有限责任公司 二○○一年七月二十七日 主题词:工艺指标通知 抄报:公司领导生产处各科室各生产车间 峨山银河化工有阴责任公司总部办2001年7月27日印发

银河化工有限责任公司 合成氨及尿素生产 工艺指标 编制:总工办

前言 我公司6万吨尿素装置及配套的合成装置,在峨山化肥厂装置的基础上做了大量的技术改造。采用了粘土煤球制气,碱法脱硫,中低低就换工艺等,无论从原料路线和工艺步骤都较原来有较大变动。但总的运行还是平稳的,由于生产工艺及规模的改变,以前颁发的工艺指标已不能满足生产的要求。这次由总工办编制的工艺指标,是根据我公司实际情况,参照原化工部颁发的工艺指标及兄弟厂的经验编制的。现发到各生产车间及与生产有关的管理部门,要求认真贯彻执行,在运行中个性,以至完善。 工艺指标是工艺操作的核心和灵魂,是工艺参数控制的科学依据,是实现稳产高产优质低耗的要素,是实现安全生产的有力保障。希望生产一线的操作工人和生产管理者严格执行工艺指标,与生产有关的管理人员要熟悉和掌握工艺指标,要做到生产操作与调度指挥以工艺指标为规范的协调和统一,要充分认识工艺指标的严肃性、科学性和灵活性。要制定切实可行的考核办法,进行工艺指标的分类和分级管理考核,把哪此与安全生产、高产、优质、低耗、延长设备运行周期的重要指标列为厂控制指标。工艺指标合格率由生产管理部门作为重要指标来考核,以期达到安全、高产、优质、低耗的目的。 本指标自发布之日起实施,以前发布的工艺指标与本指标不同的按本指标执行。 总工办 二○○一年六月一日

合成氨工艺

合成氨工艺 合成氨的介绍 基本简介: 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。

贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。直接合成氨。于1908年申请专利,即“循环法”,在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。 合成氨反应式如下:N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:“高温高压”,下为:“催化剂”) 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1 亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产

第1讲 合成氨及尿素的生产现状和未来发展趋势

第一讲合成氨及尿素的生产现状和未来发展趋势 一、合成氨工业的历史和发展现状 (一)氨合成的历史 在探索合成氨崎岖的道路上,它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞,而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献,并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。后来人们把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。 (水门事件(Watergate scandal,或译水门丑闻)是美国历史上最不光彩的政治丑闻之一。其对美国本国历史以及整个国际新闻界都有着长远的影响。水门事件之后,每当国家领导人遭遇执政危机或执政丑闻,便通常会被国际新闻界冠之以“门”(gate)的名称,如“伊朗门”、“拉链门”、“虐囚门”等。 在1972年的总统大选中,为了取得民主党内部竞选策略的情报,1972年6月17日,以美国共和党尼克松竞选班子的首席安全问题顾问詹姆斯·麦科德(James W. McCord, Jr.)为首的5人闯入位于华盛顿水门大厦的民主 党全国委员会办公室,在安装窃听器并偷拍有关文件时,当场被捕。 事件发生后尼克松曾一度竭力掩盖开脱,但在随后对这一案件的继续调查中,尼克松政府里的许多人被 陆续揭发出来,并直接涉及到尼克松本人,从而引发了严重的宪法危机。1973年10月20日尼克松为了要罢免要求他交出证据的特别检察官,迫使拒绝解任特别检察官的司法部长辞职,司法次长继任司法部长後,又因为 拒绝罢免这位特别检察官而辞职,最後司法部的三号人物才答应罢免特别检察官,尼克松更动员FBI封锁特别检察官及司法长官、次长的办公室,宣布废除特别联邦检察局,把此案的调查权移回司法部。面对尼克松滥用 行政权力来维护自己,招来国民严重指责。 10月31日,美国众议院决定由该院司法委员会负责调查、搜集尼克松的罪证,为弹劾尼克松作准备。1974年6月25日,司法委员会决定公布与弹劾尼克松有关的全部证据。7月底,司法委员会陆续通过了三项弹劾尼克松的条款。尼克松于8月8日宣布将于次日辞职,从而成为美国历史上首位辞职的总统。)1900年,法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算,认为N2和H2在高压下可以直接化合生成氨,接着,他用实验来验证,但在实验过程中发生了爆炸。他没有调查事故发生的原因,而是觉得这个实验有危险,于是放弃了这项研究工作,他的合成氨实验就这样夭折了。后来才查明实验失败的原因,是他所用混合气体中含有O2,在实验过程中H2和O2发生了爆炸的反应。 稍后,德国化学家能斯特通过理论计算,认为合成氨是不能进行的。因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。后来才发现,他在计算时误用一个热力学数据,以致得到错误的结论。 在合成氨研究屡屡受挫的情况下,哈伯知难而进,对合成氨进行全面系统的研究和实验,终于在1908年7月在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨,产率仅有2%,却也是一项重大突破。当哈伯的工艺流程展示之后,立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界野心的德国军政要员的高度重视,为了利用哈伯,德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。从1911年到1913年短短的两年内,哈伯不仅提高了合成氨的产率,而且合成了

2021年合成氨及尿素生产危险有害因素分析

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 2021年合成氨及尿素生产危险有 害因素分析

2021年合成氨及尿素生产危险有害因素分析导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 1、造气工段 造气工段转动设备多、操作上控制点多、受人为因素影响较大、工艺条件相互制约、操作难度大。介质具有腐蚀、有毒、易燃、易爆的性质(氢气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等),并具有引爆的火种;由于机械设备易磨损、易腐蚀、易发生容器的损坏、可燃物质的泄漏等;制气周期短,操作程序要求较严等,极易发生煤气发生炉爆炸、气柜抽瘪和爆炸、人员中毒、伤亡等,它是小氮肥厂中发生事故最多的一个工序。该工段曾发生过“7.22”夹套爆炸事故。 2、脱硫工段 由于半水煤气中的H2、CO、CH4、H2S等都是易燃、易爆、有毒气体。在生产过程中常会因设备管道泄漏发生着火爆炸,造成人员中毒。据统计,该工段发生的火灾爆炸中毒事故占小氮肥厂的30%左右。该工段曾发生过多起着火爆炸事故。 3、变换工段

合成氨尿素生产企业危险(危害)因素分析

合成氨尿素生产企业危险(危害)因素分析 合成氨尿素企业安全生产的主要特点是:易燃易爆易腐蚀易中毒,高温高压连续性作业等,其危险伤害因素可总结为以下几个方面: (1)触电伤害 触电是电气事故中最为常见的一种事故,有电击和电伤两种形式。 1)电击是指电流通过人体的内部,破坏人的心脏、肺部以及神经系统的正常工作,直至危及生命的伤害。电流通过人体,会引起针刺感、压迫感、打击感、痉挛、疼痛、血压升高、昏迷、心律不齐、心室颤动等症状。事故经验表明,绝大部分触电死亡事故都是电击造成的。 2)电伤是电流的热效应、化学效应等对人体外部造成的伤害,主要包括以下几种: ①电弧烧伤、指弧光放电造成的烧伤,是电伤事故中最常见、最严重的。在高压系统中,由于错误操作或人体接近带电体(其间距小 于放电距离)时,会产生强烈的电弧,造成烧伤乃至死亡;在低压系统,带负荷操作刀闸或断路故障合闸时,电弧可能烧伤人的手部和面部。 ②皮肤金属化:指金属微粒渗入皮肤,使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多在弧光放电时发生和形成。 ③电光眼:指发生弧光放电时,由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。电光眼表现为眼角膜炎或结膜炎。

④电烙印:指人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。斑痕处的皮肤失去弹性,表皮坏死。 发生触电事故,当在高压带电体(主变装置、输电母线、各种开关刀闸、输电线路、高压配电装置等)、低压带电体(变电站内用电直流、交流用电设备、水源泵站低压配电设备、启动柜等),因人员接触、设计不合理、违反操作规程和安全防护规定、设计安装不合格产品等原因可能发生触电烧伤甚至死亡。 (2)机械伤害、起重伤害 1)动力驱动的传动件、转动部位,若防护护罩失效或残缺,工作人员人体有发生机械伤害的危险。 2)在重物起吊过程中,若操作人员注意力不集中或其它人员的违章,可能发生挤压、坠落、物体打击等机械伤害的危险。 (3)火灾爆炸危险 用油清洗设备、油气作业区、燃气储罐、管道等处,若出现不规范作业、焊缝开裂、腐蚀穿孔、泄漏现象,遇火源可能发生火灾爆炸事故 (4)其它伤害 1)高处坠落或落物伤害:在杆塔上作业时,由于防护措施不当,可能造成作业人员的高处坠落,高处作业人员携带的工具、小金具等物品坠落伤及地面人员。 2)噪声危害:主要指由变电站内变压器等高压配电装置产生的电磁噪声;泵站转水泵运行时产生的噪声。长期接触这些强烈的噪声,

合成氨及尿素生产危险有害因素分析(最新版)

合成氨及尿素生产危险有害因素分析(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0939

合成氨及尿素生产危险有害因素分析(最 新版) 1、造气工段 造气工段转动设备多、操作上控制点多、受人为因素影响较大、工艺条件相互制约、操作难度大。介质具有腐蚀、有毒、易燃、易爆的性质(氢气、一氧化碳、甲烷、硫化氢等),并具有引爆的火种;由于机械设备易磨损、易腐蚀、易发生容器的损坏、可燃物质的泄漏等;制气周期短,操作程序要求较严等,极易发生煤气发生炉爆炸、气柜抽瘪和爆炸、人员中毒、伤亡等,它是小氮肥厂中发生事故最多的一个工序。该工段曾发生过“7.22”夹套爆炸事故。 2、脱硫工段 由于半水煤气中的H2、CO、CH4、H2S等都是易燃、易爆、有毒

气体。在生产过程中常会因设备管道泄漏发生着火爆炸,造成人员中毒。据统计,该工段发生的火灾爆炸中毒事故占小氮肥厂的30%左右。该工段曾发生过多起着火爆炸事故。 3、变换工段 由于半水煤气转化为变换气后,气体中的氢气含量显著增加,高温气体一旦泄漏,遇空气很容易引起燃烧、爆炸;如果设备或系统形成负压,空气被吸入,与煤气混合,形成爆炸性气体,在高温、摩擦、静电等作用下,也会发生爆炸;特别是在检修过程中,如不能对系统有效地隔绝,也极易发生爆炸事故。该工段曾发生过“4.16”热水饱和塔爆炸事故。 4、碳化工段 碳化过程是合成氨原料气净化处理的中间过程,也是生产碳酸氢铵产品的最后工序。由于碳化反应在常温下进行,压力又不太高,因此安全易被人忽视。特别是氨水槽、贫液槽,既是常温又是常压,且又与大气相通,一旦遇上火源就会发生爆炸。此工段的碳化塔检修多,由于不好置换,碳化塔爆炸事故也是小氮肥厂多发事故之一。

合成氨生产工艺及其意义

论文名称合成氨生产工艺及其意义

氨是重要的无机化工产品之一,合成氨工业在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。 我国合成氨装置很多,但合成氨装置的控制水平都比较低,大部分厂家还停留在半自动化水平,靠人工控制的也不少,普遍存在的问题是:能耗大、成本高、流程长,自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高,市场竞争力差,因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态,除了改变比较落后的工艺流程外,实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。 合成氨生产装置是我国化肥生产的基础,提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平,对目前我国化肥行业状况,只有进一步稳定生产降低能耗,才能降低成本,增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。 合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平,在现有工艺条件下,发挥优化控制的优势,使整个生产长期运行在最佳状态下,同时,优化系统的应用还能节约原材料消耗,降低能源消耗,提高产品的合格率,增强产品的市场竞争能力。 关键字合成氨农业化学肥料意义

摘要 (2) 关键字 (2) 目录 (3) 正文 (4) 一前言 (4) 1.1 物理性质 (4) 1.2化学性质 (4) 二合成氨工业产品的用途 (5) 2.1氨气用途 (5) 2.2氨水用途 (5) 三合成氨的生产工艺及影响因素 (5) 3.1 原料气制备 (5) 3.1.1 一氧化碳变换过程 (6) 3.1.2 脱硫脱碳过程 (6) 3.1.3 气体精制过程 (6) 3.1.4 氨合成 (7) 3.2 影响合成氨的因素 (7) 3.2.1 温度对氨合成反应的影响 (7) 3.2.2 压力对氨合成反应的影响 (7) 3.2.3 空速对氨合成反应的影响 (7) 3.2.4 氢氮比对氨合成反应的影响 (8) 四.合成氨工艺流程图 (8) 五.研究现状 (8) 六.发展趋势 (9) 6.1原料路线的变化方向 (9) 6.2节能和降耗 (10) 6.3产品联合生产 (10) 7.1合成氨对农业的意义 (10) 7.1.1提高粮食产量 (10) 7.1.2提高土壤肥力 (10) 7.1.3发挥良种潜力 (11) 7.1.4补偿耕地不足 (11) 7.2合成氨对工业生产的意义 (11) 7.3合成氨对其他行业的意义 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14)

氨水与尿素选择性研究

氨水与尿素生产工艺分析 一.合成氨生产工艺 (一)生产方法 1.合成氨原料气的制取 要生产合成氨,首先要制造含有氮、氢混合气的原料气。用于制造原料气的原料可分为固体原料、液体原料和气体原料三种。固体原料主要有煤和焦炭。将煤或焦炭放入半水煤气发生炉里,交替通入空气和水蒸气,就可以得到半水煤气。 液体原料主要有原油、轻油、重油等。它们可用分子式CmHn表示。用水蒸气和氧气的混合气体来气化重油,可得到H2和C0。利用重油气化法制取合成氨原料气,是近代合成氨工业中的一个重要发展。常用的气体原料有天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等四种。在这些气体原料中,天然气用量最大。我国四川省有以天然气为原料的大型合成氨厂。 2.合成氨的催化机理 热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时.反应的活化能很高,反应几乎不发生。当采用铁催化剂时,由于改变了反应历程,降低了反应的活化能,使反应以显著的速率进行。目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化劑表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成-NH、-NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为: xFe+N2→FexN FexN+[H]吸→FexNH FexNH+[H]吸→FexNH2 FexNH2+[H]吸→FexNH3xFe+NH3 (二)合成氨生产工艺简述 采用天然气、焦化千气力原料的合成氨生产工艺流程包括:脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序 1.脱琉 原料气进入后,首先进入三段脱硫塔.第一、二段分别采用5~6%Na0H和10~12%Na0H碱洗,第三段采用水洗。在脱硫塔内。气体中大部分无机硫和部分有机硫被碱液吸收,湿法脱硫后的焦化干气由压缩机道往一段转化炉对流段,加热至340~350℃后,进入干法脱硫槽。干法脱硫剂通常采用氧化锰、氧化锌或钴-铜催化剂。经干法脱硫后,焦化干气中的总硫量要求低于3ppm.这里需要进行痕量硫的测定。 2.转化

合成氨

目录 前言 (2) 第一章总论 (4) 1.1生产方法论述 (5) 1.2氨合成催化剂的使用 (7) 第二章氨合成工艺 (8) 2.1氨合成工艺流程叙述 (8) 2.2主要设备特点 (9) 2.2.1氨合成塔(R1801) (9) 第三章冷冻工艺流程说明 (10) 3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (11) 第四章自动控制 (12) 4.1控制原则 (12) 4.2 仪表选型..................................................... .. (12) 第五章安全技术与节能 (13) 5.1 生产性质及消防措施 (13) 5.1.1生产性质............................................................................... .13 5.1.2消防措施. (14) 5.2节能措施 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17)

前言 在常温常压下,氨是有强烈刺激臭味的无色气体,氨有毒,且易燃易爆,空气中含氨0.5%,在很短时间内即能使人窒息而死,含氨0.2%,在几秒钟内灼烧皮肤起泡,含氨0.07%,即会损伤眼睛。氨的燃点150℃,在空气中的爆炸范围为16%~25%(体积)。 在标准状态下氨的密度0.771克/升,沸点-33.35℃,熔点(三相点)-77.75℃,气态氨加热到132.4℃以上时,在任何压力下都不会变成液态,此温度称为氨的临界温度。 氨极易溶于水,在常温常压下1升水约可溶解700升氨,氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应,例如:在催化剂的作用下能与氧反应生成NO与CO2反应生成氨基甲酸铵,然后脱水生成尿素。 氨还可与一些无机酸(如硫酸、硝酸、磷酸)反应,生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。除了化肥工业以外,氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。氨还可以用作制冷剂,在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属,在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。 氨是在1754年由普利斯特里(Priestly)加热氯化铵与石灰而制得。氯化铵又名卤砂(Sal Ammoniac),故新物质因而命名为Ammoniac(阿摩尼亚)。1784年伯索雷特(C.L.Berthollet)证实氨是由氮与氢所组成,并确定了这两种元素的大致比例。19世纪的后半期,由于物理化学的全面发展,使得氨的生成反应得以系统研究。世界上第一个研究成功合成氨技术并付诸实施的是哈伯(Fritz Haber)教授,他完成了合成氨的基础开发工作。而巴斯夫公司

合成氨的工艺流程

合成氨工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1 亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯1909 年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下: N2+3H牟2NH3 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 1. 合成氨的工艺流程 (1) 原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2) 净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ①一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO其体积分数一般为12%~40% 合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO变换反应如下: CO+H2OH2+CO2 =41.2kJ/mol 0298H △ 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CC含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CC含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ②脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol) 、聚乙二醇二甲醚法(Selexol) 等。 粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2 CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol) ,聚乙二醇二甲醚法(Selexol) ,碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法, MEA法等。4

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