合成氨生产原料的比较解读

2.以天然气或轻质油为原料制取氢气 该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制 气。主要发生下述反应： CH4＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2 CnH2n＋nH2O→nCO＋（2n＋l）H2 反应在800-820℃下进行。从上述反应可知， 也有部分氢气来自水蒸汽。

用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％（体 积），其生产成本主要取决于原料价格，我国轻质 油价格高，制气成本贵，采用受到限制。大多数大 型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料，催化 水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量 有成效的研究工作，并建有大批工业生产装置。我 国曾开发采用间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺，制 取小型合成氨厂的原料，这种方法不必用采高温合 金转化炉，装置投资成本低。以石油及天然气为原 料制氢的工艺已十分成熟，但因受原料的限制目前 主要用于制取化工原料。

8~16MPa 脱碳气 中压醇化 甲醇 20~31.4MPa 压缩 高压醇化 甲醇 氨合成

综上所述，合成氨厂原料气净化工艺随着时代发展， 已从较为落后的铜洗工艺法逐渐发展到工艺较为先 进的醇烃化及醇烷化净化工艺，反映了氮肥行业工 艺技术的进步与发展。合成气精制新工艺是有利于 氮肥企业节能降耗，增产增收，更是造福于社会的 优秀技术。氮肥企业无论是否有联醇装置，只要条 件许可，淘汰能耗高、对环境有污染的老净化工艺， 走先进的净化工艺的路子，定能取得很好的经济效 益和积极的社会效益。


综上所述合成氨原料的选择要本着以下原则： 1.原料来源易得、符合环保和清洁生产要求、投资 省和运行成本低、工艺技术可靠、生产稳定、操作 方便、便于管理。 2.选择煤还是天然气必须因地制宜的决择。 3.目前为止，天然气为原料的合成氨厂，其业绩比 其他原料路线好，而且比较稳定。 依据以上分析，合成氨原料路线选择应以天然气为 宜。
三.原料气的净化工艺比较

在合成氨工业中，经变换和脱碳工艺处理， 合成氨原料气中仍含有对氨合成催化剂有毒 的CO和CO2气体，必须进一步处理将其降低 至10 mL／m3左右，以保护氨合成催化剂。 目前合成氨厂脱除微量CO、CO2的工艺方法 较多，主要有醋酸铜氨液洗涤法(铜洗法)、低 压甲烷化法、甲醇甲烷化法(双甲工艺)、醇化 工艺、非等压醇烷化净化工艺等 。
合成氨生产原料的分析比较

化工0803班 第八组
一.合成氨的原料
二.流程比较

1.以重油为原料部分氧化法制取氢气 重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后 的燃料油，重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢 气体 产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及 一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本 中，原 料费约占三分之一，而重油价格较低，故为人们重 视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于 制取合成氢的原料。

中温变换气
脱碳气 气液分离器 甲烷预热器 换热器 甲烷化炉 去变换系统 冷却器 气水分离器 去压缩
3 甲醇甲烷净化工艺法(双甲工艺) 所谓“双甲”工艺，实际上就是合成氨厂将 联醇、甲烷化技术引入原料气净化系统，从 而省去落后的铜洗再生工艺。甲烷化工艺能 够控制好(CO+CO2)微量，但对原料气中 (CO+CO2)含量限制较为苛刻，而二者结合起 来形成的“双甲”净化工艺，保持了二者的 优点，弥补了二者的不足。 双甲工艺流程图

煤的气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反 应转化成气体产物。气化剂为水蒸汽或氧所（空 气），气体产物中含有氢有等组份，其含量随不同 气化方法而异。我国有大批中小型合成氢厂，均以 煤为原料，气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。 这是一种具有我国特点的制取氢源方法。采用OGI 固定床式气化炉，可间歇操作生产制得水煤气。该 装置投资小，操作容易，其气体产物组成主要是氢 及一氧化碳，其中氢气可达60％以上，经转化后可 制得纯氢。采用煤气化制氢方法，其设备费占投资 主要部分。
3.以煤为原料制取氢气 一是煤的焦化（或称高温干馏），二是煤的 气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下，在90 －1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉 煤气组成中含氢气55-60％（体积）甲烷2327％、一氧化碳6-8％等。每吨煤可得煤气 300－350m3，可作为城市煤气， 亦是制取 氢气的原料 。
六.成本比较

如果煤用现行价格（503元/吨）不变，天然 气2012年（含2012年）前每年涨价8%。 2012年之后天然气价格不变（见下表）。

2012年天然气制氨成本估计1749.32元/吨； 而煤制氨成本估计1785元/吨 。天然气合成 氨成本仍然低于煤头合成氨成本。
七.资源的储量情况
结论

五段来气 醇化塔 粗甲醇 烷化塔 去六段进口
4. 醇烃化净化工艺法 针对双甲工艺存在的一些问题，湖南安淳公 司把双甲工艺做了改进，即升级成为醇烃化 精制工艺。 醇烃化工艺流程图

五段来气 油分 预热器 醇化塔 水冷
氨冷
水冷
来自百度文库
烃化塔
预热器
醇分
烃分
去六段入口
5.全自热非等压醇烷化净化工艺法 全自热非等压醇烷化合成氨原料气净化新工 艺同吕化工科技有限公司开发，并在山东肥 城化肥厂装置上获应用，该工艺比原铜洗工 艺降低吨氨成本90元。 非等压醇烷化净化工艺流程图
四.几种流程的投资比较
几种流程装置相比，天然气装置的投资最省。 天然气装置的投资远比煤头装置低，如果15 万吨天然气为原料的合成氨装置固定投资为 2.81亿，同等规模的投资大致如下

五.技术可靠性比较



各种工艺比较，天然气工艺技术目前最可靠。天然 气合成氨工艺成熟、生产可靠、连续。 煤头技术中，固定层气化流程，虽然工艺成熟，但 气化消耗高，环保污染严重、难以达标、厂区环境 恶劣；水煤浆气化技术对煤种要求特别高，包括煤 的活性，灰份含量、灰熔点、固定碳含量； Shell(壳牌)技术还没有运行先例。 因此，煤为原料的连续气化的合成氨风险很大！
1 铜洗法 醋酸铜氨液洗涤法(简称铜洗)是最古老的方法， 早在1913年就开始应用。铜洗法以其工艺成 熟、操作弹性大，长期在中小型合成氨厂占 据主导地位，但国外早在20世纪60年代就逐 步淘汰这种落后的工艺。

2.低压甲烷化法 原料气甲烷化净化，这是气相中CO+CO2在 催化剂作用下与H2反应转化为CH4而得以净 化，是早期氮肥生产的一种传统气体净化工 艺。 甲烷化工艺流程图