合成氨工艺发展PPT课件

• 按照热能回收方式的不同，分为德士古(Texaco) 公司开发的激冷工艺与壳牌(Shell)公司开发的废 热锅炉工艺，工艺流程如图1-2所示。这两种工艺
的基本流程相同，只是在操作压力和热能回收方
式上有所不同。在德士古激冷工艺中，原料重油
及由空气分离装置来的氧气与水蒸汽经预热后进
入气化炉燃烧室，油通过喷嘴雾化后，在燃烧室 发生剧烈反应。出燃烧室的高温[wiki]气体[/wiki]
合成氨工艺发展
一：以煤为原料的[wiki]合成氨[/wiki]工艺。各种 工艺流程的区别主要在煤气化过程。典型的大 型煤气[wiki]化工[/wiki]艺主要包括固定床碎煤加 压气化工艺、德士古水煤浆加压气化工艺以及 壳牌干煤粉加压气化工艺。①固定床碎煤气化 固定床碎煤加压气化，以鲁奇炉为代表，是指
• 由于采用加压气化及热能的综合利用系统 ，使其吨氨能耗降至50GJ左右，单炉生产 能力也大大提高 ② 德士古水煤浆加压气 化工艺 美国德士古发展公司(Texaco Development Corporation TDC)从开发重 油气化工艺中得到启发，于1948年首先提 出水煤浆气化的概念，取名为德士古煤气 化工艺，简称Texaco法。通过不断的改进 整个装置在工艺设计中充分考虑了工艺的 先进性和[wiki]能量[/wiki]的综合利用，
• 针对以天然气为原料的合成氨提出了一系 列节能型工艺，有代表性的四种是：
Kellogg公司的MEAP工艺，Topsoe公司的 节能工艺，Braun公司的深冷净化工艺以及 ICI公司的AMV工艺。①Kellogg公司的 MEAP工艺 针对两段式蒸汽转化工艺燃料
天然气消耗量大，为进一步降低吨氨能耗
，Kellogg公司于20世纪80年代推出了 MEAP节能型工艺，首先在加拿大阿尔贝塔 的希尔哥顿矿物有限公司1000t/d合成氨装 置上试用成功。
一定粒度范围(5。50mm)的碎煤，在1.0。 3.0MPa的压力下与气化剂逆流气化的反应过程 。碎煤加压气化最先由德国 鲁奇公司开发成功 ，是当今世界上用于生产城市煤气、合成[wiki]
天然气[/wiki]、合成气的重要煤气化技术。
在鲁奇加压气化工艺中，气化压力3.0MPa，可使 用弱粘结性烟煤和褐煤，由于采用加压气化，碳 转化率高达90%左右，单炉生产能力大大提高， 所得煤气的热值也高，但是其缺点是不能使用强 粘结性、热稳定性差、灰熔点低的煤种及粉状煤 ，且生成气中CH4含量较高，生产过程中有大量 焦油和含氰废水存在，使整个工艺流程复杂化， 与其配套的后序工艺为耐硫、一氧化碳变换、鲁 奇和林德公司的低温甲醇洗、法国液化空气公司 的液氮洗及空分装置、甲烷蒸汽转化、高温变换 、S-100型径向流合成塔。
在气化炉底部激冷室与一定温度的黑液相接触， 在此达到激冷和[wiki]洗涤[/wiki]的双重作用，然 后于各洗涤器中进一步清除微量的炭黑到1mg/kg 后直接去[wiki]一氧化碳[/wiki]变换工序。
• 在壳牌废热锅炉流程中，从气化炉出来的高温气 体进入火管式废热锅炉回收热量后，温度由 1300℃降低至350℃，通过炭黑捕集器、洗涤塔 将大部分炭黑洗涤和回收后离开气化工序去脱硫 装置。与之配套的后续工艺为一氧化碳变换、低 温[wiki]甲醇[/wiki]洗、液氮洗以及托普索氨合成 工艺。三：以天然气为原料的合成氨工艺 自20世 纪80年代以来，为了节能降耗，国内外不断提出 针对氨合成的工艺技术，目的是提高氨合成转化 率、降低合成压力、减少系统阻力、合理利用能 量(合成热及弛放气的回来自百度文库利用)。
需要，同时二段炉燃烧掉了较多份额的有效成分 [wiki]氢[/wiki]，使得氢氮比不符合合成的要求。 在甲烷化工序以后加设深冷分离装置，既可脱除 过量氮，又能制取高纯度的新鲜氢[wiki]氮气 [/wiki](含0.2%Ar)。
• ③Braun公司的深冷净化工艺 针对传统天然气合 成氨流程中，燃料天然气消耗过大的问题，布朗
工艺采用了减少一段炉负荷、增大二段转化炉的
负荷的办法。由于二段炉采用绝热式催化反应器
，热效率高于一段转化炉效率，因此可以节省一
段转化炉的燃料天然气消耗。由于二段炉重整负
荷的提高，必须添加过量空气以满足自热重整的
• 截止到1996年，已建成日处理2000t煤的煤气化装置，即 Shell 干煤粉纯[wiki]氧气[/wiki]化工艺。其操作压力为2.8。 3.0MPa，气化剂为纯氧和[wiki]水蒸汽[/wiki]，碳转化率高 达99%以上。目前，Shell粉煤气化采用高压N2输送粉煤， 造成合成气中N2含量较高，但是对于合成氨而言无不利影 响。与之配套的后续工艺与德士古水煤浆后续工艺相同。 二：以渣油为原料的合成氨工艺 重油部分氧气法制取合成 气(CO+H2)的工艺流程有四个部分组成：原料油和气化剂 氧和蒸汽)的预热，油的气化，出口高温合成气的热能回收 以及[wiki]炭黑[/wiki]清除与回收。
• 由于采用了高活性、低水碳比、低压转化 [wiki]催化剂[/wiki]，水碳比由3.75降至2.5
；采用二次低变及脱碳加压再生，一氧化
碳变换和氨合成均采用低温高活性催化剂 ，在余热回收系统将蒸汽压力由10MPa提 高至16MPa，采用高效热能回收系统使蒸 汽压力上升60%。烟道气排出温度降至 140℃，采用径向合成塔，合成压力较高， 开发的S-200合成回路可得到较高的单程转 化率，出口氨浓度可提高到17%左右，综 合能耗与凯洛格MEAP工艺基本相当。
• 后来在我国的川化和泽普的20万t/a装置上 使用，其工艺流程与经典的二段蒸汽转化
工艺相近。该工艺的特点是通过提高造气
转化压力，平衡一、二段转化炉负荷，改
进换热和冷量利用，减少合成回路循环比
和完善蒸汽系统等措施，使燃料消耗下降 50%，动力消耗降低23%，[wiki]冷却[/wiki] 水循环量下降37%，综合能耗下降到28.430.0GJ/t。② Topsoe公司的低能耗工艺 与 凯洛格工艺不同，该工艺流程采用侧烧式 一段转化炉。