国内典型合成氨装置工艺介绍PPT课件

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三、大庆化肥厂合成氨装置的产能状况
大庆石化分公司合成氨装置在70年代采用美国Kellogg 技术建成，日产1000吨。2005年技术改造后，设计产量45万吨/
年，近年来产量在50万吨/年左右，2011年综合能耗达到 33.80GJ/TNH3，在中油系统处于领先地位，在国内同类型装置，处于 前列。与云天化等厂略有差距，主要是我们的改造投资、新技术交 流、设备更新等存在一定的差距。比如小空压机，云天化采用进口 压缩机，我们采用国产的，仅此一项，多耗电折合综合能耗 0.17GJ/TNH3。
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四、合成氨装置工艺原理
油田气经加压至4.05MPa，经预热升温脱硫后，与水 蒸汽混合，进入一段转化炉进行转化制H2，随后进入二段 转化炉，在此引入空气，转化气在炉内燃烧放出热量，供 进一步转化，同时获得N2。工艺气经余热回收后，进入变 换系统，将CO变为CO2，随后经脱碳、甲烷化反应除去CO 和CO2，分离出的CO2送往尿素装置。工艺气经分子筛除去 少量水份后，经压缩至14MPa，送入合成塔进行合成氨的 循环反应，少量惰性气体经过普里森系统分离进行回收利 用。产品氨送往尿素工艺和氨罐保存。
单位：GJ/t.NH3
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二、合成氨的主要生产方法及技术方向
合成氨工艺按专利技术分类，以天然气和轻油为原料的有Kellogg传统 工艺、Kellogg-TEC工艺、Topse工艺、节能型AMV工艺、Branu工艺、KBR 工艺等。以渣油为原料的Texaco(德士古)气化工艺、Shell（谢尔）气化工 艺、BASF气化工艺、以及以煤为原料的鲁奇加压气化法、珂柏斯法（K-T）、 温克勒法和Shell法；以煤为原料的Lurgi工艺和Texaco工艺。第一类向低 能耗方向发展，有4种有代表性的工艺：1、 Kellogg公司的KREP工艺、 Branu公司的低能耗深冷净化工艺、UHDE-ICI-AMV工艺、Topse工艺。第二 类特点是向结构多样化、设备大型化、改进气化炉烧嘴和雾化喷嘴、炭黑 回收等方面发展。第三类发展较快，总的方向是气化压力向中高压、气化 温度向高温（1500-1600℃）、气化原料向多样化、固态排渣向液态排渣发 展。
合成氨装置工艺介绍
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目录
一、国内合成氨生产现状及能耗情况 二、合成氨主要生产方法和技术方向 三、大庆化肥厂合成氨装置的产能状况 四、合成氨装置工艺原理 五、重大技术改造历程 六、合成氨工艺简述 七、尿素工艺简介
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一、国内合成氨生产现状及能耗情况
表1 合成氨综合能耗
单位： GJ/t.NH3
表2 合成氨纯氮综合能耗
兰州石化 设计院
7 小低变改造
增加小低变炉104-DS，低变气/给水换热器106C
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合成氨装置DCS 原设备老化，采用美国Honeywell公司的TPS系统 改造
兰州石化 设计院
Honeywell
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合成氨装置增产 改造
转化更换C1-C5盘管；高变炉改径向塔； 大、小低变炉并联；102-J/JT、 美国KBR公
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六、工艺流程简述
加氢转化反应是指原料烃中的有机硫及其它组分，在
300～400℃，在钴钼催化剂的作用下，与加入的氢气（ H2 浓度4％左右）进行转化反应。其主要的反应有有机硫转化
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合成氨工艺的5个过程：
1、油田气脱硫：
R-SH+H2＝RH+H2S H2S+ZnO＝H2O(汽)+ZnS 2、转化：
CH4+H20(汽)＝CO+3H2 CH4+2H2O(汽)＝CO2+4H2 3、变换：
（H2+ 1/2 O2＝H2O）
CO+H2O(汽)＝CO2+H2 4、脱碳：
1）K2CO3＋CO2＋H2O＜＝＝＞2KHCO3 2KHCO3＜＝＝＞K2CO3＋CO2＋H2O
2）甲烷化：
CO+3H2＝CH4+H2O CO2+4H2＝CH4+2H2O
5、合成：N2＋3H2＝2NH-3
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五、重大技术改造历程
序 号
Βιβλιοθήκη Baidu
项 目名 称
主要改造内容
技术专利 公司
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CO2余热回收采 暖
增加换热器(1110-CA)预热采暖水，回收CO2的余热
本厂
2
普里森氢气回收 由预处理部分和分离器部分组成. 设计弛放气处理量10.88KNM3/h,2000
103-J改转子；并联101-JA； 净化使用ACT-1活化剂，更换规整填料；
司，成达
合成回路改塔后分氨、增加小合成塔1105-D
工程公司
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五大机组电子调 速器改造
五大机组电子调速器改造，采用IT-CC系统进行控制
康吉森公 司
投用时 间
1984.4 1986.2
1990.8 1988.9
1993.9 1997.7 2002.7 2005.1
装置
年扩能18KNM3/h，氢回收率91.3%
美国孟山 都公司
3 DCS改造
系统控制仪表由常规表盘88、93年分二次改为美国FISHER PROVOX集散 控制系统.2002年更新honeywell控制系统
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合成塔内件改造
采用TOPSΦE的Insitus-200技术就地改造原凯洛格四床层轴向塔.包括 合成气压缩机循环段叶轮改造.
20098.8
六、工艺简述
1 脱硫系统工艺流程及原理 天然气进入界区后分为两路：一路作原料气，另一路作
燃料气。原料天然气进入原料气压缩机吸入罐116-F，除去 携带的液体，经过原料气压缩机102-J被压缩到4.05MPa， 经过原料气预热盘管预热到371℃，接着原料气与来自合成 气压缩机103-J一段的富氢气混合。经过Co-Mo加氢器101-D 把有机硫转换成H2S，将3 ml/m3的有机硫转化为无机硫，原 料气中总硫为80ml/m3左右，经氧化锌脱硫槽脱硫至总硫小 于0.5ml/m3。随后进入氧化锌脱硫槽，天然气中的硫化物被 ZnO所吸附，制得合格原料气。
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合成氨装置采用 计算机
采用美国FISHER公司PROVOX集散控制系统,组态成水碳比.氢氮比.一段 炉烟气含氧.一段炉出口温度四套节能控制回路.
丹麦托普 索公司
美国 FISHER公
司
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合成氨装置节能 技术改造
(1)烟气余热回收(2)增加对流段过热蒸汽烧嘴(3)工艺冷凝液中压汽提 (4)合成气压缩机入口处增加一台氨冷器(5)采用半贫液四级闪蒸再生系 统(6)合成塔出口增加一台锅炉给水预热器