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合成氨工藝流程
1、合成氨生產工藝介紹
造氣實質上是碳與氧氣和蒸汽的反應，主要過程為吹風和制氣。具體分為吹風、上吹、下吹、二次上吹和空氣吹凈五個階段。原料煤間歇送入固定層煤氣發生爐內，先鼓入空氣，提高爐溫，然后加入水蒸氣與加氮空氣進行制氣。所制的半水煤氣進入洗滌塔進行除塵降溫，最后送入半水煤氣氣柜。
2、脫硫工段
煤中的硫在造氣過程中大多以H2S的形式進入氣相，它不僅會腐蝕工藝管道和設備，而且會使變換催化劑和合成催化劑中毒，因此脫硫工段的主要目的就是利用DDS脫硫劑脫出氣體中的硫。氣柜中的半水煤氣經過靜電除焦、羅茨風機增壓冷卻降溫后進入半水煤氣脫硫塔，脫除硫化氫后經過二次除焦、清洗降溫送往壓縮機一段入口。脫硫液再生后循環使用。


合成氨工藝流程與催化機理


3、變換工段
變換工段的主要任務是將半水煤氣中的CO在催化劑的作用下與水蒸氣發生放熱反應，生成CO2和H2。很多公司采用的是中變串低變工藝流程。經過兩段壓縮后的半水煤氣進入飽和塔升溫增濕，并補充蒸汽后，經水分離器、預腐蝕器、熱交換器升溫后進入中變爐回收熱量并降溫后，進入低變爐，反應后的工藝氣體經回收熱量和冷卻降溫后作為變換氣送往壓縮機三段入口。


合成氨工藝流程與催化機理


4、變換氣脫硫與脫碳
經變換后，氣體中的有機硫轉化為H2S，需要進行二次脫硫，使氣體中的硫含量在25mg/m3。脫碳的主要任務是將變換氣中的CO2脫除，對氣體進行凈化，很多公司采用變壓吸附脫碳工藝。來自變換工段壓力約為1.3MPa左右的變換氣，進入水分離器，分離出來的水排到地溝。變換氣進入吸附塔進行吸附，吸附后送往精脫硫工段。被吸附劑吸附的雜質和少量氫氮氣在減壓和抽真空的狀態下，將從吸附塔下端釋放出來，這部分氣體稱為解析氣，解析氣分兩步減壓脫附，其中壓力較高的部分在順放階段經管道進入氣柜回收，低于常壓的解吸氣經阻火器排入大氣。


合成氨工藝流程與催化機理


5、碳化工段
①氣體流程
來自變換工段的變換氣，依次由塔底進入碳化主塔、碳化付塔，變換氣中的二氧化碳分別在主塔和付塔內與碳化液和濃氨水進行反應而被吸收。反應熱由冷卻水箱內的冷卻水移走。氣體從付塔頂出來，進入尾氣洗滌塔下部回收段，氣體中的少量二氧化碳和微量的硫化氫被無硫氨水繼續吸收，再進入上部清洗段。氣體中微量二氧化碳被軟水進一步吸收，最后達到工藝指標經水分離后，送往精脫硫塔進一步脫硫后，送往壓縮機三段進口。
②液體流程
濃氨水由濃氨水泵從吸氨崗位濃氨水槽打入付塔，一方面溶解塔內的結疤，另一方面吸收主塔尾氣中的剩余二氧化碳，逐步提高濃氨水的碳化度。然后，付塔的溶液由碳化泵從底部抽出，打入主塔，在主塔內進一步吸收變換氣中的二氧化碳，生成含碳酸氫銨結晶的懸浮液，再由底部取出管壓入分離崗位進行分離。回收塔回收段中的無硫氨水來自合成或銅洗工段使用過的無硫氨水和回收段的稀氨水壓入稀氨水壓入吸氨崗位母液槽和稀氨水槽或送脫硫崗位使用，從回收段出來的水直接排污水溝。