合成氨原料氣凈化精制工藝的選擇

1、合成氨原料氣凈化、精制工藝的選擇及應(yīng)用合成氨原料氣凈化、精制工藝的選擇及應(yīng)用本文系統(tǒng)闡述了近年來合成氨原料氣的凈化、精制工藝的發(fā)展歷程。分別介紹了“雙甲工藝”、“醇烴化”及“醇烷化”等不同凈化及精制工藝。從工藝設(shè)計、節(jié)能降耗及實際案例等方面比較了上述工藝；結(jié)果表明：不論是哪種凈化、精制工藝，關(guān)鍵的工藝控制點(diǎn)是：將COCO2凈化精制至微量級，降低有效氫的損耗，降低生產(chǎn)消耗。關(guān)鍵詞：醇烴化、低耗、合成氨、凈化、精制1概述概述合成氨原料氣的精

2、制工藝，在近20多年的發(fā)展歷程中進(jìn)行了革命性的變化，從銅洗與深度變換串甲烷化工藝，首創(chuàng)了“雙甲”、“醇烴化”新工藝技術(shù)，為我國合成氨原料氣精制開辟了新的工藝、裝備技術(shù)路線，同時也為我國化肥生產(chǎn)裝置的大型化、節(jié)能化、自控化奠定了基礎(chǔ)。湖南安淳高新技術(shù)有限公司研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的醇烴化（雙甲）凈化、精制工藝，主要是將合成氨原料氣中的COCO2經(jīng)催化反應(yīng)脫去，氨合成補(bǔ)充氣中的COCO2微量達(dá)到≤10PPm的純氫氮?dú)猓拱焙铣傻拇呋瘎┚哂懈?/p>

3、好地活性，提高了反應(yīng)的合成率和催化劑的運(yùn)行周期，使生產(chǎn)過程更簡便、更節(jié)能、更容易實行自控化。醇烴化（雙甲）工藝的應(yīng)用世界首創(chuàng)，為我國化肥企業(yè)的節(jié)能減排、擴(kuò)能增效、快速發(fā)展起到了助推作用，化肥企業(yè)單套裝備從50KtNH3a發(fā)展到今天的500KtNH3a的生產(chǎn)規(guī)模，醇烴化（雙甲）精制工藝發(fā)揮了重要作用。2氨合成原料氣的凈化、精制工藝技術(shù)的介紹氨合成原料氣的凈化、精制工藝技術(shù)的介紹2.12.1雙甲工藝雙甲工藝“雙甲工藝”(見圖1)是甲醇化（二

4、級串并結(jié)合）后串聯(lián)甲烷化（鎳催化劑）；合成氨生產(chǎn)線脫C來的COCO2約為2.0%～6.0%的氫氮?dú)?，?jīng)壓縮機(jī)提高壓力進(jìn)入一級甲醇系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)粗甲醇，原料氣的凈化在二級甲醇系統(tǒng)完成，可在中壓段或高壓段進(jìn)行，一般入甲烷化塔的COCO2為≤300PPm，有利于合成氨生產(chǎn)的低耗運(yùn)行。（CO～4.0%、CO2～0.5%）→壓縮機(jī)（5.0MPa）→一級聯(lián)醇（CO～0.8%、CO2～0.2%）→壓縮機(jī)（22.0MPa～31.4MPa）→二級甲醇凈化（CO

5、～0.02%、CO2～0.01%）、烴化（甲烷化）精制COCO2≤10PPm、氨合成系統(tǒng)。4合成氨原料氣凈化的聯(lián)醇工藝合成氨原料氣凈化的聯(lián)醇工藝合成氨聯(lián)醇工藝主要是凈化原料氣中的COCO2，為使生產(chǎn)能耗低，甲醇系統(tǒng)工藝條件上選擇的壓力與銅基催化劑型號不同，所以，在不同壓力下的轉(zhuǎn)化率也不一樣，甲醇反應(yīng)速度增加與壓力有關(guān)，但是，因壓力的提高，副反應(yīng)的組分的分壓也隨之增高，CO與H2反應(yīng)生成的副反應(yīng)二甲醚、甲烷、異丁醇等副產(chǎn)物增多，對氨合成催

6、化反應(yīng)有較大影響，同時也增加了系統(tǒng)的放空量，有效氣體損耗大，在高壓下，還要求醇烷化催化劑強(qiáng)度好，才能長周期運(yùn)行。5合成氨原料氣精制工藝的對比與選擇合成氨原料氣精制工藝的對比與選擇目前，我國合成氨原料氣的精制工藝有多種技術(shù)路線，從投資、生產(chǎn)管理和操控性來對比，烴化工藝最為理想。醇烴化催化劑為鐵銅基型，具有強(qiáng)度好、適應(yīng)性高、產(chǎn)生甲烷低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在合成氨生產(chǎn)的大中型裝置上。甲烷化催化劑為鎳基型，由鎳、鋅、鋁組成，強(qiáng)度低、碳氧化合物稍高就

7、易燒催化劑，且鎳基催化劑在還原態(tài)下與COCO2反應(yīng)易產(chǎn)生劇毒物質(zhì)［Ni(CO)4］。5.15.1工藝設(shè)計工藝設(shè)計合成氨原料氣的精制部分，醇烴化與甲烷化后所產(chǎn)生的物質(zhì)不同，導(dǎo)致了消耗不一樣。5.1.1反應(yīng)機(jī)理醇烴化反應(yīng)原理??2(22)221nnnHnCOCHnHO?????2222nnnHnCOCHnHO?????22222(1)nnnHnCOCHOnHO?????????22222312nnnHnCOCHnHO?????甲烷化反應(yīng)原理