大型氨厂操作手册

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1、四川美丰∣化肥分公司第一部分合成氨理论知识第一章慨述1.大型氨厂的特点现代大型氨厂具有以下儿个共同的特点。（1）生产能力大。一般所谓大型氨厂系指日产量600~1500吨或更高的合成氨装置。（2）单系列生产。每种机器或设备基本上都是只有一台，除个别的备用泵外，一般都没有并联的或备用的机器、设备。这样就大大节省了投资，简化了操作。（3）采用高速回转的离心式压缩机代替原来的往复式压缩机，并用厂内自产蒸汽推动透平，与离心式压缩机直接相连。这样的机组生产能力大，占地面积小，投资低，检修也比较容易。（4）具有一套完整的热回收系统，把工艺过程中的余热充分利用起来，产生高压蒸汽，既

2、提供了各种转动设备所需要的动力(用蒸汽透平直接带动，或利用蒸汽透平发电)，又作为工艺蒸汽和加热介质。这样就大大减少了外供电耗，大幅度降低了产品成本，并且可以较少受外界电力供应的影响。（5）整个装置的各个工序构成一个有机的整体，不象过去那样分成几个多少互相独立的车间或工段。任何一个局部地区的变化都影响到全局，再加上设备是单系列的，每一部门的事故均可能导致全厂停车。因此，大型氨厂对于操作人员的管理水平和责任心，以及生产控制的自动化程度，都提出了更高的要求。（6）大型氨厂每天消耗的原材料和制成的产品数量都是很大的数字，从原料供应到产品的运输和销售都必须彼此协调。特别还要提

3、出的是，大型氨厂如不在满负荷下操作，消耗指标将大大上升，甚至根本无法继续生产。所以，如果由于某一环节的失调而造成全厂停产或减产，损失将是很大的。（7）大型氨厂集中一次投资大，对新技术发展与设备更新的适应性较小，而且合成氨工业是大量消耗能量的部门(不仅是燃料和动力，更重要的是以能源为原料)，因此世界能源危机对国外大型氨厂的影响特别大。总之，大型氨厂的优越性最主要的是提高了装置的效率，降低了基建费用及产品成本。如以日产2000吨氨和日产500吨氨的工厂相比，生产能力增加了四倍，而基建费用只增加两倍半。甚至日产2500～3000吨氨和日产1360吨氨的工厂相比，亦可节省投

4、资16％384四川美丰∣化肥分公司。此外，大型氨厂的效率、劳动生产率都大大超过小厂。但是，象年产50～100万吨氨级的大型氨厂最宜建在有低价气或油的原料基地，以便把产品输往用户，这样可进一步降低工厂成本以及合理利用能源。我国合成氨工业在原有中、小型厂基础上，又建成了一批日产千吨的大型氦厂。我国大型氦厂每吨氨的能耗9.5～10百万千卡，与原中、小型厂相比其优越性是很明显的，但与目前国外大型氨厂8.5～9.5百万千卡相比还有差距，而到1985年随着各种节能流程的工业化，先进流程的实际能耗有可能降低到每吨氨7.0～7.5百万千卡(每吨氨的理论能耗约为5.38百万千卡)，比

5、目.前降低20%左右。所以，开好管好这批工厂并进一步降低能耗是化肥战线，尤其是大型氨厂全体工作人员的光荣任务。2.现代大型氨厂基本流程（烃类蒸汽转化法）大型氨厂的工艺流程不只一种，但绝大多数是本书所介绍的烃类蒸汽转化法流程，大体如图1－1所示。气态烃(亦可以是液态烃}首先经脱硫工序除去H2S,及其它硫化合物后，与水蒸汽混合，在一段转化炉的反应管内进行转化反应，产生H2、CO和CO2同时还有未转化的CH4和水蒸汽。转化反应吸热，因此在反应管外用燃料燃烧，供给所需热量。一段转化气进入二段转化炉，在此还引入空气。空气在炉内燃烧掉一部分H2放出热量以供进一步转化，同时又把合

6、成氨所用氮气引入系统。二段转化气残佘的CH4已经很少了。接下去的高温变换和低温变换(简称高变和低变)，384四川美丰∣化肥分公司各自在不同的温度下使气体中的CO与水蒸汽反应，生成等量的CO2和H2，从而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。这个反应叫作变换反应。以上几个工序构成了合成氨厂的造气系统，制出了合成氨所用的粗原料气，主耍成分是H2、N2和CO2粗原料气进入脱碳工序，在这里用一种溶液把气体中的CO2吸收掉，随后又使溶液加热并减压，把CO2释出作为副产品。溶液循环使用。甲烷化工序把气体中残存的少量CO和CO2.经甲烷化反应变成水蒸汽和CH4。水蒸汽经冷凝排出，而C

7、H4.。对后续工序是无害的惰性气体。脱碳和甲烷化合称净化，即把粗原料气净化为合成氨所需要的纯净的氢氮混合气。氢氮混合气用合成气压缩机压缩到高压，送入合成塔进行合成氨反应。由于气体一次通过合成塔后只能有10～20％的氢氮气反应，因此需要将出塔气体冷却，使产品氨冷凝分出。未反应的气体重新送回合成塔。为提供分离产品氨所需要的冷源，专门设有冷冻工序，以氨作为冷冻介质循环使用。以上所述工艺流程大体上可分为制气、净化和合成三个部分。此外，在凡有生产余热可资利用之处，都安排有热回收设备，构成了全厂的蒸汽动力系统，穿插于各个工艺工序之内。另有为大型氨厂正常运转配套的公用工程设施