合成氨工艺技术现状和其发展趋势

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1、合成氨工艺技术现状和其发展趋势　　摘要:对我国的氮肥工业技术发展现状进行了分析介绍，并对合成氨技术未来的发展趋势进行了展望。关键词:合成氨；工艺技术；现状；发展趋势中图分类号：S219.06文献标识码：A文章编号：合成氨装置的结构调整8原料结构调整主要是”油改气”(利用部分氧化工艺将原料改为天然气)和”油改煤”(利用煤气化工艺将原料改为煤或石油焦)。原料结构调整方案中主要考虑的是资源条件及其地理位置，以经济效益(包括装置投资、操作费用、生产成本)为标准进行确定。天然气是合成氨装置最理想的原料，且改造时改动量最小、投资最省，应以优先考虑；但如果不具备以天然气为

2、原料的基本条件(资源和地理位置)，则以”原料劣质化”为主，进行”煤代油”或”渣油劣质化”的技改。为了尽可能地增大投资效益，可以适当扩大气化部分的规模，通过”配气方案”实现氮肥-C1化工及其衍生物产品的联合生产，以实现产品结构的调整。这样不仅联合生产装置投资较低，而且能够实现合成气的有效合理利用，操作费用和生产成本将会大幅度降低，经济上将更加具有竞争力。目前上述结构调整工程已经开始实施，由于资源条件及其地理位置的原因，对轻油型合成氨装置进行了”油改煤”的技术改造，而重油型合成氨装置则进行了”油改气”技术改造，并取得了预期效果，有力地推动了天然气部分氧化工艺技术

3、和煤气化工艺技术的进步。1.1”油改气”天然气制氨装置一般采用蒸汽转化技术，但采用此技术来改造基于部分氧化工艺的重油气化装置，则远不如采用天然气部分氧化技术更为合理。采用天然气部分氧化技术，不仅可以利用现有的气化炉调整操作、改造烧嘴，而且投资少、改造难度小、改造周期短、总体经济性好。另外天然气部分氧化技术易于实现大型化，逐渐为行业所公认。中国石化宁波工程公司天然气部分氧化工艺技术在我国兰州Shell重油气化制氨装置上应用改造成功，其主要改造内容是设置天然气压缩机、更换烧嘴、改造低温甲醇洗工序、调整工艺操作参数。1.2“油改煤”8煤气化技术的成功商业化为合成氨

4、装置的原料结构调整奠定了坚实的技术基础。相关的改造内容包括：新建煤气化(合成气制备)部分和新建合成气净化部分。1）：煤气化。成熟且有竞争力的煤气化工艺主要是以Texaco为代表的水煤浆气化和以Shell为代表的粉煤气化工艺，这两类煤气化工艺均是成熟的，都有大型专利工厂。水煤浆气化工艺生产的粗合成气已用于循环联合发电，化肥、甲醇等生产，粉煤气化工艺仅用于循环联合发电，两者各具特色。2）：合成气净化。本部分的关键问题在于确定CO变换、酸性气体脱除、气体精制等工序的合理流程组合形式。其中，CO变换工艺的选择是合成气净化工艺技术选择的首要问题。CO变换工艺技术分为非

5、耐硫变换和耐硫变换2种，而这2种变换工艺的选择将直接影响后续酸性气体脱除工序、气体精制工序的流程组合。3)工艺技术改造方案新建煤气化工序。采用煤气化工艺，生产合成气。新建空气分离工序。采用全低压、内压缩空分工艺，为煤气化工序提供工艺氧气和高、中、低压氮气。新建耐硫变换工序。采用三段耐硫变换工艺(耐硫中变+耐硫低变)，进行合成气的高浓度CO变换。新建酸性气体脱除工序。采用低温甲醇洗净化工艺，进行变换气的脱硫脱碳净化，以脱除变换气中的H2S、COS和CO2；并采用两级克劳斯脱硫+SCOT工艺，处理低温甲醇洗工序中的H2S尾气。改造和利用甲烷化工序。对原有装置的甲

6、烷化工序进行适当的改造，采用热法精制(甲烷化)工艺进行净化气的精制，除去净化气中微量的CO和CO2。利用氨合成及冷冻工序。利用原有装置的氨合成及冷冻工序，进行氨合成，生产液氨作为尿素装置的原料。新建产品结构调整的相应工艺生产单元。我国合成氨技术的基本状况2.1大型氮肥装置8我国目前有大型合成氨装置共计34套，生产能力约1000万t/a；其下游产品除1套装置生产硝酸磷肥之外，均为尿素。按照原料类型分：以天然气(油田气)为原料的17套，以轻油为原料的6套，以重油为原料的9套，以煤为原料的2套。除上海吴泾化工厂为国产化装置外，其他均系从国外引进，按照专利技术分：以

7、天然气和轻油为原料的有Kellogg传统工艺(10套)、Kellogg-TEC工艺(2套)、Topsoe工艺(3套)，及20世纪90年代引进的节能型AMV工艺(2套)、Braun工艺(4套)、KBR工艺(1套)；以渣油为原料的Texaco工艺(6套)和Shell工艺(3套)；以煤为原料的Lurgi工艺(1套)和Texaco工艺(1套)，荟萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术。2.2中、小型氮肥装置我国目前有中型合成氨装置55套，生产能力约为500万t/a；其下游产品主要是尿素和硝酸铵；其中以煤、焦为原料的装置有34套，以渣油为原料的装置有9套，以气为原料的装置

8、有12套。目前有小型合成氨装置700多套，生产能力约