合成氨几种原料气净化工艺浅析

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1、18小氮肥设计技术2005年第26卷第4期"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!合成氨几种原料气净化工艺浅析!!!!!!周大明李孟璐!!!!天脊晋城化工股份有限公司048000"!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"摘要简述了铜洗%联醇%双甲%醇烃化等几种原料气净化的方法及其特点$关键词合成氨原料气净化合成氨原料气的净化是生产中至关重要的铜洗现场的跑冒滴漏是管理难点$铜液渗漏工序#原料气微量!CO+CO2"超高将导致氨合

2、成催和再生气排放污染水体和大气#不利企业环保工化剂中毒而无法运行#目前我国以煤为原料固定作的提高$层气化的大多数中小氮肥厂采用铜洗法脱除微2联产甲醇减轻了铜洗净化的生产负荷量!CO+CO2"$传统的铜洗法是一种较为落后的净目前已有相当多的中小氮肥厂于铜洗前增化工艺#存在着设备多%工艺复杂%操作麻烦而物加了联产甲醇工艺#联醇生产不仅增加了企业化耗高#又是生产中的主要环境污染源等缺点$随工产品#更为重要的是减轻了铜洗净化的负荷#着耐硫低温变换催化剂的开发和精脱硫技术的变换和脱碳的生产亦相对变得宽松#其综合效益发展#近期中小氮肥厂在原料气净化中相继出现是

3、明显的$各级压力的联产甲醇%甲烷化%双甲和醇烃化工2.1联产甲醇的工艺艺替代铜洗净化#这些原料气净化工艺正逐渐完联醇反应如下&善和成熟#比传统铜洗法具有明显优势$CO+2H2!CH3OH1铜洗净化工艺的不足CO2+3H2!CH2OH+H2O传统的铜洗净化工艺已在中小氮肥厂应用许多厂联醇是在合成氨投运后增设的#鉴于了几十年#现仍然继续在大多数厂中运行$尽管目前中小氮肥厂的生产工艺及压缩机的具体情铜洗净化在各厂运行效果不一#但普遍存在着许况#多将联醇设在铜洗之前并与之同压力级10!多不足$13MPa#谓之中压联醇$1.1铜洗是合成氨生产事故的易发工序联

4、醇生产的工艺流程见图1$由于铜洗工艺流程长#设备多#铜液组分受各种因素的影响#各厂铜洗生产都出现过大小不同的事故$许多厂都出现过微量!CO+CO"超高%铜塔带液%设备填料堵塞%铜液成分波动%铜比难调等问题#是事故易发工序$1.2铜洗法净化物耗高铜洗在气体净化过程中#铜液要补充氨%铜和酸#铜液在低温下吸收脱除微量而在高温下解图1联醇工艺流程框图吸再生#既消耗热量又消耗冷量!蒸汽和电"#铜注&根据合成塔内件不同亦可在塔前设塔外换热器#以提高液在净化过程吸收了!CO+CO2"#同时亦溶解了入塔温度#降低入水冷排温度#亦可设余热回收装置$H2有效气体#即使

5、设置了再生回收#仍然存在着2.2联醇的生产运行气体的损失$铜洗运行成本各厂水平不一#物耗联醇生产技术已经十分成熟#合成塔内件以有所差异#但一般不低于50元/tNH3#甚至高达均温型为多#催化剂以C207%C301和Wc’"!#"为100元/tNH3以上$主$催化剂的升温还原多引用精炼气#精炼气应1.3铜洗是生产现场环境较差#污染多的工序严格控制NH3含量和硫含量#H2&70%$75%$升第4期周大明!等)合成氨几种原料气净化工艺浅析19温还原期间应尽量保持在低温和低压状态下出收"若铜洗#变换#脱碳和合成工序为生产’瓶颈(水!以提高催化剂活性"稳定联

6、醇生产的重要环的厂家!联醇投运解决’瓶颈(问题!其效益则更节是抓好气体进#出的净化!既要求变换气经湿为突出"法脱硫!脱碳气还要经精脱硫!入联醇气体总硫3低压甲烷化净化技术-6含量!0.1"10"联醇气要经醇洗塔!以减少和避原料气甲烷化净化是气相中$CO+CO2%在催免气态甲醇带入铜洗!引发铜液起泡!氨酸比失化剂作用下与H2反应转化为CH4而得以净化!调!甚至会出现甲醇羰化反应"是早期氮肥生产的一种传统气体净化工艺!近年联醇原料气的净化!要根据原料和相关气化由于精脱硫技术的发展而在中小氮肥厂中引起状况增加对氯和羰基铁的检测和脱除"有的原料重视"甲烷化

7、气体净化技术应该说较铜洗先进合气中含有噻吩$C4H4S%!其衍生物最为稳定!在变理!而本身技术成熟"甲烷化反应是一种强放热换反应中难以转化分解!会对催化剂形成危害&反应)噻吩要在钼酸钴催化剂作用下加氢转化为H2S后3H2+CO"CH4+H2O+206.37kJ进行脱除"4H2+CO2"CH4+2H2O+165.35kJ联醇生产变换气中CO含量一般控制在甲烷化要求变换中CO含量+0.3%!2.0%#5.0%左右!脱碳气CO2含量应控制在!$CO+CO2%,0.7%!以控制催化剂床层的温度"40.4%!而醇氨比应在0.25内!年产10$10t/aNH3

8、$CO+CO2%含量指标的要求在以煤为原料固定层4达到12.5%10t/a$NH3&CH3OH%为宜!醇氨比过气化的中小氮