合成氨原料气双甲精制新工艺介绍

1、合成氨生产工艺简介1）造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽反映，重要过程为吹风和制气。

详细分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。

原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。

所制半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。

造气工艺流程示意图2）脱硫工段煤中硫在造气过程中大多以H2S形式进入气相，它不但会腐蚀工艺管道和设备，并且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因而脱硫工段重要目就是运用DDS脱硫剂脱出气体中硫。

气柜中半水煤气通过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后通过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。

脱硫液再生后循环使用。

脱硫工艺流程图3）变换工段变换工段重要任务是将半水煤气中CO在催化剂作用下与水蒸气发生放热反映，生成CO2和H2。

河南中科化工有限责任公司采用是中变串低变工艺流程。

通过两段压缩后半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热互换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反映后工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。

变换工艺流程图4）变换气脱硫与脱碳经变换后，气体中有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中硫含量在25mg/m3。

脱碳重要任务是将变换气中CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。

来自变换工段压力约为1.3MPa左右变换气，进入水分离器，分离出来水排到地沟。

变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。

被吸附剂吸附杂质和少量氢氮气在减压和抽真空状态下，将从吸附塔下端释放出来，这某些气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高某些在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压解吸气经阻火器排入大气。

变换与脱硫工艺流程图5)碳化工段5.1、气体流程来自变换工段变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔，变换气中二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反映而被吸取。

合成氨原料气醇烃化净化精制新工艺1. 醇烃化工艺开发简况合成氨原料气醇烃化净化精制工艺，即在用甲醇化、烃化（或甲烷化）反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm。

此工艺还可联产甲醇，用此工艺取代传统的“醋酸铜氨液洗涤法（俗称铜洗法）”的净化精制合成氨原料气的方法。

工艺简称醇烃化工艺（或双甲工艺）。

合成氨原料气醇烃化净化工艺是双甲工艺的升级技术，双甲工艺是湖南安淳高新技术有限公司开发成功的技术，该技术于上世纪1990年提出，1991年进行工业化实施，1992年9月第一套工业化装置在湖南衡阳市氮肥厂投产成功，国际上属于首先提出，最先进行工业化生产。

1993年4月获国家发明专利权，相继又申请了可调节氨醇比的醇烃化工艺专利，美、英等权威化学文摘均作了报道。

1994年元月通过化工部科技鉴定，1994年6月国家科委将该项目列入《国家重大科技成果推广计划》项目。

第一套装置至今已正常运行13年，目前净化精制能力达到了总氨8万吨/年，副产1万吨甲醇/年，取得了很好的效益。

目前，推广的工艺最大处理合成氨能力为40万吨，在全国中、小合成氨厂推广达15家，目前正在进行工程设计的有5家。

湖南郴州桥口氮肥厂的双甲工艺工程被评为国家优秀创新工程，双甲工艺技术于2000年被授予湖南省科技进步一等奖。

双甲工艺评为1995年度原化学工业部十二大重大科技成果之一，给予重点推广。

2003年醇烃化工艺获得国家科技进步二等奖。

此工艺开发和发展可分为三个阶段，历时十多年的开发创新和竭力推广，有着超乎寻常的辛劳可谓十年磨一剑。

技术发展的第一阶段——确认了国产的甲烷化催化剂在高压条件下的运行条件。

技术发展之初，当有双甲净化这个工艺创意时，当时国内的很多厂家已经有了联醇工段，一般为联醇后再串铜洗工段进行净化精制方法，由于联醇出口的CO和CO2的指标与传统的甲烷化进口的气体成份指标不一样，且压力等级也不一样，要将铜洗去掉用甲烷化来替代必须首先解决进甲烷化炉的进口气体的气体成份问题——一定要使醇后气中的CO+CO2总量不超过0.7%，且较低为好。

合成氨工艺流程详解
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、塑料、医药等领域。

本文将详细介绍合成氨的工艺流程。

合成氨的工艺流程主要包括加气制氢、氨合成反应和氨的分离纯化三个步骤。

第一步是加气制氢。

制氢是合成氨过程中的关键步骤，常用的方法是通过蒸汽重整法或者煤气制氢法进行。

蒸汽重整法是将天然气或液化石油气与水蒸汽进行催化反应，生成含有一氧化碳和氢气的合成气。

而煤气制氢法则是利用煤炭、石油焦等作为原料，通过燃烧生成一氧化碳和氢气的混合气体。

制氢过程中需要注意控制反应温度和催化剂的选择，以提高氢气的产率和纯度。

第二步是氨合成反应。

氨合成反应是将制得的合成气经过催化剂床层，与氮气进行反应生成氨气。

常用的催化剂有铁、铑、镍等金属催化剂，反应温度一般在350-550℃之间。

反应过程中需要控制压力、温度和空速的条件，以提高氨气的产率和选择性。

第三步是氨的分离纯化。

合成氨中常含有一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质，需要进行分离和纯化。

常用的方法是通过吸附剂吸附和脱附的方式进行。

吸附剂通常选择活性炭或分子筛等材料，通过控制温度和压力来实现氨的吸附和脱附。

吸附脱附过程中需要周期性地对吸附剂进行再生和活化，以保证吸附效果和氨气的纯度。

合成氨的工艺流程包括加气制氢、氨合成反应和氨的分离纯化三个步骤。

通过合理控制各个步骤的条件和催化剂的选择，可以提高氨气的产率和纯度，满足不同领域的需求。

合成氨工艺的优化和改进，对于提高工业生产效率和减少能源消耗具有重要意义。

希望本文对读者了解合成氨的工艺流程有所帮助。

合成氨生产工艺简介
一、工艺流程图：
二：流程简述：
无烟块煤经加工成Φ30－100的块状，在造气炉内燃烧并蓄热，后与蒸汽反应生产半水煤气作为合成氨的原料气，原料气经过脱硫后送压缩，经一、二段加压后送变换、变脱，变换气回压缩三进，经三段（或三、四段）加压送脱碳净化后回压缩四进（或五进），经四、五段（或五、六段）加压送甲醇工段，经甲醇工段精制后的甲醇气回压缩，经六段（或七段）加压后送醇烃化工段净化，最后合格的H2、N2气送往合成工段，在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下反应生成NH3，用于生产尿素和其他产品。

合成气醇烃化精制新工艺及应用由湖南安淳高新技术有限公司完成该项目以煤（或油、天然气）为原料制成的合成气，其主要成分为H2、CO、CO2和N2，为适应制氨或制氢的要求，必须将其中CO、CO2与有关物质反应转化为有用的H2，传统方法有铜液洗涤法和深度低变-甲烷化法。

该项目与铜液洗涤法相比，减少了生产过程的物耗、能耗，降低生产成本4~5%，洁净了生产环境；与深度低变-甲烷化比较，节约变换蒸汽消耗62%，进入产品合成工序的甲烷减少80%，降低了生产过程精炼原料气的消耗。

在合成氨的同时联产甲醇或醇醚物，其氨醇（其中醇指甲醇或醇醚物）比可在3～20:1的大范围内调节，联产的甲醇或醇醚物是重要的有机和精细化工原料，甲醇可添加至汽油中使用，醇醚物可做民用燃料，蒸馏出水分后的醇醚物可直接做车用燃料，比甲醇燃料性能更好,比二甲醚燃料价格低廉，使合成氨与基本化工原料和优质车用燃料联合生产成为现实，为国际首创。

醇烃化精制及低压低能耗氨合成系统一、项目主要内容本项目在原有四个专利基础上，采用系统工程原理，进行创新开发和集成，形成合成氨原料气醇烃化（醇醚化、烃化）精制新工艺和低压低能耗氨合成系统技术。

该集成技术在较大程度实现蒸汽自给的同时，使系统综合能耗降低约8—12%,还可联产附加值高的醇醚、烃产品。

较传统工艺技术相比，精制阶段不消耗蒸汽，可节省蒸汽900kg/tNH3，合成阶段可增产蒸汽约400 kg/tNH3，可供给生产单位尿素所需的50%以上的蒸汽。

醇烃化精制新工艺是在企业自行研发的“氨醇比可调的合成氨原料气精制工艺（专利号：94110903.8）”等多项专利基础上的创新，属国内外首创；低压低能耗氨合成系统技术是在企业荣获的国家级奖励成果和多项专利基础上的持续创新，经中国氮肥工业协会组织的评议，低压低能耗氨合成系统技术在国内外居领先水平。

本项目主要为以煤为原料的合成氨—尿素企业的技术改造设提供关键节能设备、工艺流程和催化剂，达到降低能耗、节省资源、减少污染、降低成本、提高效益等目的。

合成氨生产工艺简介目前国内生产合成氨的工艺大同小异，忽略各自的设备差异和工艺上的微小不同，我们可以将氨的生产过程，粗略的讲可分成一下几步：造气；脱硫；变换；变换后脱硫；铜洗；氨合成几个步骤，如下是此类流程的一个极简示意图：图1合成氨的极简化流程1造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。

所制的半水煤气（主要成分为CO 和H 2，另有其他杂质气体）进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。

造气工段脱硫工段变换工段煤块 水蒸汽CO, N 2, H 2 H 2S 等其他杂质 CO, N 2, H 2变换气脱硫工段CO 2, N 2, H 2H 2S 等其他杂质 甲醇合成工段少量CO, CO 2, N 2, H 2精炼工段N 2, H 2 极少量CO X 等其他杂质 氨合成工段N 2, H 2冷冻工段NH 3 液氨图2 造气工艺流程示意图2脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。

气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。

脱硫液再生后循环使用。

图3 脱硫工艺流程图3变换工段气体从脱硫工艺中处理过后，已不含H2S等有毒气体。

变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。

经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。

说明：合成气的中的CO（一氧化碳）经蒸汽转换成CO2（二氧化碳）与H2，转换后气体称为“变换气”。

国内外合成氨原料气精制工艺技术发展南京国昌化工科技有限公司1.引言在合成氨工业中，经过脱碳工艺处理后的合成氨原料气中仍含有0.5～3% CO和0.5%～1%CO2，必须进一步处理将其降低至10ppm左右，以保护氨合成催剂，这一原料气精制工艺过程俗称“精炼”，目前合成氨厂脱除微量CO、CO2的方法大体分为热法和冷法两类。

冷法工艺即液氮洗涤法，近年来国内外新建的大型氨厂大多采用此法；而热法工艺门类较多，包括传统的醋酸铜氨液洗涤法（铜洗法）、低压甲烷化法、甲醇甲烷化法和分子筛变压吸附法等。

总体上讲冷法工艺技术先进、净化度很高，但投资巨大；而热法工艺技术相对简单成熟、投资低，但在净化度方面不及冷法。

热法中的铜洗工艺更因其能耗高、净化度低、污染大等诸多缺点而逐渐被其他先进的工艺方法所替代。

2. 国外合成氨原料气精制工艺发展2.1 铜洗法醋酸铜氨液洗涤法（简称铜洗）是最古老的方法。

早在1913年就开始应用，迄今有近一百年的历史，操作压力为15Mpa。

铜洗法以其工艺成熟、操作弹性大,长期在中小型合成氨厂占据主导地位。

随着技术的进步，铜洗法精制原料气与其它方法相比，缺点越来越突出。

主要表现在运行、维修、操作费用高，物料消耗大（消耗铜、醋酸、液氨、蒸汽）、根据国内氨厂实际情况测算，吨氨需要增加成本在50～80元，而且精制度低，一般净化后的CO+CO2≥25ppm，然而其最致命的缺陷还在于环境污染严重。

由于铜洗再生气经水洗涤产生铜洗稀氨水，其浓度视所采用的洗涤技术不同而不同，一般在1～3%左右。

中型氮肥厂每小时约产生10吨废水，这股废水除含有氨外，还含有CO2，所以采用一般的提浓方法都由于容易生成碳铵引起管道堵塞而无法处理，为此要么采用铜洗再生氨直接放空，要么就是铜洗稀氨水排放。

这不但浪费了宝贵的资源，也引起了大气或水环境的严重污染。

此外生产过程中经常出现严重的铜液泄漏，这些弊端与现代化高效、洁净的生产理念极不相适应。

合成氨原料气醇烃化净化精制新工艺技术合成氨是一种重要的化学原料，在农业、化肥生产以及其他领域有广泛的应用。

合成氨的生产过程中，醇烃化是一个关键的步骤，它将醇类原料氧化成氨气。

然而，该过程中也存在着一些问题，如氨气纯度不高、能耗大和废水处理困难等。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种新的工艺技术，通过气醇烃化净化和精制的方法来改进合成氨的生产过程。

新工艺技术的主要步骤包括以下几个方面：首先，选择高纯度的醇类原料作为氨气的来源。

一般来说，乙醇和丙醇是合成氨生产中常用的原料，它们具有较高的氨气产率。

在这一步中，可以采用蒸馏等方法从原料中提取纯度较高的醇类化合物。

其次，将醇类化合物经过催化氧化反应得到氨气。

这个步骤的关键在于选择适当的催化剂和反应条件，以提高氨气的产率和纯度。

同时，还需控制反应中的温度、压力和氧化剂的使用量，以减少能耗和废水产生。

接下来，对产生的氨气进行净化处理。

在这一步中，可以采用吸附剂、膜分离或冷凝等方法去除气相中的杂质，如水、氧气和碳氧化物等。

通过这些净化手段，可以提高氨气的纯度，并减少对后续工艺步骤的影响。

最后，对净化后的氨气进行精制处理。

在这一步中，可以利用洗涤和吸附等方法去除氨气中的杂质，如硫化氢和二氧化碳等。

通过精制处理，可以进一步提高合成氨的纯度，并保证其达到工业生产的要求。

总的来说，合成氨原料气醇烃化净化精制新工艺技术为合成氨的生产过程提供了一种可行的改进方法。

该工艺技术通过选择高纯度的醇类化合物原料、优化催化氧化反应条件以及采用净化和精制手段，可以提高氨气的产率、纯度和质量，降低能耗并减少废水处理难题，从而实现合成氨生产过程的可持续发展。

合成氨是一种广泛用于农业、化肥生产和其他领域的化学原料。

目前，最常用的方法是通过醇烃化将醇类原料氧化成氨气。

然而，传统的合成氨工艺存在一些问题，如氨气纯度低、废水处理难题以及能耗较高。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种新的合成氨原料气醇烃化净化精制工艺技术。

合成氨工艺原理合成氨不论采用什么原料和生产方法，大体上包括三个工艺过程：（1）原料气的制造;（2）原料气的净化(包括脱硫、变换脱除CO，碳化、脱碳脱除CO2，精炼脱除微量的CO、CO2、H2S、O2等）;（3）氨的合成和为了满足气体净化及合成各工序工艺条件提供能量补偿的压缩工序.生产出氨以后再根据需要加工成碳铵、尿素、硝铵等。

其详细原理如下（以煤为原料）：一、造气工段合成氨生产所用的半水煤气，要求气体中(CO+H2）与N2的比例为3：1左右.因此生产上采用间歇地送入空气和蒸汽进行气化，将所得的水煤气配入部分吹风气制成半水煤气。

即以石灰碳化煤球、无烟块煤为原料,在高温下交替与空气和过热蒸汽进行气化反应(C+O点燃CO2+Q 、2C+O点燃2CO+Q 、2CO+ O点燃2CO2+Q2H2O（气）+C△CO+2H2-Q制得半水煤气，半水煤气经过除尘,余热回收，水洗降温制得合格的半水煤气,供后工段使用.二、脱硫工段从造气工段的半水煤气中,除氢气和氮气外，还含有27%左右CO、9%左右的CO2以及少量的硫化物，这些硫化物对合成氨生产是有害的.它会腐蚀设备、管道，会引起催化剂中毒,会损坏铜液成份。

因此,必须除去少量硫化物,其原理：用稀氨水（10-15tt）与硫化氢反应（NH3+H2S=NH4HS）将H2S脱除至0.07g/m3（标）以下，使半水煤气净化，以满足合成氨生产工艺要求.三、变换工段将脱S后的半水煤气(含CO25%-28％)由压缩工段加压后经增温、加热,在一定的温度和压力下，在变换炉内借助催化剂的催化作用，使半水煤气中CO与H2O(气)进行化学反应,转变为CO2和H2（CO+H2O（气）催化剂高温CO2+H2+Q），制得合格的变换气,以满足后工段的工艺要求。

其次，系统中设有饱和热水塔、甲交、一水加、二水加、冷却塔等换热设备，以便合理利用反应热和充分回收余热,降低能耗,同时降低变换气温度。

四、碳化与脱碳工段1、碳化将变换气中26%左右的CO2用浓氨水与其反应（CO2+ H2O+ NH3=NH4HCO3)生成碳酸氢铵副产品，同时制得合格的原料气.2、脱碳工段用MEDA脱碳溶液将变换气中26%左右的CO2除去，制成合格的原料气，供后工段使用。

合成氨原料气净化精制工艺的选择合成氨原料气净化、精制工艺的选择及应用本文系统阐述了近年来合成氨原料气的净化、精制工艺的发展历程。

分别介绍了“双甲工艺”、“醇烃化”及“醇烷化”等不同净化及精制工艺。

从工艺设计、节能降耗及实际案例等方面比较了上述工艺；结果表明：不论是哪种净化、精制工艺，关键的工艺控制点是：将CO+CO2净化精制至微量级，降低有效氢的损耗，降低生产消耗。

关键词：醇烃化、低耗、合成氨、净化、精制1概述合成氨原料气的精制工艺，在近20多年的发展历程中进行了革命性的变化，从铜洗与深度变换串甲烷化工艺，首创了“双甲”、“醇烃化”新工艺技术，为我国合成氨原料气精制开辟了新的工艺、装备技术路线，同时也为我国化肥生产装置的大型化、节能化、自控化奠定了基础。

湖南安淳高新技术有限公司研发、具有自主知识产权的醇烃化（双甲）净化、精制工艺，主要是将合成氨原料气中的CO+CO2经催化反应脱去，氨合成补充气中的CO+CO2微量达到≤10PPm的纯氢氮气，使氨合成的催化剂具有更好地活性，提高了反应的合成率和催化剂的运行周期，使生产过程更简便、更节能、更容易实行自控化。

醇烃化（双甲）工艺的应用世界首创，为我国化肥企业的节能减排、扩能增效、快速发展起到了助推作用，化肥企业单套装备从50KtNH3/a发展到今天的500KtNH3/a的生产规模，醇烃化（双甲）精制工艺发挥了重要作用。

2氨合成原料气的净化、精制工艺技术的介绍 2.1双甲工艺“双甲工艺”(见图1)是甲醇化（二级串并结合）后串联甲烷化（镍催化剂）；合成氨生产线脱C来的CO+CO2约为2.0%～6.0%的氢氮气，经压缩机提高压力进入一级甲醇系统联产粗甲醇，原料气的净化在二级甲醇系统完成，可在中压段或高压段进行，一般入甲烷化塔的CO+CO2为≤300PPm，有利于合成氨生产的低耗运行。

图1 双甲工艺流程示意图2.2醇烃化工艺“醇烃化工艺”（见图2）是“双甲工艺”的升级新工艺技术，主要是在精制系统内“催化剂”上的创新，具有原料气精制过程中的精制度高、H2耗少、生产管理更简便、催化剂使用寿命长等优势，为我国合成氨生产的大型化、节能化、长周期运行打下了坚石的基础。