1、化肥廠生產過程及工藝流程煤制合成氨、尿素C+ 0.5 O2 T COC+ 02 T CO2CO + H 2。T 82+ H2出+出7 NH3CO2 + 2NH3 T CO (NH 2)21全廠流程簡介2過程工藝描述(1) 水煤漿氣化制合成氣裝置由水煤漿制備工序來的水煤漿 送入煤漿槽儲存待用。濃度約為 63%的水煤 漿通過煤漿給料泵加壓輸送到氣化爐頂部工藝燒嘴，并與空分裝置來的純氧分別 進入氣化爐在6.5MPa(G),約1400C工藝條件下，水煤漿與純氧進行部分氧化反 應，生成粗合成氣。反應后的粗合成氣和溶渣進入氣化爐下部的激冷室。在激冷室中，粗合成氣 經冷卻、洗滌，將粗合成氣中的大部分 碳黑洗

2、去，并和粗渣分開。出激冷室的粗 合成氣直接進入 文丘里洗滌器 和碳洗塔進一步洗滌，除去粗合成氣中殘留的碳 黑，然后將水蒸汽/干氣比約1.31.5的合成氣送至變換工序。溶渣被激冷室底部通過破渣機進入鎖斗， 定期排入渣池，渣池設有撈渣機將 粗渣撈出，裝車運往園區免燒磚項目。渣池中含細渣的灰水通過 渣池泵送至真空閃蒸器。碳洗塔的液位通過控制進入塔內的灰水量來維持， 碳洗塔內的黑水分兩股排 出，一股黑水去高壓閃蒸器；另一股由灰水循環泵送至氣化爐也進入高壓閃蒸器， 黑水經減壓，閃蒸出黑水中溶解的氣體并通過變換冷凝液加熱器回收閃蒸汽的熱 量，通過高壓閃蒸分離器，閃蒸出的氣體至變換或火炬，水送入脫氧水槽。(

3、2) 凈化裝置a.變換變換工序主要反應式為：C0S+H20CO2+H2S+QC0+H20CO2+H2+Q由氣化送來粗煤氣經 煤氣水分離器分離掉少量的冷凝液及灰塵后，經中溫換 熱器溫度升高至250r，進第一中溫變換爐。第一中溫變換爐分上、下兩段，爐 內裝有兩段三層耐硫變換觸媒，層間配有煤氣激冷管線調溫，出第一中溫變換爐 變換氣CO含量為24% (干)，溫度為420C左右。變換氣經中溫換熱器降溫后進 淬冷器，用本工段產生的高溫冷凝液淬冷至240C，然后進入第二中溫變換爐，爐內裝有兩段耐硫變換觸媒，出口變換氣 CO濃度為4.0% (干)，溫度為358r左 右，進入中變廢熱鍋爐，產生1.0M Pa(G

4、)的低壓蒸汽，使變換氣溫度降溫進入低 溫變換爐，低溫變換爐裝兩段耐硫變換觸媒，出口變換氣CO濃度為1.0% (干)，溫度升至為222r左右，進入低變廢熱鍋爐，產生0.4MPa(G)的低壓蒸汽，變換 氣溫度降至163C；經第一水分離器分離出冷凝液后的變換氣進入鍋爐給水加熱 器，溫度降至140C,然后進入脫鹽水加熱器溫度降至 70C、進變換氣水冷器溫 度降至為40C，進水洗塔，在塔底進行氣液分離后，氣體經塔頂 40C洗滌水洗 滌除去NH3后送至甲醇洗工段。第一水分離器的冷凝液經冷凝液泵I,升壓后送至淬冷器作為淬冷用冷凝 液，多余部分送至氣化工段。水洗塔塔底出來的冷凝液與煤氣水分離器出來的冷 凝液一

5、起進入冷凝液氣提塔上部，氣化來的高閃氣進冷凝液氣提塔中部。 用低壓 蒸汽氣提除氨后的變換冷凝液經冷凝液泵n,送氣化工段，塔頂氣經塔頂冷凝器降溫、冷凝、分離后，不凝氣送至硫回收處理。脫鹽水站來的脫鹽水進入脫鹽水 加熱器與變換氣換熱溫度升至95C, 部 分送鍋爐房，另一部分進入除氧器脫氧。除氧器用本工段產生的低壓蒸汽吹入脫 氧，脫氧后的鍋爐給水一部分經中壓鍋爐 給水泵升壓至2.1 MPa(A)分別送至中壓 廢熱鍋爐、脫硫工段和氣化工段；另一部分經低壓鍋爐給水泵升壓到 0.8MPa(A), 送至低壓廢熱鍋爐；第三部分經氣化 補水泵升壓至5.5MPa(G)后分為三股，第一 股經洗滌水冷卻器冷至 40C

6、后作為水洗塔用洗滌水，第二股作為氣化補水送至 氣化，第三股送至氨合成工段。b.低溫甲醇洗本工段采用低溫甲醇洗工藝，主要脫除合成氣中C02、H2S和H20。為了防止低溫時氣體所帶的水份凍結、堵塞纏繞式換熱器的管道，在變換氣 冷卻前注入少量甲醇，氣體被冷卻至約-7C后先送入吸收塔,用來自C02吸收塔 的富甲醇液洗滌，除去變換氣中的大部分H2S、COS和C02。洗滌后的變換氣進入 C02吸收塔下部，用來自熱再生塔的貧甲醇液洗滌， 進一步除去氣體中微量的 H2S和C02凈化氣體(C02W 20PPmH2Sv 1ppm)從塔頂 排出，經換熱溫升至常溫后送往后續工序。吸收了變換氣中大部分H2S、C0S和C

7、02的富甲醇液進熱再生塔，利用低 壓蒸汽或熱變換氣提供的熱量進行再生。 熱富甲醇液從熱再生塔底抽出，經冷卻 后進入克勞斯氣分離器，含H2S約25%vol的酸性氣體從中分離出來，去克勞斯 硫回收單元得到單質硫磺。從熱再生塔底抽出另一部分富甲醇液用泵抽至甲醇/ 水分離塔，利用塔底再沸器提供的熱量，將甲醇與水分離。廢水從塔底排出去界 區，甲醇蒸汽從塔頂排出進熱再生塔中部， 被熱再生塔的循環甲醇液吸收。 再生 后得到的貧甲醇用泵抽出，經一系列的換熱后進C02吸收塔上部作為洗滌吸收將有用的含氫氣體閃蒸出中壓閃蒸塔閃蒸后的甲將溶液中的CO2氣另一部分用泵抽出，去劑。CO2吸收塔下部的一部分富甲醇液進中壓閃

8、蒸塔， 來，經閃蒸氣循環壓縮機壓縮回收， 返回變換氣原料中。 醇溶液進再吸收塔，用來自空分裝置的低壓氮氣進行氣提, 體提出排放。塔中的甲醇液一部分作為熱再生塔的回流， 克勞斯氣分離器作為洗滌液。由硫回收工段來的克勞斯尾氣加入高壓甲醇進行水分吸收， 然后通過克勞斯 尾氣深冷冷器降溫，進入尾氣分離器，氣體送至再吸收塔，液體經泵送至甲醇/ 水分離塔。C.液氮洗由低溫甲醇洗送來壓力1.83 MPa、溫度-35 C的凈化氣因含有微量的 CO2和 CH3OH,為防止CO2和CH3OH在低溫下凍結堵塞換熱通道.凈化氣先進入吸附 器(RO1A/B)，通過分子篩吸附后，使 CO2和CH3OH含量小于0.1 X0

9、"6。脫除了 CO2和CH3OH的凈煤氣在1.78MPa、-35C下進入熱交換器后被冷卻到-182C, 使大部分CH4冷凝下來集存于氮洗塔底部。富 CH4從氮洗塔底部抽出經節流膨脹制冷，在熱交換器和復熱，這部分物流作為燃料離開本工段。在氮洗塔內，凈 煤氣被塔頂流下的-182C液氮洗滌，氣體中的CO和少部分CH4、Ar等組分被冷 凝成液體，從氮洗塔下部抽出，經節流膨脹制冷，通過熱交換器(E01)和(E02)復熱至34C送出作為燃料。經液氮洗滌，氮洗塔頂出口 CO和CH4小于1X10"6的氫氮氣在 W0I配氮， 調整氫氮比為3: 1，并經(W01)換熱回收冷量后，氣體離開液氮洗

10、工段去壓縮機 工段。由氮氣壓縮機送來壓力2.2 MPa、溫度40C的氮氣經熱交換器(E01)換熱后， 溫度降至-33. 5C，然后低溫氮氣進入膨脹透平(C01)膨脹后，溫度降至-105.6C， 經熱交換器(E02)換熱回收冷量后送出放空。大部分氮氣再經熱交換器 (E01)冷凝 成液氮供洗滌用。H2： N2比的微調通過在冷箱外直接把高壓氮通入合成氣中實 現。(3) 冷凍由凈化裝置(低溫甲醇洗)(-38 C, 0.03MPa(A)及氨合成裝置來的兩股氣氨 (-15C, 0.22MPa(A)和4C, 0.4MPa(A)，分別經分離器后，分段進入壓縮機， 最終壓縮到1.6MPa的氣氨，氣氨經冷凝器冷凝

11、為液氨后，液氨再進入液氨貯槽, 最后液氨送往用戶。來自管網的過熱蒸汽，進入汽輪機，產生的動力供壓縮機。冷凝液進入表面 冷凝器冷卻后，經冷凝液泵返回管網。（4）硫回收來自脫硫工段酸性氣經過酸性氣分預熱器進入主燃燒爐，與按一定比例配入的空氣混合燃燒。爐內發生H2S部分氧化反應：H2S+3/2 O2 = SO2+H2O+Q1H2S+1/2 SQ = H2O+3/4S2+Q2在燃燒爐內有65%的H2S轉化成單質硫。經過廢熱鍋爐副產蒸汽，再經冷 卻器冷卻生成的少部分硫磺分離進硫磺地下槽，氣體經加熱器后依次進入二級克 勞斯反應器和二級硫冷凝器，二氧化硫在催化劑作用下絕大部分生成單質硫磺， 分別來自硫冷凝器

12、的硫磺經液圭寸槽收集于液硫池，產品硫磺用液硫泵送出。反應后的尾氣經冷卻和尾氣捕集器與加氫反應氣經氣一氣換熱器換熱后，再經電加熱器加熱，在過程氣與氫氣混合器中與氫氣混合后送至加氫反應器還原，還原氣經換熱器回收余熱后送至急冷塔用冷卻水急冷， 塔頂尾氣送回到甲醇洗進行再次吸 收。急冷塔冷卻水通過急冷水泵、急冷水過濾器、急冷水空冷器、急冷水冷卻器 循環利用，消耗的冷卻水從界外補充。（5）壓縮合成氨合成反應如下：N2+3H3 NH3 H298 = -92.44kJ/mol4來自合成氣壓縮機的15.4MPa氣體進入熱氣-氣換熱器。在換熱器中與來自 鍋爐給水預熱器的反應氣通過交換被加熱到173.5C。然后氣

13、體送往氨合成塔在合適的氨合成催化劑下反應以增加氨的體積濃度到20.65%?？赏ㄟ^支路管線分流部分氣體來控制進塔氣的溫度。反應氣可回收廢熱量，可產生 2540bar（A）飽和蒸汽。在開車操作的早期階段，為加快熱循環部分，廢熱鍋爐也能用作加熱器。來自廢熱鍋爐的反應氣進入到熱氣-氣換熱器的管程被冷卻到74C，加熱合 成原料氣。反應氣體再送往水冷卻器，在這里氣體被冷卻并有部分氨被冷凝。出口溫度是-39C。合成氣和液氨混合物進入冷氣-氣換熱器，用自氨分離器1冷的 循環氣在這里進行冷卻。氣體再被送往高溫冷凝器，在這里被用氨冷凍工段提供 的液氨（在 4C ）的蒸發冷卻到 8C。再進入低溫 冷凝器，用液氨（在

14、-15C）蒸發冷 卻到-9C，發生進一步的氨冷凝。進入分離器。從分離器中的合成氣分離出液體氨，循環氣通過冷氣-氣換熱器從6C加熱到 35C進入合成氣壓縮機循環段的吸入口，為了使氨合成循環氣中惰性氣體濃度不 超過氨合成反應過程的允許量，在氨分離器的出口氣體中連續排放一定量的吹除 氣，送往氨回收工段。來自分離器的液氨經減壓，進入到中壓氨閃蒸罐，在這里分離閃蒸氣體，并 得到最終產品液氨輸送到界區外。來自中壓氨閃蒸罐閃蒸氣體，輸送到合成氣 壓縮機新鮮氣吸入口。(6)空分裝置壓縮、預冷和純化系統從入口空氣過濾器出來的空氣被去除了塵埃和其他機械雜質后，經過空氣壓縮機壓縮至約0.63 MPa(A)進入空氣冷

15、卻塔，在其中被水冷卻和洗滌。空氣冷卻塔采用循環水和經水冷塔及水機組冷卻過的低溫水冷卻，空氣冷卻塔頂部設有游 離水分離裝置和獨特的防液泛裝置，以防止工藝空氣中游離水份帶出。出空氣預冷系統的工藝空氣進入用來吸附除去水份、二氧化碳、碳氫化合物 的空氣純化系統，純化系統中的吸附器由兩臺容器組成； 吸附容器采用立式內絕 熱軸。徑層床結構，當一臺運行時，另一臺則由來自冷箱中的污氮通過蒸汽加熱 器加熱后進行再生。在分子篩吸附器之后抽出一股空氣，作為工藝空氣送到全廠管網。 分餾塔系統:空氣精餾(1)原料液氨和二氧化碳的壓縮、輸送來自界區的原料液氨經高壓氨泵加壓到約16.0MPa,通過高壓噴射器進入高壓甲銨冷凝

16、器。界區來的二氧化碳經壓縮機增壓到約15.3MPa進入氣提塔，為了防腐需在壓縮機入口加入防腐空氣。(2)高壓合成回收尿素合成塔的反應條件為：合成壓力13.814.5MPa,合成溫度185188C, NH3/CO2 (摩爾比)2.93.1，H2O/CO2 (摩爾比)0.40.5。合成塔的反應混合物先送至氣提塔，在此利用2.16MPa的蒸汽加熱，將未轉化成尿素的大部分的甲銨和過剩氨分解分離。氣提塔出液經減壓后送至低壓循 環系統。氣提塔頂出氣送入高壓甲銨冷凝器頂部， 液氨和一甲液也送到高壓甲銨 冷凝器頂部，在此進行甲銨生成反應，并副產低壓蒸汽。高壓甲銨冷凝器低部出 來的甲銨液、氨和二氧化碳混合物進入尿素合成塔低部，進行尿素的生成反應。合成塔出口氣體送入高壓洗滌器進行冷凝吸收， 高壓洗滌器出來的甲銨液流 入高壓噴射器，通過液氨輸送到高壓甲銨冷凝器，高壓洗滌器未冷凝的氣體送往 低壓吸收塔。(3) 低壓循環離開氣提塔底部的尿液減壓后進入精餾塔，精餾塔下段為加熱段，甲銨分解 所需熱量由高壓甲銨 冷凝器副產的低壓蒸汽提供，尿液中的未反應物通過加熱進 一步分解。離開精餾塔的尿液減壓到約0.045MPa(A)送入閃蒸槽，閃蒸槽出口氣 體在