[发明专利]一种高效合成氨生产工艺

说明书

本发明公开了一种高效合成氨生产工艺，包括以下步骤：第一，将无烟煤、焦炭混合均匀得混合料，加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜；第二，半水煤气在气柜内，经罗茨风机加压后进入变温吸附法工段脱去苯和萘，得到粗原料；第三，粗原料进行净化除杂，所述除杂过程包括一氧化碳变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程；第四，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。本发明与传统生产工艺相比，本发明合成氨生产工艺具有环境友好、节能降耗的优点；同时通过温度和压强等关键条件的控制，使得到的合成氨纯度更高，品质更好，效率更快。

技术领域

本发明涉及合成氨化工生产领域，具体是一种高效合成氨生产工艺。

背景技术

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

然而，目前的合成氨以及制备生产工艺仍有待改进，能源耗费大，耗煤两巨大，产生污染大，普遍对环境危害大，且现有技术中对于生产的合成氨化钙纯度不高，品质不高，含有微量杂质，效率低，不能满足市场需求，急待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效合成氨生产工艺，该生产工艺具有环境友好、节能降耗的优点；同时通过工艺条件的控制，使得到的合成氨纯度更高，品质更好，效率更快，解决上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效合成氨生产工艺，包括以下步骤：

第一，将无烟煤、焦炭混合均匀得混合料，由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜；

第二，半水煤气在气柜内，经罗茨风机加压后进入变温吸附法工段脱去苯和萘，将脱苯、萘后的原料气送入往复式压缩机进行一、二段压缩，加压至 0.9～1.8Mpa，得到粗原料；

第三，对得到的粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，所述除杂过程包括一氧化碳变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程；

所述一氧化碳变换过程为：（1）高温变换，将步骤二中粗原料加热至反应温度，使大部分CO转变为CO2和H2；（2）低温变换，降低反应温度，将CO含量降至0.3%左右；

所述脱硫脱碳过程为：对变换后的气体进行降温，并进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，压缩机升压到10.04～12.0Mpa，依次进入铜洗塔和碱洗塔，以除去变换时产生的硫化氢气体；进入脱硫塔以后的气体通入脱硫溶液中洗涤，进一步除去硫化氢和碳化杂质；

所述气体精制过程为：将脱硫脱碳后的气体通入在是在深度冷冻，即小于-100℃温度条件下，用液氮吸收分离少量CO，同时脱除甲烷和大部分氩，这样可以纯净的氢、氮混合气体；

第四，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。

作为本方案的进一步优选，所述步骤一中,含碳原料由无烟煤、焦炭按照重量配比为4：7～9：15组成。

作为本方案的进一步优选，所述步骤三中，高温变换的温度控制在350℃～550℃。

作为本方案的进一步优选，所述步骤三中，低温变换的温度控制在180℃～260℃。

作为本方案的进一步优选，所述步骤三中，所述步骤四中操作压力20～60MPa，反应温度为550～650度。