[發明專利]一種低碳合成氨生產工藝

無效

• 申請號: 201310607690.2
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103588222A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 程勇
• 申請（專利權）人: 安徽淮化股份有限公司
• 主分類號: C01C1/04
• 分類號: C01C1/04;C01C1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種低碳合成氨生產工藝。

背景技術

氨，或稱“氨氣”，分子式為NH₃，是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味。極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。氨對地球上的生物相當重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途，同時它還具有腐蝕性等危險性質。由于氨有廣泛的用途，氨是世界上產量最多的無機化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯堿。

解放前中國只有兩家規模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業有了迅速發展。1949年全國氮肥產量僅0.6萬噸，而1982年達到1021.9萬噸，成為世界上產量最高的國家之一。

近幾年來，中國引進了一批年產30萬噸氮肥的大型化肥廠設備。中國自行設計和建造的上海吳涇化工廠也是年產30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產中能量損耗低、產量高，技術和設備都很先進。氨是重要的無機化工產品之一，在國民經濟中占有重要地位。現有的合成氨工藝采用以無煙煤為原料生成合成氨，該技術常見過程是：造氣→半水煤氣脫硫→壓縮機1，2工段→變換→變換氣脫硫→壓縮機3段→脫硫→壓縮機4，5工段→銅洗→壓縮機6段→氨合成→產品NH₃，該技術耗煤量大，不但成本高，而且大量的H₂S、NH₃、CO₂的排放，造成對環境的污染及破壞。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種生產成本低，操作工藝簡單，可降低H₂S、NH₃等大氣污染物和減少CO₂的排放量的低炭合成氨生產工藝。

為解決以上技術問題，本發明一種低碳合成氨生產工藝，包括如下步驟：

（1）氣體壓縮：

將焦爐氣輸送到氣柜內，經羅茨風機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.7～1.0Mpa；

（2）碳化、脫碳：

取步驟（1）所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經PSA脫碳裝置,PSA脫碳裝置解析的濃CO₂氣體經CO₂壓縮機加壓到0.9MPa進入碳化裝置,與吸氨工段來的濃氨水進行反應生產出碳酸氫銨肥料；

（3）除甲烷：

將步驟（2）的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷；

（4）脫硫：

將步驟（3）所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H₂、N₂比調整到3:1，再將氣體經精脫硫脫至0.1ppm以下；

（5）CO、CO₂精制：

將氣體中的CO、CO₂進行精制，再經合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa；

（6）氨合成：

將步驟（5）所得的合成氣送入氨合成工序，生產出產品氨。

作為本發明的改進，所述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣：H₂是29.00%、CO₂是11.83%、CO是10.20%、N₂是389.58%、CH4是7.25%、O₂是0.19%。

上述步驟（3）中的變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：

本發明由于用焦化廠荒煤氣為原料，用荒煤氣作原料無原料成本，只有水電等成本，經濟效益顯著，具有成本低和環保節能的特點。本發明利用是PSA裝置將其氮氣和甲烷進行分離凈化的工藝技術，大幅降低H₂S、NH₃等大氣污染物以及CO₂的排放量，按照國內煤制合成氨和碳銨的先進水平，年可節約標煤9.7萬噸，可削減原廠H₂S、NH₃等大氣污染物的排放量的95.7%以上，削減CO₂的排放量65.42%。年減排CO₂約14.03萬噸，減排效果十分顯著，所以本發明是一種綠色環保的合成氨生產工藝。

具體實施方式