[发明专利]一种低碳合成氨生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种低碳合成氨生产工艺。

背景技术

氨，或称“氨气”，分子式为NH₃，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。氨对地球上的生物相当重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。

解放前中国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。

近几年来，中国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。中国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。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。现有的合成氨工艺采用以无烟煤为原料生成合成氨，该技术常见过程是：造气→半水煤气脱硫→压缩机1，2工段→变换→变换气脱硫→压缩机3段→脱硫→压缩机4，5工段→铜洗→压缩机6段→氨合成→产品NH₃，该技术耗煤量大，不但成本高，而且大量的H₂S、NH₃、CO₂的排放，造成对环境的污染及破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低，操作工艺简单，可降低H₂S、NH₃等大气污染物和减少CO₂的排放量的低炭合成氨生产工艺。

为解决以上技术问题，本发明一种低碳合成氨生产工艺，包括如下步骤：

（1）气体压缩：

将焦炉气输送到气柜内，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0.7～1.0Mpa；

（2）碳化、脱碳：

取步骤（1）所得的气体进行脱硫处理，脱硫后的气体，分两部分处理，一部分直接去碳化装置进行碳化处理，另一部分经PSA脱碳装置,PSA脱碳装置解析的浓CO₂气体经CO₂压缩机加压到0.9MPa进入碳化装置,与吸氨工段来的浓氨水进行反应生产出碳酸氢铵肥料；

（3）除甲烷：

将步骤（2）的PSA脱碳装置和碳化装置未完全处理的原料气重新送入往复式压缩机三段和四段进行压缩，压缩至2.1Mpa后通过变压吸附法脱除甲烷；

（4）脱硫：

将步骤（3）所得气体通过变压吸附法脱除过剩的氮气，将H₂、N₂比调整到3:1，再将气体经精脱硫脱至0.1ppm以下；

（5）CO、CO₂精制：

将气体中的CO、CO₂进行精制，再经合成气压缩机加压至3.14Mpa；

（6）氨合成：

将步骤（5）所得的合成气送入氨合成工序，生产出产品氨。

作为本发明的改进，所述的原料气组成是按下面的重量百分比组成的荒煤气：H₂是29.00%、CO₂是11.83%、CO是10.20%、N₂是389.58%、CH4是7.25%、O₂是0.19%。

上述步骤（3）中的变压吸附法脱除的多甲烷送入锅炉燃烧。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明由于用焦化厂荒煤气为原料，用荒煤气作原料无原料成本，只有水电等成本，经济效益显著，具有成本低和环保节能的特点。本发明利用是PSA装置将其氮气和甲烷进行分离净化的工艺技术，大幅降低H₂S、NH₃等大气污染物以及CO₂的排放量，按照国内煤制合成氨和碳铵的先进水平，年可节约标煤9.7万吨，可削减原厂H₂S、NH₃等大气污染物的排放量的95.7%以上，削减CO₂的排放量65.42%。年减排CO₂约14.03万吨，减排效果十分显著，所以本发明是一种绿色环保的合成氨生产工艺。

具体实施方式