合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯(lián)產(chǎn)工藝在我廠的應(yīng)用

張 亮，葛精訊，劉建軍

(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西稷山 043200)

?

合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯(lián)產(chǎn)工藝在我廠的應(yīng)用

張 亮，葛精訊，劉建軍

(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西稷山 043200)

介紹了我公司合成氨與純堿、三聚氰胺、碳酸氫銨的聯(lián)產(chǎn)工藝流程，簡(jiǎn)單分析全廠物料平衡，對(duì)純堿與碳酸氫銨的工藝運(yùn)行情況進(jìn)行總結(jié)。

合成氨；純堿；三聚氰胺；碳酸氫銨；聯(lián)產(chǎn)

山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司稷山分公司，其前身為稷山縣化肥廠，始建于1976年，最初設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)3 000 t合成氨，固定資產(chǎn)500萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)具有年產(chǎn)6.5萬(wàn)t合成氨、18萬(wàn)t純堿、20萬(wàn)t氯化銨、2.5萬(wàn)t三聚氰胺、8萬(wàn)t碳酸氫銨的生產(chǎn)能力。

1 合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯(lián)產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

圖1 合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯(lián)產(chǎn)工藝簡(jiǎn)圖

造氣工段采用固定床造氣技術(shù)，在煤氣發(fā)生爐中，以無(wú)煙塊煤為原料，在高溫條件下，以空氣和蒸汽為氣化劑發(fā)生氣化反應(yīng)，生產(chǎn)半水煤氣，產(chǎn)出合格半水煤氣輸送到脫硫工段。

脫硫工段采用PDS脫硫。氣柜出口的水煤氣經(jīng)降溫塔降到40 ℃經(jīng)靜電除焦后去羅茨風(fēng)機(jī)加壓到300～350 mmHg 經(jīng)降溫塔，降到35 ℃去脫硫塔脫除硫化氫。經(jīng)洗滌塔、分離器和靜電除焦后H2S 達(dá)80～100 mg/Nm335 ℃去壓縮工段，脫硫液再生后循環(huán)使用。

變換工段采用全低變工藝，半水煤氣中的CO在350 ℃左右條件下，在鈷鉬催化劑的作用下，與水蒸汽進(jìn)行變換反應(yīng)，生產(chǎn)CO2和H2，制得合格變換氣。經(jīng)變脫工段進(jìn)一步脫除H2S后，送到變換氣制堿工段。

變換氣制堿工段，變換氣經(jīng)冷卻分離油、水后，送入外冷塔底部進(jìn)行碳化反應(yīng)，制取顆粒粗大的碳酸氫鈉結(jié)晶，頂部出氣稱(chēng)為碳化塔尾氣，通入副塔底部，經(jīng)洗滌后送精脫硫工段。

經(jīng)精脫硫工段來(lái)的原料氣尚有少量CO、CO2，為防止它們對(duì)氨合成催化劑的中毒，在銅基、鎳基催化劑存在下，CO、CO2和H2作用生成甲醇、甲烷，使得CO和CO2總量小于10 ppm。

由壓縮工段送來(lái)的溫度為30～45 ℃的新鮮補(bǔ)充氣，經(jīng)氨分離器、氨冷器、冷交后，進(jìn)入循環(huán)機(jī)加壓，加壓后的氣體經(jīng)油分離油污后，一路經(jīng)主閥由頂進(jìn)入合成塔，另一路經(jīng)副閥自塔底直接進(jìn)入中心管。在氨合成塔內(nèi)生成合成氨。

從合成氨工段氨冷過(guò)來(lái)的氨氣為載氣，經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，進(jìn)入流化床反應(yīng)器，在反應(yīng)溫度為380～400 ℃的條件下，液態(tài)尿素在催化劑-硅膠/硅鋁膠的作用下，生成三聚氰胺、NH3和CO2，經(jīng)處理后三聚氰胺冷卻析出分離出來(lái)，反應(yīng)尾氣直接送到純堿和氯化銨的MⅠ、 MⅡ吸收崗位。

從循環(huán)法三聚氰胺工段出來(lái)的尾氣與純堿煅燒爐氣中的CO2反應(yīng)生成碳酸氫銨。

2 全廠物料平衡

圖2 全廠物料平衡圖

說(shuō)明：此工藝物料平衡圖計(jì)算按：噸純堿耗氨0.355 t；三胺單耗3.07 t尿素；噸三胺尾氣含氨1.02 t；噸三胺需反吹氨0.25 t；噸碳銨耗氨0.22 t。

3 運(yùn)行總結(jié)

MⅠ吸氨的目的，是減少母液中溶解度較小的重碳酸鹽的濃度，從而降低NH4Cl相變溫度，降低冷析制冷負(fù)荷，所以理論上應(yīng)用純氨吸收，但是純氨氣作為載氣，經(jīng)過(guò)一步法三聚氰胺工段后，氣體中包含了CO2，控制AⅠ溶液FNH3在48～53 tt，CNH3≥72 tt，TCl在106～114 tt，CO2在50 tt，可維持正常氯化銨生產(chǎn)。

一步法三聚氰胺尾氣與純氨混合后被MⅡ溶液吸收，吸氨的同時(shí)，也吸收了CO2， AⅡ溶液中CO2濃度增大，相當(dāng)于已進(jìn)行了預(yù)碳化，工藝控制AⅡ溶液FNH3在63～70 tt，CNH3在36～42 tt，TCl在101～108 tt，CO2在20～28 tt內(nèi)，否則碳酸化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)堿，給重堿過(guò)濾造成困難，重堿含水量增大，煅燒蒸汽消耗高，收率下降，洗滌困難，破壞母液系統(tǒng)的平衡，大量的細(xì)堿穿過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入MⅠ，從而通過(guò)AⅠ進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)可造成AⅡ溶液的熔疤能力下降，增加了倒塔和煮塔的次數(shù)，煮塔水隨之增加，蒸汽消耗增大。

循環(huán)法三聚氰胺尾氣用脫鹽水吸收制成合格的氨水，氨達(dá)到180 tt送到碳銨碳化塔內(nèi)與爐氣中的CO2反應(yīng)生成碳銨，控制反應(yīng)后母液CO2在80～90 tt內(nèi)，可維持正常的生產(chǎn)。

4 結(jié) 論

近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，生產(chǎn)一噸三聚氰胺可副產(chǎn)氨氣0.8 t左右，CO21 t左右，這些氣體參與到聯(lián)堿生產(chǎn)中的吸氨和碳化反應(yīng)中，可降低噸氨生產(chǎn)成本800元左右，噸純堿生產(chǎn)成本降低260元左右。利用合成氨的氨氣作為三聚氰胺的載氣，尾氣與載氣混合后去聯(lián)堿工段生產(chǎn)純堿、氯化銨，循環(huán)法三聚氰胺中的尾氣與純堿煅燒爐氣反應(yīng)生成碳銨，屬于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型示范項(xiàng)目，在原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)物及排放的廢物形成物質(zhì)、能量的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)不同產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和耦合，提高了資源的產(chǎn)出效率，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部、產(chǎn)業(yè)之間資源的梯次循環(huán)流動(dòng)與循環(huán)利用。

TQ114

B

1005-8370(2016)01-42-03

2014-10-30