合成氨工艺及节能分析

合成氨工艺及节能分析

郭涛

河南能源集团中原大化公司河南濮阳457000

摘要：伴随着我国国民经济的不断发展，科学技术也取得长足的发展，化工制品在人们的生活中的作用逐渐增大，直接关系到了人们的生活水平。在化工制品生产制造过程中合成氨工艺和技术的应用范围广泛。合成氨的原料主要是连油气、石油、煤等，可是，在合成氨工艺中很多的材料和能源都被大量浪费，当前我国并没有生产效率比较高的合成氨工艺。基于此，本文对合成氨工艺和节能进行详细论述，仅供参考。

关键词：合成氨；工艺；节能；改造

引言

近些年来，我国大量倡导节能减排理念，有效的改善合成氨工艺，逐步建立节能型合成氨工艺成为了企业发展的主要方向。在一些新政策的指引下，很多企业开展合成氨工艺流程的改造。不断有效的降低了工业生产成本和节约能源，还可以有效的保护环境。企业在实施节能性合成氨工艺和技术改造的过程中，首先要严格控制工艺流程，然后改造氨分离技术、废水循环使用技术、造气工段技术等，只有这样才能达到节能改造的效果。

1合成氨工艺流程分析

1.1原料气的制造与获取

氢气的制作和获得原材料的方法有很多，不但可以从生活中最常见的天然气、煤中获得，还可以通过重质油等原料中获得。主要制作方式是，在确保原料抽取过程中温度的情况下，通过化学反应达到需要的高温，然后和水蒸气发生反应，从而得到合成氢气。除此之外，针对一些固体焦炭型的原料，如果合成氢气，需要通过固定燃料气体法来完成。然而对于渣油一类的物质，一般情况下，会通过非催化部门物体实施氧化法来合成氢气。此外，为了从石脑油中获得合成氢气，需要通过二段蒸汽环法来实现。

1.2对原料气进行净化

在氨合成的过程中，原料气净化是非常重要的，需要引起足够的重视。合成氨原料气净化过程主要有以下几方面，首先，要将原料气转变成为一氧化碳，主要是为了使煤气体后产生大量的一氧化碳。为了有效的实现氨物质的合成，需要大量的水蒸气，一氧化碳可转化为氢气或二氧化碳。然而，合成氨直接转化为一氧化碳或者二氧化碳就会导致工艺难度大幅度增加。同时也会增加成本支出和能源耗费。所以，在这一个过程中要严格实施合成氨工艺的节能减排措施。其次，原料实施脱碳脱硫流程的时候，一般会利用物理吸收法和化学吸收法来实施原料脱碳，主要是为了避免生产过程中工作人员由于催化剂而发生中毒现象。从而确保工作人员的人身安全。在进行脱碳的过程中，要对二氧化碳气体进行回收，为后期纯碱和尿素制作提供充足的原材料。从而达到资源充分利用的目的，实现节能效果。然而脱硫方法主要有干法脱硫和湿法脱硫，可是由于干法脱硫主要利用固体脱硫剂来实施脱硫操作，景观可以达到有效的脱硫效果，可是并不能实现脱硫剂的再生。这种方法通常运用到精脱硫中。湿法脱硫方法是通过化学溶剂来开展脱硫，湿法脱硫具备一定的可再生性，因此多使用到粗脱硫中。

1.3合成氨

合成氨工艺中最重要的是氨的合成，原料获取和原料气体净化都是为了氨的合成，为后期获得高浓度的合成氨打下良好基础。在氨的合成过程中，生产人员要依据相关标准来确定生产流程，同时要确保在高压高温条件下进行，通过催化剂来辅助操作。应用氢气和氢气循环系统来提升合成氨的氨含量。

2合成氨工艺节能改造的重要策略

2.1造气工段技术改进

①自动加焦机技术。

自动加焦机技术的环保性能比高，不但降低了生产成本，还有些的降低了能源消耗，同时具备一定的安全性。

②煤气余热集中回收技术。

该项技术通过回收器将生产过程中的多种余热来实现再次回收，从而提升了资源利用效率，实现资源的再次利用。

③炉况监测以及油压微机控制技术。

将该项技术应用到生产过程中可以提升资源分配的科学性，并且可以实时监测造气炉周边的环境和具体情况，及时的发现存在的问题，并且做出全过程记录，从而提升生产效率，减少能源耗费。

④集中式高效洗气塔。

在具体生产过程中运用集中式高校洗气塔可以减少系统阻力，避免污水和冷却水的产生。

⑤吹风气余热回收技术。

这项技术可以有效的提升资源利用率，运用集中式燃烧炉回收技术，可以再次回收生产过程中出现的多种余热，提升了资源的利用率，同时减少了生产成本，提高生产效率。

⑥入炉蒸汽品质提升技术。

这项技术可以有效的稳定炉温，提高蒸汽的分解效率，减少能源整体能源耗费，入炉蒸汽平提升技术是合成氨的重要条件。

⑦高效静电除焦油器。

高效静电除焦油器的应用可以有效的提升脱硫质量，提升脱落的效率。同时，还可以有效的提升压缩机的使用年限。这种仪器对提升能源利用率有着非常重要的意义。通常应用到脱硫之前，清洗塔之后。

2.2废水循环利用技术改进

在具体生产过程中最常用的原料就是碎煤，生产出的煤气水含有的焦油和粉尘很难进行分离，很容易堵塞合成氨的管道，导致热量损耗。因此，可以利用废水循环来提升生产效率，减少能源耗费。除此之外，利用气浮装置可以有效的降低油质浓度，减少悬浮物，从而提升装置的运行效率。该技术合成氨装置是通过天然气部分氧气法而生产出的乙炔尾气作为原料，通过低能耗和加压催化转化法来生产合成氨，不但可以降低原料煤的应用，还可以减少生产成本，避免出现污染物，提升尾气利用率。

2.3氨分离技术改进

当前，氨主要是通过水吸收法和冷凝分离法来实施分离的。氨分离主要是利用氨分离器来进行的，和传统的分离器相对比，这种设备比较先进，可以减少传统分离器存在的分离不彻底的问题，有效的降低了资源浪费，其主要原理就是经过转变其他流向来达到其他中液滴的分离。

3合成氨生产系统塔前预热器的应用

在合成氨系统中的合成塔中添加余热装置，从而提升余热利用效。主要是利用预热器，减少合成氨生产过程中的冷却水使用量。减少换热设备中的实际符合量，从而有效的提升锅炉中蒸汽的产出量，从而达到节能高产的效果。然而预热装置在具体应用过程中，要充分了解合成氨生产系统中塔外预热装置的结构和运转状况，在熟悉预热装置的工作原理后，才能对生产系统进行全面的节能改造，从而降低塔前预热装置的安装风险，达到合成氨生产环节的节能效果。

4合成氨生产系统节能改造后效果

经过对合成氨生产系统的节能改造，可以有效的减少冷却水的用量，提升合成塔内利用效率。与此同时，经过提高锅炉蒸汽产量，可以更好的利用合成塔中的气体余热，符合了合成氨生产成本的具体要求。并且，在生产系统中添加预热装置可以确保冷却水维持在比较稳定的温度调节下，当合成气流进入到绝热催化环境的时候保持温度不变，通过塔外预热装置运行，可以有效利用塔内余热，从而改善合成氨生产系统的能耗过大问题，从而实现合成氨生产系统的节能效果。

结束语

总之，通过对合成氨的主要工艺进行全面分析，同时提出了节能改造措施，例如，在造气工序中通过应用自动加焦机、油压微机控制，可以再次回收煤气和吹风气产生的余热，从而提升废水循环利用率，和改进氨分离等。在确保产量和生产效率的前提下，降低能源耗费，同时减少浪费问题。同时，经过不断改造和优化合成氨技术，可以提升生产效率，实现工业快速发展。通过降低成本可以达到节能减排的目的。这是对提升合成氨企业经济效率稳定性有着非常重要的意义。

参考文献：

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