合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯產工藝在我廠的應用

張 亮，葛精訊，劉建軍

(山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司，山西稷山 043200)

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合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯產工藝在我廠的應用

張 亮，葛精訊，劉建軍

(山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司，山西稷山 043200)

介紹了我公司合成氨與純堿、三聚氰胺、碳酸氫銨的聯產工藝流程，簡單分析全廠物料平衡，對純堿與碳酸氫銨的工藝運行情況進行總結。

合成氨；純堿；三聚氰胺；碳酸氫銨；聯產

山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司稷山分公司，其前身為稷山縣化肥廠，始建于1976年，最初設計能力為年產3 000 t合成氨，固定資產500萬元。經過多年的發展，現具有年產6.5萬t合成氨、18萬t純堿、20萬t氯化銨、2.5萬t三聚氰胺、8萬t碳酸氫銨的生產能力。

1 合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯產工藝簡介

圖1 合成氨與純堿、三聚氰胺、碳銨聯產工藝簡圖

造氣工段采用固定床造氣技術，在煤氣發生爐中，以無煙塊煤為原料，在高溫條件下，以空氣和蒸汽為氣化劑發生氣化反應，生產半水煤氣，產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降溫塔降到40 ℃經靜電除焦后去羅茨風機加壓到300～350 mmHg 經降溫塔，降到35 ℃去脫硫塔脫除硫化氫。經洗滌塔、分離器和靜電除焦后H2S 達80～100 mg/Nm335 ℃去壓縮工段，脫硫液再生后循環使用。

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，與水蒸汽進行變換反應，生產CO2和H2，制得合格變換氣。經變脫工段進一步脫除H2S后，送到變換氣制堿工段。

變換氣制堿工段，變換氣經冷卻分離油、水后，送入外冷塔底部進行碳化反應，制取顆粒粗大的碳酸氫鈉結晶，頂部出氣稱為碳化塔尾氣，通入副塔底部，經洗滌后送精脫硫工段。

經精脫硫工段來的原料氣尚有少量CO、CO2，為防止它們對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。

由壓縮工段送來的溫度為30～45 ℃的新鮮補充氣，經氨分離器、氨冷器、冷交后，進入循環機加壓，加壓后的氣體經油分離油污后，一路經主閥由頂進入合成塔，另一路經副閥自塔底直接進入中心管。在氨合成塔內生成合成氨。

從合成氨工段氨冷過來的氨氣為載氣，經過預熱后，進入流化床反應器，在反應溫度為380～400 ℃的條件下，液態尿素在催化劑-硅膠/硅鋁膠的作用下，生成三聚氰胺、NH3和CO2，經處理后三聚氰胺冷卻析出分離出來，反應尾氣直接送到純堿和氯化銨的MⅠ、 MⅡ吸收崗位。

從循環法三聚氰胺工段出來的尾氣與純堿煅燒爐氣中的CO2反應生成碳酸氫銨。

2 全廠物料平衡

圖2 全廠物料平衡圖

說明：此工藝物料平衡圖計算按：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 運行總結

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，降低冷析制冷負荷，所以理論上應用純氨吸收，但是純氨氣作為載氣，經過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。

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，也吸收了CO2， AⅡ溶液中CO2濃度增大，相當于已進行了預碳化，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，否則碳酸化過程中，會產生大量的細堿，給重堿過濾造成困難，重堿含水量增大，煅燒蒸汽消耗高，收率下降，洗滌困難，破壞母液系統的平衡，大量的細堿穿過濾網進入MⅠ，從而通過AⅠ進入結晶系統，嚴重時可造成AⅡ溶液的熔疤能力下降，增加了倒塔和煮塔的次數，煮塔水隨之增加，蒸汽消耗增大。

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

4 結 論

近幾年的生產實踐證明，生產一噸三聚氰胺可副產氨氣0.8 t左右，CO21 t左右，這些氣體參與到聯堿生產中的吸氨和碳化反應中，可降低噸氨生產成本800元左右，噸純堿生產成本降低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堿工段生產純堿、氯化銨，循環法三聚氰胺中的尾氣與純堿煅燒爐氣反應生成碳銨，屬于循環經濟的典型示范項目，在原料、產品、副產物及排放的廢物形成物質、能量的生態產業鏈，推動不同產業鏈的延伸和耦合，提高了資源的產出效率，實現了企業內部、產業之間資源的梯次循環流動與循環利用。

TQ114

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1005-8370(2016)01-42-03

2014-10-30