合成氨工藝分析概述1.1合成氨生產(chǎn)工藝簡述（1）原料氣的制取與凈化（2）氨的合成（3）氨的分離生產(chǎn)合成氨主要有三個步驟：造氣，生產(chǎn)含有氮、氫的原料氣,也叫作合成氣;凈化,因為要除去合成氣中除氫和氮之外的雜質(zhì),所以要凈化處理合成氣;壓縮和合成,壓縮和高壓凈化混合氣體，合成為氨(反應(yīng)需要催化劑和高溫)。生產(chǎn)過程順序為:原料氣脫硫、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化、脫碳、甲烷化、氨合成、制冷和運輸氨和吸收氨去除二氧化碳是生產(chǎn)氨的一個關(guān)鍵過程。它的耗能在氨廠的總能耗能占到大約11%。所以由此可見,無論是CO2的脫除,還是工藝耗能的多少,等等這些條件大大影響了氨水廠的總能源消費，而一些較先進的國外氨生產(chǎn)流程，即低能源脫碳作業(yè)。由于我國的氨工藝所使用的能源要高得多，因此需要開發(fā)脫碳技術(shù)，從而在考慮到實際情況的情況下，推廣和應(yīng)用低耗低的二氧化碳，就顯得非常有必要。1.2依據(jù)吸收溶劑的不同的幾種脫碳方法（1）低溫甲醇洗是一種物理吸收冷甲醇以清除酸性氣體的方法。有好處為是一項成熟的技術(shù)，應(yīng)用于各個工業(yè)上非常廣泛。且甲醇的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、傳熱傳質(zhì)性能都非常好。低溫甲醇洗滌過程中氣體的凈化程度高，選擇性高。當(dāng)二氧化碳和許多其他雜質(zhì)被去除時，這些成分不會被引入下流對管道進行侵蝕和對流體進行阻礙。在低溫下操作甲醇脫碳工藝,能減少溶液的再生能耗損失,且在低溫下能大大增加酸性氣體的溶解度,能提高溶劑的負荷性能,從而減少了溶劑的循環(huán)量和再生能量的使用量,其中也可以選擇小體積的設(shè)備;這樣在低溫操作時,會使溶劑的損失量變小,由此降低來投資和生產(chǎn)費用。此外,該工藝氣體損失量小,CO2純度高、產(chǎn)量大。一般情況下,低溫甲醇洗因為低溫操作需要，在制冷設(shè)施和低溫鋼材方面投資大。事實上，把它與其他物理吸收方法進行比較，這種方法的投資水平處于中間，但能源使用最少。因此，冷甲醇洗是一種經(jīng)濟和復(fù)雜的氣體凈化過程。低溫甲醇洗凈化合成氣工藝存在的問題主要有：羰基鐵的生成導(dǎo)致?lián)Q熱器腐蝕，在生產(chǎn)過程中，甲醇單耗大；吸收效果不好，水中雜質(zhì)含量超標(biāo)，加劇了CO2、H2S對設(shè)備、管道的侵蝕等等。吸收液中雜質(zhì)多且污染嚴(yán)重、再生塔和分離塔的效果差等導(dǎo)致了甲醇吸收效果差。NHD法這種脫碳方法耗能比較低,該法中使用的溶劑NHD是能成功地物理高效吸收硫化氫和二氧化碳等酸性氣體的液體。NHD氣體凈化技術(shù)是一種物理吸收新工藝，里面的酸性氣體被吸收，然后在物理過程中排出去，例如天然氣、城市天然氣等等。該除碳方法具有以下優(yōu)勢：NHD具有較高的純化程度。是很好的物理吸收劑，擁有高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；溶劑蒸氣壓低，減少揮發(fā)。NHD溶劑使用時操作穩(wěn)定、不用消泡劑也不容易起泡等；NHD溶劑對CO2、H2S等酸性氣體有較強吸收能力，且不會侵蝕金屬材料，可用碳鋼作為設(shè)備材料，具有投資少，維護成本低的特點。沒有臭味也沒有毒性，可由生物進行降解，不會污染環(huán)境。該法在NHD的再生過程中不需要太多的能量,一般情況下在氣提塔進行脫碳富液的氣提（用空分裝置富足的低壓氮氣）。該法優(yōu)點：操作安全、方便、穩(wěn)定。該法缺點：在生產(chǎn)過程中，沒有充分地對氣態(tài)氨的顯熱進行利用；若是氣氨溫度較低，則冰機無法正常生產(chǎn)碳酸丙烯酯法此法吸收劑為PC。它是一種在等壓等溫下,利用CO2、H2S等在碳丙液溶解度高于氫、氮氣來脫除的。高壓時,碳丙液吸收二氧化碳等；低壓時二氧化碳被碳丙液解析,以此達到碳丙液再生目的,也恢復(fù)了碳丙液吸收能力。PC法具有以下優(yōu)點：碳酸丙烯酯法比其他方法吸收更多的二氧化碳,消耗更少的能源。脫除變換氣中的碳選用PC溶液作為溶劑與我國而言是很合適的先進技術(shù)。碳酸聚丙烯溶解二氧化碳時散發(fā)低熱量、不易粘附、壓強小、無毒性、熱穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性高、對設(shè)備無腐蝕、工藝簡單。但投入花費較高，對溶解壓力很高、二氧化碳純度要求不高的流程很適合,我國使用此法的大部分是小廠。PC的價格略貴。對設(shè)備要求較高，有一點漏損就會導(dǎo)致費用增高。1.2合成氨脫碳工藝說明從壓縮工段出來的變換氣（氫氣和氮氣）大約為2.5MPa(絕)，然后分離氣體中的油沫經(jīng)過油分離器以后，氣體進入塔的底部，塔里噴淋的PC液剛好與氣體逆流交融，由此氣體中大量的二氧化碳被溶解掉，此時凈化氣（含CO2<0.5%）出脫碳塔。凈化氣再經(jīng)過PC回收器、PC分離器在去除氣體中伴隨的碳酸乙烯泡沫后，氫和壓縮氮的餾分被輸送到生產(chǎn)階段。PC富集液(CO2吸收后)在將吸收塔底部的廢水壓力降至瞬時閃蒸槽后，富液經(jīng)過閃蒸后蒸發(fā)出其中的氮氣、一氧化碳、氫氣以及二氧化碳氣體。閃蒸氣體通過PC捕集器壓縮氮氣、氫氣的工段進行回收處理，PC富液（閃蒸后）去到常解塔上段開展解析二氧化碳。鼓風(fēng)加大壓力以后，將氣體送到上段洗滌塔從PC液中去除霧沫并去往尿素單元里的二氧化碳壓縮工段。PC溶液經(jīng)過常壓解析后讓其溢流入下段常解再生塔的上端使其與汽提鼓風(fēng)機送進塔的空氣逆流交融，此操作將殘存于富液中的二氧化碳再一次汽提出來。經(jīng)過下段洗滌塔的汽提氣體去除氣體中的PC霧沫后將被放空。PC貧波經(jīng)過常