合成氨国内外综述.docx

合成氨国内外综述

第一篇：合成氨国内外综述二、设计项目的国内外研究综述及及设计项目的背景、意义和应用前景1、国内研究概况和发展趋势我国的氮肥工业自20世纪50年代以来，不断发展壮大，目前合成氨产量已跃居世界第一位，现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨的技术，形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。我国合成氨在与国际接轨后，具备与国际合成氨产品竞争的能力，今后发展重点是调整原料和产品结构，其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期，改善经济性”的基本目标，进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发，进一步改善经济性。（1）国内天然气蒸汽转化工艺国内就天然气蒸汽转化制氨工艺而言，其发展主要是以节能、降耗、扩产、缩小装置尺寸、降低投资费用以及延长运转周期等为目标进行工艺改进。例如：将传统流程转化炉的热效率从原有的85%提高到90%～92%，烟气排出温度降至120～125℃，增加燃烧空气预热器等；提高一段炉操作压力，由原来的2.8MPa提高到4.0～4.8MPa；转化炉管采用新型材料25Cr235Ni2Nb2Ti，使管壁厚度降低，并使管壁中因温度梯度造成的热应力降低至接近内部压力的水平；增加二段炉燃烧空气量，提高燃烧空气温度至610～630℃，采用性能更好的二段燃烧器。而在转化催化剂方面，主要是围绕不同原料和不同工艺开发新型转化催化剂，并且还要保证开发的新催化剂在适合于不同原料和工艺的前提下，提高催化剂的活性、抗压强度、抗碳性和抗毒性等。（2）国内天然气脱硫工艺在我国，天然气脱硫是比较成熟的技术，其脱硫方法也很多。大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法，干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广，而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。干法脱硫技术最早应用于煤气脱硫。之后，随着脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低，活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。干法脱硫既可以脱除无机硫，又可以脱除有机硫，而且能脱至极精细的程度，但脱硫剂再生较困难，需周期性生产，设备庞大，不宜用于含硫较高的原料气。湿法脱硫可以处理含硫量高的原料气，脱硫剂是便于输送的液体物料，可以再生，且可以回收有价值的元素硫，从而构成一个连续脱硫循环系统。现在工艺上应用较多的湿法脱硫有氨水催化法、改良蒽醌二磺酸法（A.D.A法）及有机胺法。其中改良蒽醌二磺酸法的脱除效率高，应用更为广泛。改良ADA法相比以前合成氨生产中采用毒性很大的三氧化二砷脱硫，它彻底的消除了砷的危害。（3）国内CO变换工艺CO变换在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。从我国目前的情况看，新建工厂或是改建的工厂基本都采用加压变换。随着新型耐硫催化剂的开发成功，二十世纪八十年代中期开发了中变串低变工艺；为了利用低变的低温高活性，九十年代初期开发了全低变工艺；为了克服全低变工艺不能长期稳定运行的缺点，九十年代中期又开发了中-低-低工艺。其后的十年间是全低变工艺和中-低-低工艺推广和完善的过程。目前，我国变换工艺主要采用中变串低变的工艺流程。2、国外研究概况和发展趋势由于世界石油价格的飞涨和深加工技术的进步，国外以天然气、重油、煤作为合成氨原料结构，并以天然气为主体的格局有了很大的变化。基于装置经济性考虑，轻油和重油型合成氨装置已经不具备市场竞争能力，绝大多数装置目前已经停车或进行以结构调整为核心内容的技术改造。其结构调整包括原料结构、品质构调整。由于煤的储量约为天然气与石油储量总和的10倍，以煤为原料制氨等煤化工及其相关技术的开发再度成为世界技术开发的热点，煤有可能在未来的合成氨装置原料份额中再次占举足轻重的地位，形成与天然气共为原料主体的格局。（1）国外天然气蒸汽转化工艺在北美、东欧及俄罗斯、中东和东南亚以及一些西欧国家均采用天然气为原料，经蒸汽转化制取氨合成气。由于近年国外天然气资源日益高硫化和重质化，工艺上采取节能型流程，因而要求催化剂具有良好的抗碳性能，更低的阻力，并能在低水碳比下运行。例如：改进催化剂活性组分，日本开发了钌系贵金属催化剂；改进催化剂助剂，为了使催化剂在较高温度下具有稳定的活性,提高其抗毒性能和还原性能，抑制析炭反应，在催化剂中常常添加一些耐热氧化物为助催化剂，如K2O、CaO、MgO及稀土氧化物。国外通常在催化剂中加入碱性氧化物K、Na等来降低析炭的可能性。（2）国外天然气脱硫工艺国外脱硫工艺将向着分子筛法、膜分离法、生化法脱硫等方向发展。膜吸收技术的传质包括吸收、解析以及在膜孔内的络合化和溶解层的形成等渗透分子在两相或多相间的分配过程。由于膜的作用，天然气中硫的渗入到管腔外部，并被通过膜分离器壳程的吸收液吸收。吸收液体流出膜分离器，经过换热器加