合成氨与纯碱、三聚氰胺、碳铵联产工艺在我厂的应用

张 亮，葛精讯，刘建军

(山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司，山西稷山 043200)



合成氨与纯碱、三聚氰胺、碳铵联产工艺在我厂的应用

张 亮，葛精讯，刘建军

(山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司，山西稷山 043200)

介绍了我公司合成氨与纯碱、三聚氰胺、碳酸氢铵的联产工艺流程，简单分析全厂物料平衡，对纯碱与碳酸氢铵的工艺运行情况进行总结。

合成氨；纯碱；三聚氰胺；碳酸氢铵；联产

山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司稷山分公司，其前身为稷山县化肥厂，始建于1976年，最初设计能力为年产3 000 t合成氨，固定资产500万元。经过多年的发展，现具有年产6.5万t合成氨、18万t纯碱、20万t氯化铵、2.5万t三聚氰胺、8万t碳酸氢铵的生产能力。

1 合成氨与纯碱、三聚氰胺、碳铵联产工艺简介

图1 合成氨与纯碱、三聚氰胺、碳铵联产工艺简图

造气工段采用固定床造气技术，在煤气发生炉中，以无烟块煤为原料，在高温条件下，以空气和蒸汽为气化剂发生气化反应，生产半水煤气，产出合格半水煤气输送到脱硫工段。

脱硫工段采用PDS脱硫。气柜出口的水煤气经降温塔降到40 ℃经静电除焦后去罗茨风机加压到300～350 mmHg 经降温塔，降到35 ℃去脱硫塔脱除硫化氢。经洗涤塔、分离器和静电除焦后H2S 达80～100 mg/Nm335 ℃去压缩工段，脱硫液再生后循环使用。

变换工段采用全低变工艺，半水煤气中的CO在350 ℃左右条件下，在钴钼催化剂的作用下，与水蒸汽进行变换反应，生产CO2和H2，制得合格变换气。经变脱工段进一步脱除H2S后，送到变换气制碱工段。

变换气制碱工段，变换气经冷却分离油、水后，送入外冷塔底部进行碳化反应，制取颗粒粗大的碳酸氢钠结晶，顶部出气称为碳化塔尾气，通入副塔底部，经洗涤后送精脱硫工段。

经精脱硫工段来的原料气尚有少量CO、CO2，为防止它们对氨合成催化剂的中毒，在铜基、镍基催化剂存在下，CO、CO2和H2作用生成甲醇、甲烷，使得CO和CO2总量小于10 ppm。

由压缩工段送来的温度为30～45 ℃的新鲜补充气，经氨分离器、氨冷器、冷交后，进入循环机加压，加压后的气体经油分离油污后，一路经主阀由顶进入合成塔，另一路经副阀自塔底直接进入中心管。在氨合成塔内生成合成氨。

从合成氨工段氨冷过来的氨气为载气，经过预热后，进入流化床反应器，在反应温度为380～400 ℃的条件下，液态尿素在催化剂-硅胶/硅铝胶的作用下，生成三聚氰胺、NH3和CO2，经处理后三聚氰胺冷却析出分离出来，反应尾气直接送到纯碱和氯化铵的MⅠ、 MⅡ吸收岗位。

从循环法三聚氰胺工段出来的尾气与纯碱煅烧炉气中的CO2反应生成碳酸氢铵。

2 全厂物料平衡

图2 全厂物料平衡图

说明：此工艺物料平衡图计算按：吨纯碱耗氨0.355 t；三胺单耗3.07 t尿素；吨三胺尾气含氨1.02 t；吨三胺需反吹氨0.25 t；吨碳铵耗氨0.22 t。

3 运行总结

MⅠ吸氨的目的，是减少母液中溶解度较小的重碳酸盐的浓度，从而降低NH4Cl相变温度，降低冷析制冷负荷，所以理论上应用纯氨吸收，但是纯氨气作为载气，经过一步法三聚氰胺工段后，气体中包含了CO2，控制AⅠ溶液FNH3在48～53 tt，CNH3≥72 tt，TCl在106～114 tt，CO2在50 tt，可维持正常氯化铵生产。

一步法三聚氰胺尾气与纯氨混合后被MⅡ溶液吸收，吸氨的同时，也吸收了CO2， AⅡ溶液中CO2浓度增大，相当于已进行了预碳化，工艺控制AⅡ溶液FNH3在63～70 tt，CNH3在36～42 tt，TCl在101～108 tt，CO2在20～28 tt内，否则碳酸化过程中，会产生大量的细碱，给重碱过滤造成困难，重碱含水量增大，煅烧蒸汽消耗高，收率下降，洗涤困难，破坏母液系统的平衡，大量的细碱穿过滤网进入MⅠ，从而通过AⅠ进入结晶系统，严重时可造成AⅡ溶液的熔疤能力下降，增加了倒塔和煮塔的次数，煮塔水随之增加，蒸汽消耗增大。

循环法三聚氰胺尾气用脱盐水吸收制成合格的氨水，氨达到180 tt送到碳铵碳化塔内与炉气中的CO2反应生成碳铵，控制反应后母液CO2在80～90 tt内，可维持正常的生产。

4 结 论

近几年的生产实践证明，生产一吨三聚氰胺可副产氨气0.8 t左右，CO21 t左右，这些气体参与到联碱生产中的吸氨和碳化反应中，可降低吨氨生产成本800元左右，吨纯碱生产成本降低260元左右。利用合成氨的氨气作为三聚氰胺的载气，尾气与载气混合后去联碱工段生产纯碱、氯化铵，循环法三聚氰胺中的尾气与纯碱煅烧炉气反应生成碳铵，属于循环经济的典型示范项目，在原料、产品、副产物及排放的废物形成物质、能量的生态产业链，推动不同产业链的延伸和耦合，提高了资源的产出效率，实现了企业内部、产业之间资源的梯次循环流动与循环利用。

TQ114

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1005-8370(2016)01-42-03

2014-10-30