合成氨车间工艺及安全管理

图9-2碳化塔1 一气体分布器；2—分气板; 3—冷却管；4一挡板0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。

第九章碳化工段第一节工艺流程及主要设备—、本；段任务（一）碳化工段的任务在变换气中，除含有合成氨所需的氢及氮之外，还含有26K左右的二氧化碳、一氧化碳（3.0〜3.8％）等气体。

二氧化碳、一氧化碳等气体不仅不是合成氨所需要的，而且对合成触媒有毒害作用，所以必须清除。

碳化工段的任务就是用浓氨水吸收变换气中的二氧化碳，并制成合格的碳酸氢铵。

二氧化碳被碳化吸收后，变换气成为合格的原料气（C02<0.2％；NH3<0.lg/m3）,送压缩工段进一步压缩后送精炼工段。

本工段还要保证全厂氨和二氧化碳的平衡及本工段的水平衡，确保均衡生产。

碳化工段全过程包括：浓氨水的制备、浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵、氨的回收以及悬浮液的分离。

（二）水洗的任务碳化水洗流程的任务用压力水洗去变换气中的部分二氧化碳，解决碳铵生产过程中氨和二氧化碳的平衡，同时能增加氨水和液氨的产量。

中压联尿水洗的任务用高压水将变换气中的二氧化碳洗至18％左右，以保证联尿生产中氨与二氧化碳的平衡。

（三）等压吸收的任务用软水或稀氨水吸收氨罐弛放气及合成放空气中的氨气，制成浓氨水供碳化生产使用，其余的气体送锅炉燃烧回收热能，或送造气吹风气回收燃烧。

二、工艺流程简述（一）碳化气体流程如图9-1所示，压力为1.12MPa的变换气从塔底依次通过碳化主塔、副塔、综合塔，在塔内变换气与浓氨水鼓泡反应，二氧化碳被氨水吸收，成为合格的原料气送压缩机三段入口。

在生产甲醇的氮肥厂，为保证甲醇触媒不中毒，在综合塔后，增设活性炭脱硫塔，使原料气中H2S含量<2ppm。

液体流程稀氨水和母液用泵从贮槽打入高位吸氨器或喷射吸收器，的氨气反应，其方程式如下：NH3+HzO=NH4OH+QNH4OH+NH4HCO3=（nh4）2co3+HzO+Q制成的浓氨水再经冷却排管降温后，送浓氨水贮槽。

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天然气或煤炭等原料经过气化或转化反应，生成含有氢气和氮气的合成气。

简述合成氨的生产工艺流程摘要：氨作为重要的化工产品，在人们的生产生活中占有重要地位。

农业中用到的大部分氮肥，包含尿素、硝酸铵、氯化铵等复合肥都是以氨为原料的。

据统计，世界每年合成氨产量不少于一亿吨，大部分都是用做原料来生产化肥，所以合成氨的重要性不言而喻，本文将结合安徽晋煤中能化工股份有限公司的车间操作规程，对合成氨的生产工艺流程进行分析和整理。

关键词：合成氨；生产工艺；反应一、氨合成的基本原理氨合成反应是在高温、高压、并有催化剂存在条件下进行的放热、体积缩小、可逆的反应。

其化学反应式如下：N2+3H22NH3+Q由于氨合成反应是可逆、放热、体积缩小的反应，根据化学平衡移动定律（勒沙特列原理），提高压力，降低温度，降低进塔氨含量，控制合适的氢氮比，有利于反应向生成氨的方向进行，即有利于氨的合成。

二、氨合成的反应机理在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一多相气体催化反应，多相气体催化反应的历程一般由以下几个步骤所组成：1、气体反应物扩散到催化剂外表面；2、反应物自催化剂外表面扩散到毛细孔内表面；3、气体被催化剂表面（主要是内表面）活性吸附；4、吸附状态的气体在催化剂表面上起化学反应，生成产物；5、产物自催化剂表面解吸；6、解吸后的产物从催化剂毛细孔向外表面扩散；7、产物由催化剂外表面扩散至气相主流。

以上七个步骤是氢和氮自气相空间向催化剂表面接近，其绝大部分自外表面向催化剂的毛细孔的内表面扩散，并在表面上进行活性吸附。

吸附氮与吸附氢及气相氢进行化学反应，依次生成NH, NH2, NH3,后者自表面脱附后进入气相空间。

三、安徽晋煤中能化工股份有限公司氨合成的工艺流程氨的合成主要包含脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序，下面主要针对徽晋煤中能化工股份有限公司的氨的合成部分进行阐述。

来自压缩七段出口的新鲜气，经七段油分分离后，在冷交气体出口氨冷前补入，进入氨冷器冷却后，进入氨分离器分离液氨，并在下部进入冷交换器管内上行（降低水冷后气体），由上部出来进入循环机加压，加压后的气体先进入油分离器分离油滴，然后进入热交与水加热器来的热气预热交换后进入合成塔（为调节炉温在油分离后至水冷进口设置一近路管线，在油分离器后至合成塔底部及g3冷激设副线以便调节催化剂床层温度）。

1.目的：对生产设备安全操作程序进行规定，使设备安全操作规范化、制度化，确保设备安全运行和使用，保障员工人身安全，特制订本操作规程。

2.范围：适用于合成氨生产过程主要（重要）设备安全操作管理。

3.职责：3.1合成氨厂厂长负责组织制定并审核批准实施；3.2技术员、安全员负责制定规程并给予必要的修订；3.3各工段负责人组织学习规程并监督实施；3.4工序操作人员按照规程操作并记录。

4.解释：4.1有重要和主要设备的岗位，制定设备安全操作规程：4.2无重要（主要）设备的岗位，制定岗位安全操作规程。

5.安全操作规程：5.1原煤输送加工工序5.1.1原煤输送机（TD2-18：5-6)a.操作人员进入岗位前必须穿戴好劳动保护用品；b.开车前认真检查区域内设备及电路、水带喷淋等安全防护设备设施处于工作状态；c.检查输煤皮带机、附属设备等相关设备，确认完好；巡检设备周围是否有人在工作、活动；d.确认无人后开车空转，观察设备运转是否符合安全要求；e.上料实转，随时巡查设备运转情况，运转过程中严禁将手或身体进入皮带运转区域，防止挤伤或卷入；巡视过程中操作人员严禁横越皮带机和下料口；开车时不许用皮带运送其它物品。

f.下煤不畅及其它故障必须先停皮带输送机，通知值班长协调解决，严禁输煤人员私自处理；g.皮带输送机运转时，操作人员不得擅自脱离岗位，人员不要接近裸露的运转部位。

运转中严禁将手或其他物品进入皮带机运转区域，防止人身伤害；不许用皮带运送其它物品。

h.皮带在运行中禁止加油、清扫周围粉尘和维修作业；动火、登高等作业必须办证，采取有效安全措施后方可作业。

生产正常情况下，不能带负荷起停车。

i.厂房及皮带走廊做好通风防护，每班最少清扫2次，减少粉尘危害。

除尘风机处于常开状态。

j.设备检修时，通知电工切断所检修设备的电源，并挂上“有人工作，禁止合闸”警示牌，并设有专人监护。

一定要做到有效沟通，防止在检修时误操作造成人员伤害。

k.输煤管廊动火时，必须先停止皮带输送机，清除地上粉尘，加强通风，备好水管及消防喷淋；待到无粉尘飞扬时，方可动火，动火过程必须双人监护到位。

合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。

世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。

合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。

①天然气制氨。

天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。

以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

②重质油制氨。

重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。

空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

③煤（焦炭）制氨。

随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。

硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。

液氨常用作制冷剂。

贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。

此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。

液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。

液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年,6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.1. 工艺路线：以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1，2工段-> 变换-> 变换气脱硫->压缩机3段-> 脱硫->压缩机4，5工段-> 铜洗-> 压缩机6段-> 氨合成-> 产品NH3采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH32. 技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa(2) 产品: 合成氨：氨含量（99.8%）残留物含量（0.2%）3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)(3) 循环水: 100M3(4) 占地: 29,000M24. 主要设备:(1) 造气炉(2) 压缩机(3) 铜洗(4) 合成塔。

摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法，也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法。

即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体，俗称半水煤气。

在已制得的半水煤气中，除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外，还含有许多杂质和有害气体。

由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能。

为保护触媒，延长其使用寿命，保证合成氨生产的正常进行，半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除，这就需要对混合气体进行净化处理，并且要求连续性作业，以达到化学反应稳定进行，从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点。

一合成氨的生产方法简介氨的合成，必须制备合成氨的氢、氮原料气。

氮可取之于空气或将空气液化分离而制得，氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气。

氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取，亦通过焦碳，无烟煤，重油等为原料与水作用的方法制取。

由于我国煤储量丰富，所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用。

合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气。

2．净化：任何制气方法所得的粗原料气，除含有氢和氮外，还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧，这些物质对氨合成催化剂均有害，需进行脱除，直至百万分之几的数量级为止。

在间歇式煤气炉制气流程中，脱硫置于变换之前，以保护变换催化剂的活性。

3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮，以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行。

4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压，在催化剂作用下合成氨气。

二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮，由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法。

反应方程如下：C+H2O=CO +H2 (1)CO+O2=CO2(2)2．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素，无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等。

合成氨作业指导书编号：HCAC-SCGLB-16编制：复核：审批：下发日期：2016年1月1日执行日期：2016年1月5日XXX化工股份有限公司目录第一章造气工段工艺技术规程与操作法 (1)第二章脱硫工段工艺技术规程与操作法 (26)第三章变换工段工艺技术规程与操作法 (45)第四章脱碳工段工艺技术规程与操作法 (64)第五章压缩工段工艺技术规程与操作法 (107)第六章联醇工艺技术规程与操作法 (118)第七章高压醇烷化工艺技术规程与操作法 (132)第八章合成工段技术规程与操作法 (146)第1节氨合成技术规程与操作法 (146)第2节中空纤维膜提氢操作规程 (154)第3节弛放气氨无动力回收工段操作规程 (161)第4节冰机岗位操作规程 (169)第九章碳化工段工艺技术规程与操作法 (177)第十章供水工段操作规程 (202)第1节软水工段操作规程 (202)第2节循环水操作规程 (230)第3节污水岗位操作规程 (240)第4节终端水处理操作规程 (253)第十一章混燃炉操作规程 (264)第十二章背压汽轮机操作规程 (264)第十三章供气车间原料岗位操作规程 (310)第一章造气工段工艺技术规程与操作法1.目的使各操作人员提高操作技能，保证供气、降低消耗，安全生产，稳定运行。

2.适用范围适用于造气所有操作人员3.职责3.1.生产合格的半水煤气供合成氨生产使用。

3.2.当班人员负责本班安全、文明生产。

3.3.负责运转设备的日常维护、保养，杜绝跑冒滴漏。

3.4.发现异常情况及时处理，处理不了及时上报。

3.5.主操作负责本班的生产工艺执行情况，督导人员完成各自的工作任务。

3.6岗位任务利用高温下灼热的碳与水蒸汽作用，生成一氧化碳和氢气，制取合格的半水煤气供合成氨生产使用。

4.基本原理及反应方程式4.1基本原理：利用高温下灼热的碳与水蒸汽作用，生成一氧化碳和氢气，制取合成氨原料气。

其煤气生产为吹风和制气两个过程，先通入空气使其燃烧，此过程为蓄热过程。

合成氨工艺流程简述集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-合成氨工艺流程简述1、粘结剂制备先将水加入到粘结剂提取罐内，然后向罐内微通蒸汽,加热温度应≤40℃，开动搅拌机在不断搅拌的情况下投入液体烧碱（30%Na0H），待碱液温度达一定时继续搅拌，投入筛好的褐煤（含腐植酸约35%）,含量低的褐煤应适当多投，可根据腐植酸含量高低而调整加入量，边投料边通蒸汽，同时不停搅拌，此时由于化学反应而放出热量产生少量气体、液位有所升高，为防止冒槽现象应酌情减少蒸汽加入量，维护反应温度，时间约2小时反应基本完全，可取少量提取液检查，其颜色为黑褐色，有粘结性，用母指和食指捏后拉开有连丝，冷却后粘结性增大，流动性变差，视为提出制液结束。

此时停蒸汽，不停搅拌待用。

2、原料煤的粉碎和粘结剂的加入原料煤先送入一级粉碎机，粉至3毫米以下，后经皮带机送入鼠笼粉碎机粉至1毫米以下，经皮带机送入双轴搅拌机内，此时由操作工视其送入的煤量酌情控制加液阀加入已提取好的粘结剂，在双轴搅拌机内不断的搅拌推进混匀后落入斜皮带机，送至分仓平皮带机，分仓堆沤备用（粘结剂的加入量是根据经验判断掌握调节，一般加液后的煤屑用手抓一把捏得拢，两指能捏散较为合适）。

3、煤棒制备沤化合格的原料煤送煤棒机挤压成型后经皮带机输送到煤棒烘干炉中，利用吹风气回收锅炉的尾气(温度～160℃)将煤棒烘干,再经皮带机输送到造气车间供造气炉制取半水煤气用。

4、半水煤气制取以空气和蒸汽为气化剂，在常压、高温下与煤棒中的炭作用，通过固定床（造气炉）蓄热间歇制气法得到半水煤气，根据氨合成必需的氢、氮气体比例调整空气和蒸汽加入量，保证合成氨系统的循环氢含量，造气过程由微机控制，分为五个阶段：①吹风②上吹制气③下吹制气④二次上吹⑤空气吹净②、③、④、⑤阶段制取的半水煤气经旋风除尘器、蒸汽过热器、显热回收器回收热量，进入洗气塔降温除尘后送入气柜。

以上五个阶段形成一个工作循环，周而复始。

1.目的：为规范车间工艺管理，特制定本制度。

2.范围：本制度适用于合成氨车间工艺管理。

3.职责3.1全厂工艺管理由车间办公室管理，主管经理负责。

3.2生产工段要严格执行工艺指标，严格按操作规程操作，工段长对本工段工艺管理负责。

3.3生产中工艺异常问题由车间办公室和工段共同分析，提出改进意见，工段进行实施，鼓励工段为提高产量、质量、降低消耗进行评比活动。

3.4主管经理负责全车间工艺改造及工艺辅材、备品备件等计划的审批。

4.管理制度：4.1工艺规程和岗位操作规程4.1.1车间各工段都应有工艺规程和岗位操作规程。

4.1.2新工艺的工艺规程和操作规程，由项目负责人或主管人员组织编写试行稿，由车间办公室审核主管经理批准实施。

4.1.3对原工艺规程和操作规程的修改，由车间办公室审核主管经理批准实施。

4.2工艺变更4.2.1进行工艺变更时，需由工段技术负责人提出详细工艺方案，以书面形式报车间办公室。

4.2.2车间办公室接到工艺变更报告后，组织工段进行可行性分析和验证，并填写工艺变更通知单报主管经理审批。

批准后工段负责实施4.2.3工艺变更后，由车间办公室负责对有关技术标准及时进行修订。

4.2.4对重大工艺变更，直接由车间办公室制定技术方案，报公司生产技术部批准后组织实施。

4.3生产过程管理4.3.1生产工艺管理由车间办公室管理，主管经理负责。

4.3.2生产工段对生产过程进行管理，对生产中出现工艺指标不合格时由工段进行考核。

4.3.3对生产中的不合格工艺指标，工段应查明原因，并制定有效纠正和预防措施，车间办公室为纠正和预防措施的管理部门。

4.3.4主要指标不稳定在必要时重新制定操作方法，由工段对工艺指标实行重点监控，工段定期进行综合评价，车间办公室定期检查。

4.3.5主要指标不达标时，由车间办公室和生产工段组织人员查明原因及时制定整改措施。

短期查不出原因的应组织人员进行技术攻关，确保主要指标达到要求。

4.4工艺事故的管理4.4.1工艺事故的分级按公司有关规定4.4.2事故处理应遵循四不放过的原则：事故原因不查清不放过，事故责任者及周围群众没受到教育不放过，没有制定预防措施不放过，责任人不受到处罚不放过，具体执行工厂安全管理制度。