浅谈合成氨原料气精制工艺的发展

国内外合成氨原料气精制工艺技术发展南京国昌化工科技有限公司1.引言在合成氨工业中，经过脱碳工艺处理后的合成氨原料气中仍含有0.5～3% CO和0.5%～1%CO2，必须进一步处理将其降低至10ppm左右，以保护氨合成催剂，这一原料气精制工艺过程俗称“精炼”，目前合成氨厂脱除微量CO、CO2的方法大体分为热法和冷法两类。

冷法工艺即液氮洗涤法，近年来国内外新建的大型氨厂大多采用此法；而热法工艺门类较多，包括传统的醋酸铜氨液洗涤法（铜洗法）、低压甲烷化法、甲醇甲烷化法和分子筛变压吸附法等。

总体上讲冷法工艺技术先进、净化度很高，但投资巨大；而热法工艺技术相对简单成熟、投资低，但在净化度方面不及冷法。

热法中的铜洗工艺更因其能耗高、净化度低、污染大等诸多缺点而逐渐被其他先进的工艺方法所替代。

2. 国外合成氨原料气精制工艺发展2.1 铜洗法醋酸铜氨液洗涤法（简称铜洗）是最古老的方法。

早在1913年就开始应用，迄今有近一百年的历史，操作压力为15Mpa。

铜洗法以其工艺成熟、操作弹性大,长期在中小型合成氨厂占据主导地位。

随着技术的进步，铜洗法精制原料气与其它方法相比，缺点越来越突出。

主要表现在运行、维修、操作费用高，物料消耗大（消耗铜、醋酸、液氨、蒸汽）、根据国内氨厂实际情况测算，吨氨需要增加成本在50～80元，而且精制度低，一般净化后的CO+CO≥25ppm，然而其最致命2的缺陷还在于环境污染严重。

由于铜洗再生气经水洗涤产生铜洗稀氨水，其浓度视所采用的洗涤技术不同而不同，一般在1～3%左右。

中型氮肥厂每小时约产生，所以采用一般的提浓方法都由于10吨废水，这股废水除含有氨外，还含有CO2容易生成碳铵引起管道堵塞而无法处理，为此要么采用铜洗再生氨直接放空，要么就是铜洗稀氨水排放。

这不但浪费了宝贵的资源，也引起了大气或水环境的严重污染。

此外生产过程中经常出现严重的铜液泄漏，这些弊端与现代化高效、洁净的生产理念极不相适应。

合成氨技术的发展趋势合成氨技术是一项重要的化学工艺，在农业、化工和能源等领域起着重要的作用。

随着科学技术的不断发展和创新，合成氨技术也在不断演进和改进。

本文将从几个关键方面探讨合成氨技术的发展趋势。

随着对可再生能源需求的增加，合成氨技术将朝着更加清洁和环保的方向发展。

传统的合成氨工艺通常使用化石燃料作为原料，产生大量的二氧化碳排放。

而现在，越来越多的研究致力于开发利用可再生能源，如风能、太阳能等，作为合成氨的能源来源，以减少对化石燃料的依赖和减少碳排放。

这种清洁的合成氨技术将对环境保护和可持续发展产生积极的影响。

合成氨技术将朝着更高效和节能的方向发展。

目前，合成氨工艺的能源消耗相对较高，存在一定的能源浪费。

因此，研究人员正在寻找新的催化剂和反应条件，以提高合成氨的产率和选择性，减少能源的消耗。

此外，还有研究致力于将废热和废气回收利用，进一步提高能源利用效率。

合成氨技术将朝着更加灵活和多样化的方向发展。

传统的合成氨工艺通常依赖于大型的中心化生产设备，限制了其应用场景和规模。

而现在，随着微型反应器和催化剂技术的发展，合成氨技术可以更加灵活地应用于小型化和分散化的生产过程中。

这种趋势将为合成氨的生产和应用带来更大的灵活性和多样性。

合成氨技术还将朝着更加智能化和自动化的方向发展。

随着人工智能和自动化技术的发展，合成氨工艺的控制和优化将更加精确和高效。

智能控制系统可以实时监测和调节反应条件，以最大限度地提高产率和选择性，并实现能源的节约和碳排放的减少。

这将大大提高合成氨工艺的稳定性和经济性。

合成氨技术在清洁、高效、灵活和智能化方面的发展趋势将为农业、化工和能源等领域带来更多的机遇和挑战。

随着科学技术的不断进步，相信合成氨技术将不断创新和突破，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

合成氨的生产工艺的现状及发展趋势的探讨摘要：本文通过对合成氨的工艺流程和发展情况对合成氨的生产工艺的现状及发展趋势进行阐述。

关键词：合成氨生产工艺现状发展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。

别名氨气，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。

随着科学技术的发展和能源危机的加重，合成氨得到了迅猛的发展。

如今，我国的合成氨量已跃居世界首位，合成氨有着巨大的发展空间。

因此，合成氨的生产工艺也在不断的发展和更新，如今的合成氨生产工艺已经完全脱离了传统的模式，氨合成装置向着单系列、大型化、节能型方向发展，装置和合成工艺技术及流程的改进大大提高了氨合成转化率。

一、我国合成氨的生产工艺的现状目前我国是世界上合成氨量最大的国家，拥有大型氮肥装置共计三十四套，有十七套以天燃气为原料，六套以轻油为原料，九套以重油为原料，还有两套以煤为原料。

这三十四套大型氨肥装置每年可以生产大约一千万吨氨肥，其下游产品主要包括了硝酸磷肥和尿素。

除此之外，我国还有五十五套中型合成氨装置，包括三十四套以煤和焦油为原料的装置，九套以渣油为原料和十二套以气为原料的装置。

这五十五套中型合成氨装置年生产能力约为五百万吨，下游产品主要是尿素和硝酸铵，我国还有一百一十二套经过改造生产尿素，原料以煤，焦炭为主的氨合成装置。

其中以煤，焦炭为原料的占96％，以气为原料的仅占4％。

二、合成氨的生产工艺的流程不同的生产原料采用不同的生产工艺，比如以煤和天燃气为原料的氨合成，通常是采用原料气制备将原料制成含氢和氮的粗原料气。

对以煤和焦炭等固体原料的氨合成，通常采用气化的方法制取合成气；对于以渣油为原料的氨合成一般采用非催化部分氧化的方法；对气态烃类和石脑油，工业中一般采用二段蒸汽转化法。

合成氨原料气制备完成后一般要进行净化处理，净化处理的主要目的是除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程；净化首先包括进行一氧化碳变换，因为在合成氨的过程中不论采用哪种方式都会产生一氧化碳，这是合成氨中多余的成分，因此要对其清除。

合成氨原料⽓精制⼯艺技术的发展在合成氨的⽣产过程中，经过⼀氧化碳变换和⼆氧化碳脱除后的原料⽓尚含有少量残余的CO和CO2。

这些微量CO和CO2的存在，对氨合成的触媒有着相当⼤的毒害作⽤，故要求进⼊氨合成塔原料⽓中的CO+CO2含氧化合物总含量⼩于10×10－6。

合成氨原料⽓精制⼯艺技术总体可归纳为湿法和⼲法2种。

湿法主要指以有选择性的溶液洗涤或吸收原料⽓中的CO和CO2，使原料⽓中的CO和CO2得到脱除。

⼲法则是以固体触媒催化使CO和CO2转化成对氨合成触媒⽆毒害作⽤的物质。

这些物质或从原料⽓中分离⽽使CO和CO2脱除，或继续保留在原料⽓中。

湿法⼯艺技术分为物理吸收⽅法和化学吸收⽅法。

应⽤年代较早的、适⽤于中⼩型合成氨装置的铜氨液吸收法，属于化学吸收⽅法。

应⽤年代较晚、适⽤于⼤型合成氨装置的液氮洗涤法，则属于物理吸收⽅法。

甲烷化⼯艺则是⼲法精制⼯艺。

随着⼈们节能降耗和环境保护意识的提⾼，合成氨原料⽓精制⼯艺技术中的物理吸收⽅法和⼲法精制⼯艺被⼴泛地采⽤和推⼴。

我国在甲烷化精制⼯艺基础上研究开发的、具有⾃主知识产权的、适⽤于我国⽬前中⼩规模合成氨装置的“全⾃热⾮等压醇烷化净化⼯艺”、“合成氨原料⽓双甲精制新⼯艺”就是这种发展趋势的范例。

笔者拟针对不同精制⼯艺的技术特点进⾏论述和⽐较。

1 铜氨液吸收⼯艺1.1 ⼯艺原理铜氨液是铜离⼦、酸根及氨组成的⽔溶液。

以铜离⼦、醋酸、液氨组成的醋酸铜氨液是铜氨液的代表。

铜氨液吸收CO和CO2的化学反应如下。

Cu(NH3)2++CO+NH3→Cu[(NH3)3CO]++QNH4OH+CO2==(NH4)2CO3+H2O+Q该吸收过程存在⽓液相的相平衡和液相的化学平衡，是⼀个⽐较复杂的化学反应。

⾸先，铜氨液中以Cu(NH3)2+形式存在的低价铜离⼦是吸收CO的有效成分，⽽以Cu(NH3)42+形式存在的⾼价铜离⼦是⽆吸收CO能⼒的，但它的存在可以保证有效的Cu(NH3)2+的存在。

合成氨催化技术与工艺发展探究
合成氨催化技术是一种将氮气与氢气在催化剂的作用下转化为氨气的过程。

合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、塑料、药品和爆炸物等。

合成氨催化技术最常用的催化剂是铁-铁碳催化剂和铁-钛碳催
化剂。

这些催化剂能够在适当的温度和压力条件下催化氮气与氢气的反应，生成氨气。

催化剂的研发是合成氨催化技术发展的关键。

过去几十年来，研究人员一直在寻找更高效、更稳定的催化剂。

随着催化剂科学的发展，新型的催化剂出现了，如金属硼化物、金属羰基化合物等。

这些新型催化剂在反应活性和选择性上具有较好的性能。

另外，工艺参数的优化也对合成氨催化技术发展起到重要作用。

温度、压力、反应速率和催化剂的再生等参数都对合成氨反应的效率和产物选择性有影响。

通过合理地选择和控制这些工艺参数，可以提高合成氨的生产效率和产品质量。

近年来，绿色合成氨催化技术的研究也得到了广泛关注。

传统的合成氨催化技术使用大量的能源和高温高压条件，对环境产生了负面影响。

而绿色合成氨催化技术则更加注重能源效率、低碳排放和环境友好性。

例如，利用可再生能源来提供所需的氢气、使用高效的催化剂以减少反应温度和压力、通过催化剂的再生来减少废物生成等。

总之，合成氨催化技术和工艺的发展是一个不断推进的过程。

通过催化剂的优化和工艺参数的优化，可以提高合成氨的产率和选择性，降低能源消耗和环境污染，推动该技术的可持续发展。

【关键字】生产合成氨原料气净化、精制工艺的选择及应用本文系统阐述了近年来合成氨原料气的净化、精制工艺的发展历程。

分别介绍了“双甲工艺”、“醇烃化”及“醇烷化”等不同净化及精制工艺。

从工艺设计、节能降耗及实际案例等方面比较了上述工艺；结果表明：不论是哪种净化、精制工艺，关键的工艺控制点是：将CO+CO2净化精制至微量级，降低有效氢的损耗，降低生产消耗。

关键词：醇烃化、低耗、合成氨、净化、精制1概述合成氨原料气的精制工艺，在近20多年的发展历程中进行了革命性的变化，从铜洗与深度变换串甲烷化工艺，首创了“双甲”、“醇烃化”新工艺技术，为我国合成氨原料气精制开辟了新的工艺、装备技术路线，同时也为我国化肥生产装置的大型化、节能化、自控化奠定了基础。

湖南安淳高新技术有限公司研发、具有自主知识产权的醇烃化（双甲）净化、精制工艺，主要是将合成氨原料气中的CO+CO2经催化反应脱去，氨合成补充气中的CO+CO2微量达到≤10PPm的纯氢氮气，使氨合成的催化剂具有更好地活性，提高了反应的合成率和催化剂的运行周期，使生产过程更简便、更节能、更容易实行自控化。

醇烃化（双甲）工艺的应用世界首创，为我国化肥企业的节能减排、扩能增效、快速发展起到了助推作用，化肥企业单套装备从50KtNH3/a发展到今天的500KtNH3/a的生产规模，醇烃化（双甲）精制工艺发挥了重要作用。

2氨合成原料气的净化、精制工艺技术的介绍2.1双甲工艺“双甲工艺”(见图1)是甲醇化（二级串并结合）后串联甲烷化（镍催化剂）；合成氨生产线脱C来的CO+CO2约为2.0%～6.0%的氢氮气，经压缩机提高压力进入一级甲醇系统联产粗甲醇，原料气的净化在二级甲醇系统完成，可在中压段或高压段进行，一般入甲烷化塔的CO+CO2为≤300PPm，有利于合成氨生产的低耗运行。

图1 双甲工艺流程示意图2.2醇烃化工艺“醇烃化工艺”（见图2）是“双甲工艺”的升级新工艺技术，主要是在精制系统内“催化剂”上的创新，具有原料气精制过程中的精制度高、H2耗少、生产管理更简便、催化剂使用寿命长等优势，为我国合成氨生产的大型化、节能化、长周期运行打下了坚石的基础。

合成氨工艺技术的现状分析及其发展讨论【摘要】随着我国科学技术飞速发展，市场对于化工产品需求量明显增加。

合成氨作为化工工艺技术中的关键技术，进一步引起了广泛关注。

本文通过介绍合成氨工艺技术的现状和技术流程，针对当下合成氨低能耗制氨工艺技术的应用，提出了合成氨工艺技术的发展趋势，具有一定的理论参考价值。

【关键词】合成氨；工艺技术；现状；技术流程；低能耗；发展趋势一、前言合成氨工艺技术作为化工产品生产中的重要技术，越来越被普遍应用于氮肥、硝酸以及铵态化肥的生产加工制造。

随着我国对化工行业节能减排的要求的提出，合成氨工艺技术得到了进一步的改善和提高，合成氨工艺技术将得到更加广泛的应用。

二、我国合成氨工艺技术的现状随着合成氨技术的逐步发展，氨合成的装置也逐渐向单系列、大型化、节能型方向发展。

在基础化工产品中，氨是比较重要的。

它的产量高，在各种化工产品中居首位；同时能源消耗也是最高的。

合成氨在农业上得到广泛应用，合成氨是氮肥工业的基础，同时氨也是无机化学和有机化学工业基础原料[1]。

最近几年，国内外在传统生产工艺的基础上，又研发了节能氨合成工艺技术及流程，其主要是通过增加氨合成转化率、降低合成的压力、减小合成回路压降、合理利用能源等技术，我国现有大型合成氨装置30多套，其中氯合成塔也是国际上广泛使用的工艺设备，目前我国大部分中小型氮肥生产企业，基本采用国产设备，因此十分希望生产优化，但由于设备改造以及优先控制实施的费用过高，在这种情况下就需要挖掘自身潜力，结合现有装置设备特点，对当前操作过程进行合理调节，以实现生产系统与装置的最优搭配。

1.大型氮肥装置我国目前的型合成氨装置共计34套，年生产能力1000万吨，其中除1套装置生产硝酸磷肥之外，其他均生产尿素。

按照所使用的原料类型划分，以天燃气为原料的设备17套，以轻油为原料的设备6套，以重油为原料的设备9套，以煤为原料的设备2套[2]。

2.中、小型氮肥装置目前有中型合成氨装置55套，年生产能力约为500万吨，主要是生产尿素和硝酸铵，其中以煤、焦为原料的装置有34套，以渣油为原料的装置有9套，以天然气为原料的装置有12套，目前有小型合成氨装置700多套，年生产能力约为3000万吨，主要生产碳酸氢铵，如今有112套经过设备改造后生产尿素，原料以煤，焦为主，其中以煤，焦为原料的占96％，以气为原料的仅占4％。

合成氨原料气醇烃化净化精制新工艺技术合成氨是一种重要的化学原料，在农业、化肥生产以及其他领域有广泛的应用。

合成氨的生产过程中，醇烃化是一个关键的步骤，它将醇类原料氧化成氨气。

然而，该过程中也存在着一些问题，如氨气纯度不高、能耗大和废水处理困难等。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种新的工艺技术，通过气醇烃化净化和精制的方法来改进合成氨的生产过程。

新工艺技术的主要步骤包括以下几个方面：首先，选择高纯度的醇类原料作为氨气的来源。

一般来说，乙醇和丙醇是合成氨生产中常用的原料，它们具有较高的氨气产率。

在这一步中，可以采用蒸馏等方法从原料中提取纯度较高的醇类化合物。

其次，将醇类化合物经过催化氧化反应得到氨气。

这个步骤的关键在于选择适当的催化剂和反应条件，以提高氨气的产率和纯度。

同时，还需控制反应中的温度、压力和氧化剂的使用量，以减少能耗和废水产生。

接下来，对产生的氨气进行净化处理。

在这一步中，可以采用吸附剂、膜分离或冷凝等方法去除气相中的杂质，如水、氧气和碳氧化物等。

通过这些净化手段，可以提高氨气的纯度，并减少对后续工艺步骤的影响。

最后，对净化后的氨气进行精制处理。

在这一步中，可以利用洗涤和吸附等方法去除氨气中的杂质，如硫化氢和二氧化碳等。

通过精制处理，可以进一步提高合成氨的纯度，并保证其达到工业生产的要求。

总的来说，合成氨原料气醇烃化净化精制新工艺技术为合成氨的生产过程提供了一种可行的改进方法。

该工艺技术通过选择高纯度的醇类化合物原料、优化催化氧化反应条件以及采用净化和精制手段，可以提高氨气的产率、纯度和质量，降低能耗并减少废水处理难题，从而实现合成氨生产过程的可持续发展。

合成氨是一种广泛用于农业、化肥生产和其他领域的化学原料。

目前，最常用的方法是通过醇烃化将醇类原料氧化成氨气。

然而，传统的合成氨工艺存在一些问题，如氨气纯度低、废水处理难题以及能耗较高。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种新的合成氨原料气醇烃化净化精制工艺技术。

合成氨工艺技术的现状及发展趋势摘要：本文首先阐述了我国合成氨工艺技术现状，接着分析了合成氨的工艺流程，最后对合成氨工艺技术的发展趋势进行了探讨。

希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：合成氨；工艺技术；发展趋势引言：合成氨催化技术是制作化工产品的主要技术，在生产制造氮肥、铵态化肥、硝酸化肥等产品中得到了十分广泛的运用。

在我们国家对化工产业提出了节能减排要求之后，合成氨催化技术也获得了更加有效的提升与完善，今后此项技术将会应用于更多的加工制造产业中。

1我国合成氨工艺技术现状最早的合成氨技术起源于20世纪初，那时合成氨技术主要是用于战争当中，因为炸药的原料之一就是合成氨。

现代的合成氨技术，则主要运用在农业和现代化学当中。

合成氨技术最早出现在我国，是在20世纪30年代。

那时，我国在合成氨工艺技术方面还比较落后，如今我国合成氨技术已经在全世界占有较高的地位。

在合成氨构成原料方面，我国掌握的种类也比较多，无论是利用无烟煤天然气还是油田等材料，都可以用来生产合成氨。

由于我国经济技术的不断发展，对于合成氨的需求量也日益增加。

同时，因为我国在合成氨工艺技术方面已经有较高的水平，所以目前合成氨的产量已经能够满足人们的日常生活需求。

在合成装置方面，因为我国引进的设备在世界领域中比较先进，所以在合成氨合成装置设备上，我国已经占有了绝大的优势，其也增强了我国在国际上的综合竞争力。

2合成氨的工艺流程分析2.1原料气的制取制作合成氨的原材料主要是天然气、重油、石脑油等。

不管是哪一种原材料都可以用来代表。

这些原材料在水蒸气和高温下形成将一氧化碳与氢作为主体的合成氨原材料气。

我们国家制作合成氨原料气的主要方式为煤气化法。

这种方法主要是利用氧、蒸汽以及其他汽化剂高温处理煤，促使其转变成一氧化碳和氢等可以燃烧的气体。

对气态烃类，工业中通常使用二段蒸汽转化法加工制造合成气。

重油部分的氧化法主要是将重油作为原材料，而气态烃类主要是不完全燃烧氧气，促使烃类在高温的作用下出现燃烧和裂解现象，出现的二氧化碳和水蒸气在高温的作用下和甲烷发生转化反应，进而取得将氧化碳和氢气作为主要原料的合成气。

合成氨生产企业中的气体精制摘要：对合成氨原料气体精制的几种工艺：醋酸铜氨液精制法、低温甲醇洗串液氮洗涤净化精制法、醇烷化和醇烃化法进行比较，从而对未来合成氨原料气体精制发展方向做出分析判断。

关键词：合成氨铜洗液氮洗醇烷化醇烃化工业生产合成氨原料气在合成氨过程中，因还原态铁触媒对环境气体要求苛刻性，需要将原料气中含氧分子去除至百万分之十的数量级，气体精制就是将原料气中含有的较多的H2O、CO、CO2处理到合成反应要求含量的过程，工业应用精制方法主要有：醋酸铜氨液精制法，低温甲醇洗串液氮洗涤净化精制法，醇烷化和醇烃化精制法。

一、几种精制方法介绍1、醋酸铜氨液精制法醋酸铜氨液精制法，简称“铜洗”法，原理是利用醋酸铜氨液来脱除原料气中的少量CO、CO2，达到精制原料气的目的。

铜氨液吸收CO是在游离氨存在下，依靠低价铜离子进行的，其反应如下：CO（液相）+Cu（NH3）2Ac +NH3?Cu（NH3）3Ac·CO+Q铜氨液吸收CO的作用，先是CO与铜氨液接触被溶解，CO再和低价铜离子作用生成络合物，并放出热量。

铜氨液吸收二氧化碳是依靠铜氨液中的游离氨，反应如下：CO2+2NH3+ H2O?（NH4）2CO3+Q生成的（NH4）2CO3会继续吸收CO2而生成NH4HCO3CO2+（NH4）2CO3+ H2O?2NH4HCO3+Q以上反应都是放热反应，而铜液温度升高，将影响吸收能力。

生成的碳酸铵和碳酸氢氨在温度较低时易于结晶；当铜液中乙酸和氨含量不足时，铜液吸收CO2后又会生成碳酸铜沉淀，这些结晶和沉淀，都将造成设备和管道堵塞，影响生产，所以进入铜洗系统原料气中CO2含量不能太高，并且铜液中应有足够乙酸和氨含量。

吸收了CO和CO2的铜氨液在减压、与再生气逆向接触、加热后，再生彻底的铜氨液继续进行CO和CO2吸收。

2、低温甲醇洗串液氮洗净化精制方法液氮洗涤原理是多组分精馏，是利用合成氨原料气中H2与CO、CH4、Ar 沸点相差较大，通过做功将温度降低到-194℃左右时，将CO、CH4、Ar从气相中溶解到液氮中，达到脱除CO、CH4、Ar等杂质目的，此过程是在液氮洗工序氮洗塔中完成。