氨合成工艺技术方案4工艺技术方案4.1原料路线确定的原则和依据建设大型化工装置必须有可靠的原料来源。原料路线的选择是合成氨装置设计的基础，原料选择的原则是质优价廉，供应长期稳定。工业生产合成氨的原料气是氢气、氮气、一氧化碳，可以由生产合成气的一切原料制得，一般采用固体原料煤、焦，液体原料液态烃、石脑油、重油等，气体原料天然气、油田气、炼厂气、焦炉气等，目前以油、煤或天然气为原料制合成气的生产工艺都比较成熟，世界上都有工业化装置在运转。上个世纪五十年代以前，世界上的合成氨工业大都是以煤、焦炭或焦炉气为原料。进入二十世纪七十年代，世界进入石油化工大发展的时期，发达国家几乎摒弃了煤化工的研发，随后，由于石油及天然气制氨工艺的发展，逐步取代了煤、焦。从技术角度来看，上述原料中以天然气最为理想。主要原因是天然气、石脑油为原料制取氨工艺技术简单，成本低，易于大型化。国际上主要以天然气和原油作原料，其中天然气占到90%左右。由于石油、天然气资源相对匮乏，煤炭资源较为丰富，从能源结构、来源和原料价格等方面考虑，本项目采用以煤制取合成氨的原料路线。以煤为原料生产合成氨，每一种生产工艺技术对煤质有不同的要求，合成氨装置原料路线选择还应根据各种煤的特性选择不同的生产工艺进行经济比较才能确定，既要原料价格低廉，生产成本尽可能低，还要尽可能降低投资，也就是说，原料路线的选择应与工艺路线的选择同时进行。4.2国际技术概况目前国际上以煤为原料的合成氨生产气化工艺多采用加压连续气化，主要有鲁奇炉、德士古炉、壳牌炉；净化工艺多采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、低温液氮洗精制工艺；合成采用低压合成；压缩均采用离心式压缩机。合成氨的技术进步主要表现在装置的大型化和节能降耗，以降低单位产品的建设投资和生产成本，获得最大的经济效益。合成氨装置的单系列生产规模从上世纪50年代初的日产200吨到六十年代日产1000吨至今已发展到日产2000吨以上。合成氨的能耗与所使用的原料、投资、规模有非常大的关系。大型装置以料研究所在弗来堡建成热负荷3MW的中试装置，1984年在黑水泵市建成热负荷130MW气化示范装置，日投煤量720吨/日褐煤，产气量50000m3/H，气化压力2.8MPA，操作温度1400℃。优点：下喷水激冷降低设备造价，变换不需补水蒸汽缺点：目前仅有二套示范装置在运行，操作经验较少(单炉720t/d褐煤，操作温度1400℃,没有气化高灰分高灰融点煤经验)，气化炉高径比小和单嘴设计使规模放大受限制。(3)GTI循环流化床气化技术来自于在循环流化床气化技术方面首屈一指的美国气体技术研究所（GTI），是以其“用国内固体燃料替代进口石油”的重要技术研究项目为基础开发的。该技术于70年代获得成功，至90年代在大型工业生产中应用。SES公司拥有GTI汽化技术在亚洲的独家授权许可。该技术的优势是：能够使用低成本的废煤和其他“低价值”的碳氢化合物作为燃料，而该燃料在其他炉型的气化炉中较难适应。流化床气化炉的气化工艺是一个非催化反应、连续给料、局部氧化的循环流化床灰团聚模式的工艺过程。部分氧化是原料——煤的气化过程，把氧化剂——即纯氧（富氧）和温度调节剂——蒸汽，通过气化炉给料专用喷头送入气化炉炉膛内，在高温高压及氧气不足完全燃烧的情况下，燃料中的碳主要转换成一氧化碳，其中一小部分完全氧化成二氧化碳。燃料中的氢主要转换成氢气。燃料中的硫份主要转化成硫化氢（H2S），一小部分转换成羰基硫化物（COS）。由于气化炉在高度还原的高温环境下运行，氮或硫均不能氧化成氮氧化物或硫氧化物。循环流化床技术就是一项越来越受到人们关注的技术，这是因为：1）灰分限制小。无论是水煤浆气化工艺还是干煤粉气化工艺，都要求灰分低于12%。实践证明灰分过高，在高温高压条件下，氧气及煤的消耗增长很快，非常不经济；而循环流化床则呈线性增加，增长幅度不是很大。2)流程简单，投资少。3)建设周期短。由于气化过程在常压或低压条件下进行，设备制造相对容易，投资省，周期短，建设期一般只需一年左右。（4）鲁奇气化技术该技术成熟，在中国有三家使用，主要用于城市煤气，在中国仅有...
