摘要：通过对合成氨的主要工艺进行全面分析，同时提出了节能改造措施，例如，在造气工序中通过应用自动加焦机、油压微机控制，可以再次回收煤气和吹风气产生的余热，从而提升废水循环利用率，和改进氨分离等。在确保产量和生产效率的前提下，降低能源耗费，同时减少浪费问题。同时，经过不断改造和优化合成氨技术，可以提升生产效率，实现工业快速发展。
关键词：合成氨；工艺分析；探究；节能改造；措施
1、合成氨工艺流程
1.1制取原料气
氢气制取原料包括很多种，不仅可通过天然气、焦炉气、煤制取，还可通过重质油、石脑油等制取，将这些原料在高温条件下与水蒸气产生作用以制取合成气。针对固体焦炭、原料煤来说，一般可通过固体燃料气化法对合成气进行制取；针对渣油来说，一般可通过非催化部分氧化法对合成气进行制取；针对石脑油等，可通过二段蒸汽环化法进行制取。
1.2净化原料气
净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。第一，变换一氧化碳。由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一氧化碳，而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行转变，将一氧化碳向二氧化碳进行转变可以降低其脱除的难度，同时可以增加氢气含量。在工业生产过程中，变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序，因此应使这一工序的能耗降低，以解决能源浪费问题。第二，原料气脱碳脱硫。在合成氨生产过程中，脱碳脱硫是重要环节。可以通过两种方式进行脱碳，一种是物理吸收法，另一种是化学吸收法。脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。在脱碳过程中，回收利用二氧化碳是重要工序，由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢铵，还可以制造纯碱和尿素等。
1.3合成气的净化
合成气的净化主要是脱除二氧化碳，二氧化碳用于合成尿素。粗合成气中去除二氧化碳时采用两级，气体与MDEA逆流接触，吸收塔采用填料塔，粗合成气上升通过吸收塔时与MDEA接触，二氧化碳被吸收，经汽提后二氧化碳被引入二氧化碳压缩机送往尿素合成车间合成尿素。MDEA得到再生，再送到吸收塔顶部。脱碳后的合成气仍含有少量的一氧化碳、二氧化碳气体，再进入甲烷化炉在触媒的作用下，少量一氧化碳、二氧化碳气体和氢气反应生成甲烷和水，经过处理后的合成气一氧化碳、二氧化碳的含量均少于10mg/m3，这时合成气就满足合成氨的要求了，就可以送往压缩机经压缩送合成塔合成氨。
1.4压缩氨合成
新鲜合成气的压缩和循环气的压缩是在双缸离心式压缩机中完成的，在第一缸中新鲜合成气被压缩并进行冷却进入第二缸中，在此循环合成气与新鲜合成气在缸中混合，混合气被压缩到合成压力。压缩后的气体进行气液分离，出来的气体与合成塔出口气体换热，直到适于合成塔的进口温度进行合成，合成塔内装有触媒，触媒共分四层，以便在各层之间注入燃料气来去除反应热，塔内装有一个整体热交换器，可将出口气体的高能热量通过换热器与进口原料换热回收，入口气体在进入热交换器之前，经过壳体和触媒床之间的环隙，以冷却合成塔壁，合成塔出口气体的热量是通过加热锅炉给水以回收热量。然后，在氨合成原料气及出口气体换热器中预热合成原料气。由合成塔出来后经冷冻剂冷凝，经蒸发及三次闪蒸，第一级闪蒸槽出来的液体经热虹吸效应经过合成回路第一级激冷进行循环，从第一级闪蒸槽出来的大部分液氨作为成品氨，氨送尿素合成车间合成尿素。
2 合成氨工艺节能改造的重要策略
2.1 造气工段技术改进
①自动加焦机技术。
自动加焦机技术的环保性能比高，不但降低了生产成本，还有些的降低了能源消耗，同时具备一定的安全性。
②煤气余热集中回收技术。
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该项技术通过回收器将生产过程中的多种余热来实现再次回收，从而提升了资源利用效率，实现资源的再次利用。
③炉况监测以及油压微机控制技术。
将该项技术应用到生产过程中可以提升资源分配的科学性，并且可以实时监测造气炉周边的环境和具体情况，及时的发现存在的问题，并且做出全过程记录，从而提升生产效率，减少能源耗费。
④集中式高效洗气塔。
在具体生产过程中运用集中式高校洗气塔可以减少系统阻力，避免污水和冷却水的产生。
⑤吹风气余热回收技术。
这项技术可以有效的提升资源利用率，运用集中式燃烧炉回收技术，可以再次回收生产过程中出现的多种余热，提升了资源的利用率，同时减少了生产成本，提高生产效率。
⑥入炉蒸汽品质提升技术。
这项技术可以有效的稳定炉温，提高蒸汽的分解效率，减少能源整体能源耗费，入炉蒸汽平提升技术是合成氨的重要条件。
⑦高效静电除焦油器。
高效静电除焦油器的应用可以有效的提升脱硫质量，提升脱落的效率。同时，还可以有效的提升压缩机的使用年限。这种仪器对提升能源利用率有着非常重要的意义。通常应用到脱硫之前，清洗塔之后。
2.2 废水循环利用技术改进
在具体生产过程中最常用的原料就是碎煤，生产出的煤气水含有的焦油和粉尘很难进行分离，很容易堵塞合成氨的管道，导致热量损耗。因此，可以利用废水循环来提升生产效率，减少能源耗费。除此之外，利用气浮装置可以有效的降低油质浓度，减少悬浮物，从而提升装置的运行效率。该技术合成氨装置是通过天然气部分氧气法而生产出的乙炔尾气作为原料，通过低能耗和加压催化转化法来生产合成氨，不但可以降低原料煤的应用，还可以减少生产成本，避免出现污染物，提升尾气利用率。
2.3 氨分离技术改进
当前，氨主要是通过水吸收法和冷凝分离法来实施分离的。氨分离主要是利用氨分离器来进行的，和传统的分离器相对比，这种设备比较先进，可以减少传统分离器存在的分离不彻底的问题，有效的降低了资源浪费，其主要原理就是经过转变其他流向来达到其他中液滴的分离。
3合成氨生产系统塔前预热器的应用
在合成氨系统中的合成塔中添加余热装置，从而提升余热利用效。主要是利用预热器，减少合成氨生产过程中的冷却水使用量。减少换热设备中的实际符合量，从而有效的提升锅炉中蒸汽的产出量，从而达到节能高产的效果。然而预热装置在具体应用过程中，要充分了解合成氨生产系统中塔外预热装置的结构和运转状况，在熟悉预热装置的工作原理后，才能对生产系统进行全面的节能改造，从而降低塔前预热装置的安装风险，达到合成氨生产环节的节能效果。
4合成氨生产系统节能改造后效果
经过对合成氨生产系统的节能改造，可以有效的减少冷却水的用量，提升合成塔内利用效率。与此同时，经过提高锅炉蒸汽产量，可以更好的利用合成塔中的气体余热，符合了合成氨生产成本的具体要求。并且，在生产系统中添加预热装置可以确保冷却水维持在比较稳定的温度调节下，当合成气流进入到绝热催化环境的时候保持温度不变，通过塔外预热装置运行，可以有效利用塔内余热，从而改善合成氨生产系统的能耗过大问题，从而实现合成氨生产系统的节能效果。
结束语：在合成氨工艺生产过程中，为了能够节约能源并减少工业生产成本，一定要从整体上对合成氨工艺流程进行改进，采用先进的科学技术，有效控制其工艺流程，重点改进造气工段技术、废水循环使用技术和氨分离技术，只有这样才能真正达到节能改造的目的。
参考文献：
[1]王悠悠.合成氨工艺及节能改造措施的分析[J].化工管理,2019(22):208-209.
论文作者:王长和
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：合成氨论文; 合成气论文; 氧化碳论文; 技术论文; 余热论文; 过程中论文; 原料论文; 《防护工程》2019年16期论文;