卡萨利氨合成系统运行总结

马辉，赵战江，杨国洞

（河南心连心化肥有限公司，河南新乡 453731）

[摘要] 结合卡萨利氨合成工艺在河南心连心化肥有限公司的应用情况，从合成回路和氨合成塔设计两个方面分析卡萨利氨合成工艺的特点及其技术优势，并对系统运行过程中存在的问题进行分析、总结。

[关键词] 卡萨利氨合成工艺；氨合成塔；低压氨合成；合成回路；塔内流程；技术特点

[中图分类号] TQ 113.26⁺6.3 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2017）05-0020-03

0 引言

1913年，在德国化学家哈伯的努力下，第一个30 t/d氨合成工业化装置投产。至今已经过去了100多年，虽然现在主流的氨合成催化剂仍是当时已经发明的铁基催化剂，但氨合成的工艺条件和配套设备已发生了翻天覆地的变化^［1］。高效催化剂、反应器的研发以及低温净化工业的发展使氨合成压力得到降低；材料工业的进步使氨合成塔的热回收温度得到提高；机械加工业的进步使采用离心式压缩机成为可能，并用汽轮机驱动替代电机驱动。如今，以煤为原料的合成氨装置配套液氮洗精制技术，或以天然气为原料的合成氨装置配套深冷净化技术，使得进入氨合成系统的原料气几乎不含惰性气体，其转化率得到质的提高，氨合成回路的压力进一步降低，相比之前的高、中压氨合成工艺，原料气几乎不含惰性气体的氨合成工艺被称为低压氨合成工艺。目前，国外较为先进的低压氨合成技术拥有者主要有美国的凯洛格公司、瑞士的卡萨利公司、丹麦的托普索公司、德国的伍德公司，其中以前3家在国内大型低压氨合成系统（设计产能在300 kt/a以上）中的应用业绩最多^[2]。

1 装置简介

2016年以前，河南心连心化肥有限公司（简称心连心公司）拥有新乡、新疆两大生产基地，2011—2015年连续5 a被中国石油和化学工业联合会评为合成氨行业“能效领跑者标杆企业”，具有2 600 kt/a尿素、1 850 kt/a复合肥、600 kt/a煤矿、300 kt/a甲醇的生产能力；2016年，心连心公司又选择江西九江作为第三生产基地。其中，新疆基地的“30·52”项目于2015年8月建成投产，并于当年12月份实现达产达标。新疆“30·52”项目中300 kt/a合成氨装置采用的工艺路线为：水煤浆气化→宽温耐硫变换→低温甲醇洗→液氮洗→低压氨合成，其氨合成技术提供者为瑞士卡萨利公司。以下对“30·52”项目中卡萨利氨合成系统的特点及运行情况进行介绍，并对系统运行过程中存在的问题进行分析与总结，以供业内参考。

2 工艺概述

目前的低压氨合成工艺，氨合成回路的设计大同小异，其主要差别在于氨合成塔的设计，且氨合成塔的设计状况往往也决定着整个氨合成回路运行的经济性。

更多内容详见《中氮肥》2017年第5期