合成氨工艺流程
经过一个多世纪的发展,如今合成氨的技术已经很成熟。但是合成氨工业仍然是一个高耗能的产业。因而,合成氨工艺和催化剂的改进将对降低能耗,提高经济效益产生巨大的影响。
KAAP 技术是新一代的节能型合成氨技术。KAAP 钌基氨合成催化剂突破了沿用80年的铁基催化剂,是合成氨工业的又一个重大突破。1979 年,BP 公司和Kellogg公司联手合作,由BP负责开发低温低压下高活性的钌基氨合成催化剂,由Kellogg 公司负责开发与其配套的氨合成工艺,共同开发新型氨合成工艺KAAP。
KAAP 催化剂是以石墨化的碳为载体,以Ru3 (CO) 12为母体的新一代钌基催化剂,它是氨合成催化剂发明八十年来首次工业化的非铁系催化剂。在低温低压下具有高活性,据报道,在压力619MPa、温度437℃、空速10000 h-1条件下,使用KAPP 催化剂出口氨含量为1117% ,而同样条件下使用铁基氨合成催化剂出口氨含量仅为610 %。另外,KAAP 催化剂氢氮比的可操作范围大,可以从1∶1到3∶1,因此使合成氨厂的设计灵活性增加,不必为调整氢氮比而增加工序。归结起来,KAAP催化技术有如下优势:
(1) 节省投资。合成回路的基建投资降低15%~ 20% , 按合成氨装置总投资计, 可节省5%。
(2) 降低能耗。单程转化率高, 合成回路比常规氨厂节能25%。
(3) 催化剂使用寿命可达15 年之久。
(4) 合成塔可在较温和的条件下操作,并能保持高转化率, 使设备操作条件有所改善。
(5) 若新建的以天然气为原料的合成氨ö尿素联合装置采用KAA P 工艺, 每吨合成氨成本可降低2~ 6 美元。
(6) 若用于现有装置, 主要作用是提高合成系统的生产能力, 一般情况下可提高20% 左右, 最多可提高40% , 具有节能效果。