年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨和30萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目建設(shè)可行性研究報(bào)告

PAGE年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨/30萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目建議書XX重化工產(chǎn)業(yè)基地辦公室二○○五年六月五日

目錄一、概述…………1二、產(chǎn)品用途及市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析……2三、產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)?！?四、工藝技術(shù)方案………………6五、原輔材料及燃料供應(yīng)………13六、建廠條件和廠址方案………14七、公用工程……………………17八、環(huán)境保護(hù)……………………18九、工廠組織和勞動(dòng)定員………19十、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃………………20十一、投資估算…………………20十二、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)…………………22

一、概述㈠．項(xiàng)目名稱年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨、30萬(wàn)噸尿素項(xiàng)目。㈡．建設(shè)地點(diǎn)XX市XX能源重化工產(chǎn)業(yè)基地。㈢．項(xiàng)目區(qū)概況XX市XX能源重化工產(chǎn)業(yè)基地位于XX市的中心地帶，是以XX自治旗XX礦區(qū)為中心，向東輻射到牙克石西部地帶，向西輻射到海拉爾東部地帶。核心區(qū)XX礦區(qū)煤炭資源、水資源、土地資源豐富，交通方便。牙克石和海拉爾礦產(chǎn)資源豐富，可為高載能產(chǎn)業(yè)提供原料保障。㈣．項(xiàng)目建設(shè)的必要性XX市近年來(lái)以發(fā)展為主題，緊緊抓住國(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)、振興東北老工業(yè)基地、電力體制改革等這些難得機(jī)遇，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，積極推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)、煤電轉(zhuǎn)化和煤炭氣化及煤化工項(xiàng)目建設(shè)。與此同時(shí)XX市委、市政府又做出建設(shè)XX能源重化工產(chǎn)業(yè)基地的重大決策，以XX礦區(qū)為核心打造新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群，為基地實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了良好的政策保障。XX市煤炭資源、水資源和土地資源豐富，交通便利，完全滿足項(xiàng)目建設(shè)的原料需求。同時(shí)地域廣闊，總面積25.3萬(wàn)平方公里，東與黑龍江省接壤，南與興安盟毗鄰，而XX市和興安盟境內(nèi)均無(wú)合成氨和尿素生產(chǎn)廠家，化肥市場(chǎng)廣闊，且鄰近的東北三省做為農(nóng)業(yè)大省，目前化肥生產(chǎn)亦不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。另一方面，近年來(lái)由于國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)注，導(dǎo)致化肥市場(chǎng)供不應(yīng)求，因此在XX能源重化工產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)合成氨及尿素生產(chǎn)項(xiàng)目不但有較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且還能滿足XX市及相鄰地區(qū)的化肥市場(chǎng)的需求，有著較好的社會(huì)效益。二、產(chǎn)品用途及市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析㈠．合成氨的用途合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位是因?yàn)楹铣砂钡挠猛緩V泛。合成氨是氮素肥料的主要來(lái)源。目前世界上以氨為原料制造出來(lái)的氮肥大致有以下品種。銨態(tài)氮肥有硫酸銨、氯化銨、碳酸氫銨、碳化氨水、氨水及液氨。尿素由于在土壤中先水解成碳酸銨再被吸收，故也列入此類。硝態(tài)氮肥有硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鉀等。銨、硝二態(tài)氮肥有硝酸銨、硝酸銨鈣、硫硝銨等。為了同時(shí)向土壤提供氮、磷、鉀等多種元素而生產(chǎn)的含氮復(fù)合肥料有磷酸一銨（MAP）、磷酸二銨（DAP）、硫磷銨、尿磷銨、多磷酸銨、硝酸磷肥、鉀氮復(fù)肥以及各種配比的三元素復(fù)肥（NPK）等。㈡．尿素的用途1．作肥料用在農(nóng)業(yè)上尿素作為高效氮肥而得到廣泛使用。它是一種中性氮肥，長(zhǎng)期使用不會(huì)使土壤變質(zhì)劣化，尿素的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合GB2440—91。1980～1999年中國(guó)的尿素產(chǎn)量，由占氮肥總量的29.93％上升至59.64％。成為氮肥品種中的主導(dǎo)產(chǎn)品。2000年中國(guó)尿素產(chǎn)量達(dá)3070萬(wàn)噸（實(shí)物量），創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。2．作飼料用尿素可作為反芻動(dòng)物的輔助飼料，這些動(dòng)物能將尿素轉(zhuǎn)化為氨基酸，再通過(guò)代謝作用轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)。1kg尿素所含氮量，約等于5～6kg豆餅。尿素?fù)饺腼暳系淖罡呦薅葹椋好看尾怀^(guò)動(dòng)物所需蛋白質(zhì)的1／3。尿素還可用于稻草飼料和谷類飼料的儲(chǔ)存，濕稻草在儲(chǔ)存期間能吸收尿素中氮的60％～80％，一般尿素施用量為每噸飼料25～40kg。3．作工業(yè)原料用全世界用作工業(yè)原料的尿素約占總產(chǎn)量的10％。尿素可進(jìn)一步加工成三聚氰胺，再與甲醛縮合制成三聚氰胺－甲醛樹脂（蜜胺樹脂），這種樹脂作為重要的化工原料之一在涂料、塑料、木材加工、造紙、紡織等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在制藥方面，尿素可用來(lái)制作呋喃西林、脲脂、巴比妥、魯米那、利尿劑等幾十種化學(xué)藥品。尿素還可用來(lái)制作涂料助溶劑、炸藥穩(wěn)定劑、纖維軟化劑、防止結(jié)冰劑、石油精制劑、塑料發(fā)泡劑、織物抗皺劑和漂白劑等等。㈢．尿素市場(chǎng)分析改革開放以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，尿素的消費(fèi)增長(zhǎng)較快。1999年表觀消費(fèi)量首次突破3000萬(wàn)噸，達(dá)到3069萬(wàn)噸。2000年表觀消費(fèi)量為2974萬(wàn)噸，略有下降。“九五”計(jì)劃期間，中國(guó)尿素生產(chǎn)經(jīng)歷了由供不應(yīng)求到供過(guò)于求的轉(zhuǎn)折性變化,由進(jìn)口尿素國(guó)變?yōu)槌隹谀蛩兀?000年出口96萬(wàn)噸。近年來(lái)國(guó)家由于對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的重視，尿素需求量不斷增長(zhǎng)，出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。隨著人民生活水平的提高，對(duì)糧食產(chǎn)量的需求的也會(huì)不斷增長(zhǎng)，因此尿素需求量也會(huì)與日俱增。根據(jù)有關(guān)資料顯示，2003年全球尿素生產(chǎn)能力已接近1.37億噸，其中60％的生產(chǎn)能力分布在亞洲，37％的能力集中在中國(guó)。中東、獨(dú)聯(lián)體國(guó)家以及其他歐洲國(guó)家分別占世界8％的生產(chǎn)能力，南北美洲共占了13％。2004年基本市場(chǎng)狀況資源總量：2004年以來(lái)，尿素行業(yè)處于“成本推動(dòng)”和“需求拉動(dòng)”共同作用時(shí)段，尿素產(chǎn)銷量穩(wěn)步增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年1-12月份，國(guó)內(nèi)化肥（折純）產(chǎn)量4519.8萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)162%，尿素（折純）產(chǎn)量1923.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)10.8%?？傮w來(lái)說(shuō)，2004年尿素市場(chǎng)表現(xiàn)為典型的產(chǎn)銷兩旺特征。2004年，全球?qū)⑿略?00萬(wàn)噸/年的尿素生產(chǎn)力，2005年將有另外的450萬(wàn)噸／年產(chǎn)能投入生產(chǎn)。從現(xiàn)在到2010年之間，全球?qū)⑿略?700萬(wàn)噸／年的尿素生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)其中1／3的擴(kuò)能發(fā)生在中國(guó)將會(huì)是比較現(xiàn)實(shí)的。進(jìn)出口方面：受國(guó)際原油不斷上漲的影響，國(guó)際天然氣價(jià)格也處于較高價(jià)位，導(dǎo)致國(guó)際有競(jìng)爭(zhēng)力的“氣頭”尿素生產(chǎn)裝置開工率銳減，國(guó)際尿素價(jià)格暴漲，波羅的海、尤日內(nèi)、阿拉伯海灣和越南（CFR）尿素價(jià)格分別在四季度中期達(dá)到了幾年來(lái)的最高價(jià)。與此同時(shí)，中國(guó)尿素在國(guó)際市場(chǎng)充當(dāng)起重要角色，東南亞市場(chǎng)成為了中國(guó)尿素的主要市場(chǎng)集散地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，10月份出口達(dá)到52.51萬(wàn)噸，比9月份增長(zhǎng)44.1%；11月份達(dá)到了74.5萬(wàn)噸，12月份達(dá)到了58.6萬(wàn)噸。2004年全年出口量在394.3萬(wàn)噸左右，比去年同期得到了大幅度增長(zhǎng)。由于出口數(shù)量的增加進(jìn)口量的減少使國(guó)內(nèi)化肥資源出現(xiàn)了明顯的資源緊張情況，國(guó)內(nèi)價(jià)格也一度走高。2005年尿素市場(chǎng)走勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)尿素生產(chǎn)以煤炭原料占70%左右。據(jù)2004年底召開的2005年度全國(guó)重點(diǎn)煤炭產(chǎn)運(yùn)需銜接會(huì)議透露，2005年煤炭市場(chǎng)仍然比較緊張，預(yù)計(jì)煤炭產(chǎn)量為20億噸，較2004年增產(chǎn)有限，但需求增長(zhǎng)較大，預(yù)計(jì)需求為20.4億噸，供需缺口將達(dá)4000萬(wàn)噸，將呈現(xiàn)為較強(qiáng)的“賣方市場(chǎng)”特征，加上運(yùn)力不足等情況，2005年煤價(jià)上漲應(yīng)成定局。盡管2005年國(guó)家將優(yōu)先考慮電力、化肥、冶金、居民生活和出口五大領(lǐng)域的煤炭需求，但由于供需的緊張，煤炭成本上漲將不可避免。天然氣也是尿素的主要原料，據(jù)悉，2005年化肥用天然氣價(jià)格也將上漲，即使這樣也難免出現(xiàn)供應(yīng)中斷的現(xiàn)象。因此，綜合分析，2005年尿素用煤、天然氣、電力及蒸汽等大部分原料、能源價(jià)格仍將維持高位并很有可能再次提高，化肥生產(chǎn)成本也將在高水平小幅上揚(yáng)。三、產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模以項(xiàng)目區(qū)豐富的煤炭資源為和電力資源為依托，建設(shè)年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨轉(zhuǎn)尿素30萬(wàn)噸的項(xiàng)目。可聯(lián)產(chǎn)輕質(zhì)油4752噸/年、煤焦油14454噸/年，氨水(16%)27720噸/年、粗酚1980噸/年。四、工藝技術(shù)方案㈠．煤炭氣化方案工業(yè)上以煤為原料生產(chǎn)煤氣已有百余年歷史，用于生產(chǎn)合成氣也有近一個(gè)世紀(jì)之久，近20年來(lái)進(jìn)展最快，已從第一代煤氣化工藝發(fā)展成第二代工藝，兩代氣化工藝之間有很大差異，主要表現(xiàn)在早期的煤氣化大都使用塊煤和小粒煤為原料，而隨著采煤機(jī)械化程度提高，粉煤量已占50%以上，造成大量粉煤資源不能有效利用。即使采用如K-T法粉煤氣化工藝，也僅僅是常壓氣化，不僅消耗高、能耗高，規(guī)模也較小。針對(duì)第一代煤氣化的不足，進(jìn)入80年代以后，隨著“煤的潔凈氣化”和“煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電”的發(fā)展，采用先進(jìn)的氣流床反應(yīng)器，以粉煤為原料，處理煤量2000t/d的加壓氣化工藝成功地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。其氣化指標(biāo)好，有利于環(huán)境保護(hù)，成為煤氣化技術(shù)的主流?？刹捎玫拿簹饣に嚰夹g(shù)方案敘述如下：1．固定層常壓氣化技術(shù)采用固定層煤氣發(fā)生爐方案，通常需采用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤為原料，可分為空氣間歇?dú)饣图冄?富氧氣化。一般的固定層間歇?dú)饣癄t存在能耗高、單爐發(fā)氣量低、有大量吹風(fēng)氣放空污染環(huán)境等缺點(diǎn)。采用純氧氣化目前還沒(méi)有類似的工業(yè)化運(yùn)行業(yè)績(jī)，上世紀(jì)70年代中期，吉化公司化肥廠、云南解放軍化肥廠、安徽淮南化工總廠、吳涇化工廠等先后在φ2745間歇式UGI爐上進(jìn)行富氧連續(xù)氣化生產(chǎn)合成氣試驗(yàn)并獲得成功。此后的80、90年代，又有黑龍江化工總廠、平頂山化肥廠、巨化公司化肥廠等單位進(jìn)行了固定層氣化富氧連續(xù)氣化裝置的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)，氣化原料從焦炭擴(kuò)展到小塊無(wú)煙煤。各廠富氧連續(xù)氣化裝置由于種種原因，有的運(yùn)行效果較為滿意，還有些裝置實(shí)際氣化效果不盡如人意?？傮w來(lái)看，通過(guò)這些廠地實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行，固定層富氧連續(xù)氣化技術(shù)在我國(guó)化肥化工行業(yè)已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。2．國(guó)外第二代煤氣化技術(shù)國(guó)內(nèi)以煤為原料生產(chǎn)合成氣的大型裝置采用的煤氣化工藝，主要有Lurgi加壓煤氣化工藝、Texaco水煤漿氣化工藝及殼牌（Shell）干煤粉氣化工藝。，Lurgi加壓煤氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣甲烷以及焦油、酚等含量高，加工為城市煤氣較為合適。作為合成氣時(shí)不僅凈化系統(tǒng)復(fù)雜，而且因甲烷的影響使得消耗高、能耗高、流程比較復(fù)雜，故不宜采用。Texaco水煤漿氣化工藝為第二代煤氣化技術(shù)。美國(guó)Texaco公司很早就開發(fā)了以天然氣和重油為原料生產(chǎn)合成氣技術(shù)，七十年代的石油危機(jī)促進(jìn)了尋找替代能源和潔凈的煤氣化技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)多年研究以后，推出了水煤漿氣化工藝。該工藝采用水煤漿進(jìn)料、液態(tài)排渣、在氣流床中加壓氣化，水煤漿與純氧在高溫高壓下反應(yīng)生成煤氣。國(guó)內(nèi)已引進(jìn)渭河、魯南、上海焦化、淮南四套裝置，現(xiàn)均已投運(yùn)。3．恩德煤氣化技術(shù)恩德粉煤常壓氣化技術(shù)是在德國(guó)溫克勒粉煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)多次革新改造后發(fā)展形成的。恩德粉煤流化床氣化爐與溫克勒流化床氣化爐相比，既有共性，又有自身特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：⑴爐篦改為噴嘴布風(fēng)恩德粉煤流化床氣化爐取消了原溫克勒氣化爐爐蓖改為噴嘴布風(fēng)，可解決原來(lái)存在的爐底結(jié)渣問(wèn)題，從而提高了氣化爐的運(yùn)行穩(wěn)定性，使氣化爐的運(yùn)轉(zhuǎn)率一般在90%以上。⑵煤氣帶出物循環(huán)回爐通過(guò)在爐體中上部增設(shè)二次噴嘴，使從床層下部夾帶的細(xì)粒粉煤進(jìn)一步氣化，并使原料煤在氣化爐下部產(chǎn)生的揮發(fā)分進(jìn)一步裂解成甲烷等煤氣組分；另外采取將旋風(fēng)除塵器分離出的粗顆粒飛灰返回氣化爐參加反應(yīng)的方法，不僅提高了氣化過(guò)程的整體碳轉(zhuǎn)化率，而且可以使飛灰含碳量降低到20%以下，從而提高了氣化過(guò)程中煤炭能源的利用率。⑶氣化強(qiáng)度大由于流化床內(nèi)的固體物料在氣化爐正常運(yùn)行過(guò)程中處于沸騰狀態(tài)，氣、固相劇烈接觸，整個(gè)床層內(nèi)的溫度梯度與濃度梯度均很小，從而大大強(qiáng)化了氣化爐內(nèi)氣、固相之間的化學(xué)反應(yīng)及傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，使流化床氣化爐的氣化強(qiáng)度比一般同直徑的常壓固定床氣化爐高出3-4倍。⑷適宜煤種資源豐富、價(jià)格低廉流化床氣化爐的特點(diǎn)之一是可以使用廉價(jià)粉煤，主要要求原料煤的反應(yīng)活性較高，如褐煤、長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、不粘煤等低煤階煤，在我國(guó)這些原料煤資源極為豐富，而且分布也十分廣泛。⑸氣化過(guò)程不產(chǎn)生焦油，環(huán)境特性好由于在流化床氣化過(guò)程中，床層溫度約為900-1050℃，且溫度分布均勻。因此，氣化過(guò)程中因煤炭熱解而產(chǎn)生的焦油及其它重質(zhì)碳?xì)浠衔锏牧呀獗容^完全，使得出爐的粗煤氣中焦油、酚類等物質(zhì)含量相當(dāng)?shù)?，從而大大?jiǎn)化了煤氣凈化系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境的污染也少。⑹運(yùn)行穩(wěn)定，維修工作量少由于取消了氣化爐底部的爐蓖，避免了原來(lái)存在的爐底結(jié)渣等問(wèn)題，氣化爐本體實(shí)際上只是一個(gè)空筒。氣化爐僅由內(nèi)襯耐火材料的爐體和可拆卸的噴嘴組成，沒(méi)有傳動(dòng)部分和易損部件，而床層溫度相對(duì)氣流床氣化爐要低得多，對(duì)耐火材料的磨損和侵蝕強(qiáng)度大大降低，因此，對(duì)耐火材料要求不高，氣化爐的運(yùn)轉(zhuǎn)率較高。⑺生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活實(shí)踐證明，恩德粉煤流化床氣化爐的生產(chǎn)負(fù)荷可在40%-110%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這樣更容易適應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的需要。⑻開、停爐方便氣化爐開、停操作方便。如需停爐，可停供原料煤和氣化劑，在幾分鐘內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)停爐。因氣化爐內(nèi)襯有耐火材料，冷卻速度較慢，甚至幾天之后仍可通入氣化劑重新啟動(dòng)。而實(shí)際上在停爐期間，每天向氣化爐內(nèi)噴入一、二次少量空氣，以維持氣化爐的內(nèi)溫度。這一特點(diǎn)在煤氣用作工業(yè)燃料氣時(shí)更有實(shí)際意義。⑼廢熱鍋爐使用壽命長(zhǎng)由于對(duì)工藝流程進(jìn)行了改動(dòng)，減少了煤氣中夾帶的粉塵對(duì)廢熱鍋爐鍋爐管的磨損，因而延長(zhǎng)了廢熱鍋爐的壽命和檢修期。⑽煤氣用途較廣恩德粉煤流化床氣化爐的操作可分別采用空氣，富氧或純氧與水蒸汽為氣化劑，生產(chǎn)不同組成和熱值的煤氣，以滿足不同用戶的需求。⑾自產(chǎn)蒸汽量大由于出氣化爐的粗煤氣溫度很高，因此，利用廢熱鍋爐回收煤氣中的顯熱，提高了氣化過(guò)程的整體熱效率，所產(chǎn)過(guò)熱蒸汽不僅可以滿足制氣工藝的需要，而且還有部分富余蒸汽外供。⑿煤氣生產(chǎn)成本低與固定床氣化爐只能使用塊煤作原料相比，恩德流化床氣化爐使用粉煤作原料。而粉煤由于產(chǎn)率高、產(chǎn)量大，價(jià)格要比塊煤便宜得多，這樣制氣成本必然會(huì)明顯降低。另外，由于流化床氣化提高了氣化強(qiáng)度，單臺(tái)氣化爐的煤氣生產(chǎn)能力大大提高，相對(duì)生產(chǎn)成本也會(huì)下降。如景德鎮(zhèn)的恩德粉煤流化床氣化爐煤氣生產(chǎn)成本就低于原固定床氣化爐。本項(xiàng)目從裝置節(jié)約投資考慮，采用恩德粉煤氣化技術(shù)。㈡．合成氨生產(chǎn)技術(shù)1.原料來(lái)源合成氨工業(yè)，從開始建立到現(xiàn)在已經(jīng)歷了80余年歷史。對(duì)于氨的合成技術(shù)及催化劑，除合成壓力有所不同外，沒(méi)有原則性的變化。而對(duì)獲取純凈氫、氮?dú)獾姆椒ǘ纪度肓舜罅康木拓?cái)力。制氨的原料僅氫和氮而已。氮來(lái)自空氣，取之不盡，用之不竭，而提純凈化氫是主要的研究對(duì)象。氫資源的供應(yīng)、制氫的技術(shù)和凈化所采用的工藝方法，是合成氨工業(yè)需要不斷地解決并及時(shí)改進(jìn)的重大課題。合成氨廠約有2／3以上的資金和精力花費(fèi)在氫的供應(yīng)上面。氫原料及加工技術(shù)一直在變化并直接影響到合成氨工業(yè)的發(fā)展。自然界沒(méi)有元素態(tài)的氫可以直接獲取，除了水外，絕大部分氫均存在于各種燃料之中，也就是存在于碳?xì)浠衔镏小，F(xiàn)在已經(jīng)可以使用各種不同的固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)可燃物作為制氫原料，并配以與之相應(yīng)的氣體凈化方法，來(lái)制造氫氮?dú)夤┖铣墒褂?。本?xiàng)目采用以煤為原料的制氫技術(shù)。2．氣體凈化及氨合成技術(shù)⑴氨合成回路的改進(jìn)、壓力等級(jí)。20世紀(jì)60年代以前，各種方法均在向中壓（25～32MPa）靠攏。20世紀(jì)60年代以后，由于離心壓縮機(jī)的使用，各種方法的壓力在不得已的情況下，降到約15MPa，現(xiàn)在又在開始向中壓法回升。隨著新型催化劑的使用，壓力有可能再次下降到10MPa以下。如何處理好氨的冷凝分離與能耗間的關(guān)系，將是給研究降壓者提出的主要課題。氨的分離。哈伯開始使用水吸收法，福瑟首先用冷凝分離代替水吸收，因其優(yōu)點(diǎn)多，很快得到廣泛采用。但是隨著合成壓力的逐漸降低，冷凝分氨變得愈來(lái)愈困難，于是又有人開始使用水吸收的做法。一旦低壓下氨分離技術(shù)與能耗的關(guān)系得到滿意的解決，合成壓力將會(huì)進(jìn)一步下降，并不會(huì)再次回升。整個(gè)合成氨工業(yè)由此可以跳出高壓工業(yè)的范圍。合成塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)，是多年來(lái)人們熱衷于改進(jìn)的主要對(duì)象，大體上可分為三個(gè)階段。首先是以TVA（TennesseeVallexyAuthority）（美國(guó)田納西流域管理局）式冷管塔為代表，氨合成的反應(yīng)熱通過(guò)插入在催化劑床層的套管移出。第二階段是采用分層冷激的做法取代冷管，使催化劑床層溫度更趨合理。到第三階段，催化劑床層仍然使用分段冷卻的做法，但不是直接注入冷激氣，而是改用管式換熱器將熱量移出，成為比較理想的結(jié)構(gòu)。與改進(jìn)床層溫度分布的同時(shí)，對(duì)床層阻力也不斷地改進(jìn)。廢熱鍋爐是合成回路中的一個(gè)重要組成部分。自從節(jié)能問(wèn)題被突出以后，幾乎沒(méi)有哪種技術(shù)方法不使用它。根據(jù)熱量移出點(diǎn)與熱交換器位置間的關(guān)系，而有前置、中置、后置式之區(qū)分。⑵氣體凈化方法現(xiàn)有的氣體凈化方法已經(jīng)能夠滿足各種工藝所提出的苛刻條件，但不能滿足人們要求不斷技術(shù)進(jìn)步的愿望，新技術(shù)還會(huì)不斷地出現(xiàn)。另一方面推廣同行已有的經(jīng)驗(yàn)，將會(huì)取得較大進(jìn)展。例如在制氫方面早已應(yīng)用成熟的變壓吸附技術(shù)，現(xiàn)已有人將其移植到氨生產(chǎn)工業(yè)上來(lái)。估計(jì)這一技術(shù)將很快地被推廣。以后類似的移植借用，在凈化領(lǐng)域?qū)?huì)多于其他工序，因?yàn)閮艋ㄓ眯詮?qiáng)。㈢．尿素生產(chǎn)技術(shù)尿素生產(chǎn)工藝流程如下：尿素的工業(yè)生產(chǎn)以氨和二氧碳為原料，在高溫和高壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：2NH3＋CO2→NH2CONH2＋H2O這個(gè)反應(yīng)只有在較高溫度（140℃以上）下其速度才較快而具有工業(yè)生產(chǎn)意義。由于反應(yīng)物的易揮發(fā)性，且尿素反應(yīng)必須在液相進(jìn)行，所以在較高的反應(yīng)溫度下又必須加壓。工業(yè)生產(chǎn)的條件范圍為160～200℃，10.0～20.0MPa。氨基甲酸銨脫水轉(zhuǎn)化為尿素的反應(yīng)是可逆的。投入的原料氨和二氧化碳部分地轉(zhuǎn)化為尿素和水的液體混合物，而未反應(yīng)的原料則溶解其中。以二氧化碳計(jì)的轉(zhuǎn)化率為50％～70％。以氨計(jì)的轉(zhuǎn)化率則更低，因NH3／CO2（物質(zhì)的量比）大于2?；厥绽梦捶磻?yīng)的原料是一重要問(wèn)題，充分利用反應(yīng)熱以降低能耗，是提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵?，F(xiàn)代尿素生產(chǎn)均采用全循環(huán)法，即將每次通過(guò)反應(yīng)器（合成塔）而未轉(zhuǎn)化為尿素的NH3和CO2回收送回合成塔。為此，合成塔排出液（含尿素、氨和二氧化碳的水溶液）要先進(jìn)行加工，分離成較為純凈的尿素水溶液和未反應(yīng)的NH3、CO2和H2O的混合物。前者通過(guò)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶或造粒而制成顆粒狀尿素產(chǎn)品。后者經(jīng)過(guò)循環(huán)回收，以溶液形式送回合成塔。五、原輔材料及燃料供應(yīng)㈠．原料本項(xiàng)目的原材料主要為煤炭、氧氣、氮?dú)獾?。其中用于生產(chǎn)合成氨的氣化原料煤炭由基地附近的煤礦提供，主要為XX煤業(yè)公司所產(chǎn)褐煤。氧氣和氮?dú)馔ㄟ^(guò)空分裝置從空氣獲得。XX煤業(yè)公司煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。煤質(zhì)分析表序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值（％）1全水分Mar(%)38.002水分Mar(%)25.873灰分Aad(%)7.054揮發(fā)分Vad(%)32.665固定碳FCad(%)34.426低位熱值Qner,ar(MJ/kg)14.227碳Cad(%)48.388氫Had(%)3.549氮Nad(%)1.1310氧Oad(%)13.9911硫分St,ad(%)0.04本項(xiàng)目所需原料煤通過(guò)汽車運(yùn)輸，年需用量大約60萬(wàn)噸。㈡．水和電力供應(yīng)本項(xiàng)目每年消耗工業(yè)用水310萬(wàn)噸，水源由XX煤業(yè)公司現(xiàn)有工業(yè)水裝置提供。本項(xiàng)目供電由新建的魯能雁南2×300MW電廠提供。㈢．輔助材料供應(yīng)除以上主要原料煤和水、電資源外，本項(xiàng)目所需要的催化劑以及其它化學(xué)藥品、氨冷凍劑等均從市場(chǎng)采購(gòu)，汽車運(yùn)輸至本裝置。六、建廠條件和廠址方案本項(xiàng)目擬建于XX礦區(qū)雁南區(qū)魯能雁南電廠附近。㈠．廠址自然地理?xiàng)l件1.地理位置草原煤城XX礦區(qū)坐落在物華天寶、風(fēng)光秀美的XX中部地帶，隸屬于XX自治旗。西與海拉爾、東與牙克石、北與陳巴爾虎旗接壤，區(qū)域地理位置優(yōu)勢(shì)明顯。地理坐標(biāo)為:東經(jīng)120°24′至120°38′,北緯49°09′至49°16′,礦區(qū)總面積632平方公里。東面是蔥蘢蒼翠的興安嶺，西邊是碧波萬(wàn)頃的大草原，清澈的海拉爾河宛如一條彩帶從礦區(qū)北部邊緣輾轉(zhuǎn)流過(guò)，寶勒高湖恰似一塊晶瑩剔透的碧玉鑲嵌在礦區(qū)南端的五泉山旅游風(fēng)景區(qū)。2.交通便利國(guó)鐵濱洲線和301國(guó)道橫貫礦區(qū)，礦區(qū)有專用鐵路42km與濱洲線相連，公路65km與301國(guó)道相接，海拉爾東山機(jī)場(chǎng)距礦區(qū)65km,交通便利。3.通訊設(shè)施齊全有線及無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個(gè)礦區(qū)，通訊總裝機(jī)容量18000門，同時(shí)公司架設(shè)了主干線1000兆的高速以太網(wǎng)，以2兆口DDN專線通過(guò)中國(guó)網(wǎng)通公司接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，通訊設(shè)施完善。4.氣候條件該區(qū)氣候?qū)侔霛駶?rùn)、寒溫氣候。由于本區(qū)東面大興安嶺的屏障作用，濕潤(rùn)的海洋性氣團(tuán)的來(lái)路一定程度上受阻而其影響由東向西逐漸減弱，干旱問(wèn)題相當(dāng)突出，成為一個(gè)顯著的氣候特點(diǎn)。年平均降水量為373.2毫米，降水分布不均，夏秋雨水較集中，冬春降水相對(duì)少，特別是干旱較為普遍。氣候的另一個(gè)特點(diǎn)是冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，低溫和霜凍相當(dāng)突出。年平均氣溫-2.8℃，冬季絕對(duì)最低氣溫可達(dá)-40℃以下，但6-8月平均月氣溫可達(dá)18℃以上，平均無(wú)霜期92天左右，無(wú)霜期最長(zhǎng)95天，南部山區(qū)則無(wú)霜期僅90天。光照較充足，年平均日照時(shí)數(shù)為2500-2800小時(shí)，年有效積溫1721-1900℃。㈡．煤炭資源情況1.煤炭資源XX能源重化工基地附近煤炭資源豐富，僅XX煤業(yè)公司就有可利用煤炭資源五處，分別為XX煤田東區(qū)、西區(qū)、伊敏煤田河?xùn)|區(qū)、五牧場(chǎng)區(qū)和護(hù)林牧原區(qū)，煤炭預(yù)測(cè)總儲(chǔ)量97億噸。還有馬達(dá)木吉煤田正在申請(qǐng)?zhí)降V權(quán),地質(zhì)儲(chǔ)量為20億噸。2.土地資源XX礦區(qū)占地總面積632平方公里，根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府（內(nèi)政辦發(fā)〔1983〕41號(hào)文）《關(guān)于將XX種馬場(chǎng)移交XX礦務(wù)局問(wèn)題的批復(fù)》，XX煤業(yè)公司可無(wú)償利用土地82萬(wàn)畝，為項(xiàng)目建設(shè)用地提供了有力的土地資源保證。廠區(qū)地勢(shì)平緩。3.水資源年平均流量20.8億m3的海拉爾河從XX礦區(qū)北部邊緣流過(guò)，紅旗溝、勝利河、布洛莫也溝三條季節(jié)性河流經(jīng)煤田匯入海拉爾河，地下含水層貯水豐富。規(guī)劃建設(shè)的扎羅木得水利樞紐工程壩址位于海拉爾河干流上，供水保證率為97%時(shí)，水庫(kù)入庫(kù)徑流量7.47億立方米，正常蓄水位642米，庫(kù)容為3.52億立方米。XX礦區(qū)的礦井疏干水及城市中水經(jīng)內(nèi)蒙古水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行了水資源論證：礦區(qū)疏干水可利用量為834萬(wàn)m3/a，礦區(qū)可利用城市中水量為430萬(wàn)m3/a。XX礦區(qū)的疏干水及礦區(qū)中水總量為1264萬(wàn)m3/a。4.人力資源以基地核心區(qū)XX礦區(qū)的XX煤業(yè)公司為例，現(xiàn)有員工18110人。管理人員全部具有大專以上學(xué)歷，其中碩士研究生90人。各類專業(yè)技術(shù)人員2081人，其中高級(jí)職稱162人，中級(jí)職稱759人，初級(jí)職稱1160人。專業(yè)人員中，工程技術(shù)人員712人。技術(shù)工人8412人占工人總數(shù)的81%,其中高級(jí)技師32人，技師354人，高級(jí)工1043人，主要技術(shù)工人全部為大中專或技工學(xué)校畢業(yè)。七、公用工程㈠．運(yùn)輸1.貨運(yùn)任務(wù)及運(yùn)輸方式本項(xiàng)目運(yùn)入的貨物主要采用皮帶棧橋運(yùn)輸方式，直接由煤礦用輸煤棧橋送入干煤棚；運(yùn)出的貨物主要是本工程的成品尿素以及煤灰渣,采用鐵路和公路兩種運(yùn)輸方式。2．鐵路運(yùn)輸本工程鐵路由XX礦區(qū)鐵路專用線接線至庫(kù)區(qū)，線路等級(jí)同原鐵路專用線。3.公路運(yùn)輸本工程道路由原XX礦區(qū)主要公路接至廠區(qū)構(gòu)成項(xiàng)目的主要公路運(yùn)輸通道，道路寬度12米，道路構(gòu)造同原有礦區(qū)道路。㈡．給排水給水采用一次水與循環(huán)水相結(jié)合的方案，其中一次水用于循環(huán)水補(bǔ)充水、空分、熱電站一次用水、除鹽水及不可預(yù)見(jiàn)水量。循環(huán)水用于煤氣化、空分、煤氣壓縮、變換、脫碳、合成氨及尿素合成、工藝透平等裝置。工藝廢水經(jīng)新建污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。生活水量由現(xiàn)有生活水系統(tǒng)供給；消防用水由本次新建消防水系統(tǒng)供給消防水按一次最大小時(shí)用量508m3/h考慮。㈢．供電本合成氨、尿素項(xiàng)目緊鄰XX煤業(yè)公司及魯能雁南電廠建設(shè)，根據(jù)煤業(yè)公司及魯能雁南電廠供電條件，外部供電電源電壓按110kV。本項(xiàng)目需建110/6kV、90mVA總變電所一座。㈣．供熱本項(xiàng)目因與新建魯能雁南電廠建設(shè)，因此，從節(jié)省投資考慮，本工程不新建鍋爐房，裝置供熱系統(tǒng)所需要的蒸汽全部依靠新電廠供給。㈤．綠化本項(xiàng)目綠地率為30%。綠化原則為在滿足規(guī)范，保證安全的前提下，根據(jù)點(diǎn)、線、面結(jié)合的原則，充分利用道路兩側(cè)及每一處空地進(jìn)行綠化。八、環(huán)境保護(hù)隨著科技的進(jìn)步和氨生產(chǎn)工業(yè)自身的不斷改進(jìn)，有毒有害廢棄物的排放，已經(jīng)得到較大的改善及治理。但是隨著環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益突出，對(duì)允許的污染物種類及排放條件也日漸嚴(yán)格，有些過(guò)去認(rèn)為已經(jīng)符合要求的排放，現(xiàn)在必須重新加以改善或淘汰使用。氣體方面，重點(diǎn)是硫化物必須徹底回收。一旦CO2排放受到限制，合成氨工業(yè)也難例外。液體方面，由于近年來(lái)對(duì)工業(yè)污水綜合治理的普遍重視，應(yīng)力爭(zhēng)做到封閉循環(huán)、杜絕排放。固體方面所有的排放物均來(lái)自造氣，特別是使用煤為原料時(shí)的煤渣，用重油為原料等的炭黑。目前煤渣的直接處理可用于鋪路或填方，建材工業(yè)也在盡力開辟使用途徑。人類需要食物，食物需要氮素，各種工業(yè)用氮量也在日益增長(zhǎng)。目前除了合成氨工業(yè)外，其他途徑都還只能是科學(xué)研究的課題。生產(chǎn)合成氨需要H2氣，只能從各種含碳燃料中獲得。無(wú)論能源供應(yīng)如何緊缺，環(huán)境控制如何日益嚴(yán)格，合成氨工業(yè)仍將依靠科技進(jìn)步來(lái)面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)而繼續(xù)發(fā)展，以滿足人類生存的需要。九、工廠組織和勞動(dòng)定員㈠、工廠體制本項(xiàng)目新建煤氣化、合成氨及尿素生產(chǎn)裝置按公司和車間二級(jí)體制進(jìn)行生產(chǎn)及管理機(jī)構(gòu)設(shè)置。公司設(shè)辦公室、生產(chǎn)部、財(cái)務(wù)部等職能部門及下屬車間。㈡、生產(chǎn)班制本項(xiàng)目生產(chǎn)裝置為連續(xù)操作，年運(yùn)行時(shí)間為330天。根據(jù)國(guó)務(wù)院規(guī)定,每周實(shí)行40小時(shí)工作制,因此生產(chǎn)車間按