床催化剂筐, 大量气体由外向内径向流动, 少量气体由上向下作轴向流动, 经塔底换热器预热进塔合成气后流出合成塔, 出口气体温度为375 ℃。第一床催化剂筐的反应温度由不经过底部换热器的温度为38 ℃合成气(副线) 调节, 第二床催化剂筐的反应温度由直接进入外部集气器内的196 ℃的冷激气调节。
大颗粒尿素是指颗粒直径大于2 mm 的尿素, 其中平均粒径210～ 315mm 的称为化肥级尿素, 平均粒径610～ 810 mm 的称为超大颗粒尿素。同普通造粒塔造粒制得的尿素相比, 大颗粒尿素具有以下优点：
1，肥效高, 用途广
水稻田施用大颗粒尿素, 可使肥效充分发挥和保持长久, 氮的利用率可提高30% 左右。根据国内外在水稻上施用的对比试验证明, 大颗粒尿素比普通小粒径的尿素具有更好的肥效。
2，具有良好的运输、贮存性能
大颗粒尿素颗粒大, 强度较普通喷淋造粒尿素高6～ 8 倍, 使产品在运输过程中不易破碎, 不产生粉尘, 且因其颗粒大, 单位产品与空气接触的面积减少, 使其不易吸潮, 有效地改善了粉尘溶解粘接颗粒的状况, 贮存时间大大延长。
3, 产品质量显著提高
由于生产大颗粒尿素采用的是浓度为95%～ 96% 的尿液, 在压力作用下, 专用喷嘴把尿液分散成极微小的液滴, 在循环晶种流化状态下, 边喷涂, 边造粒, 水分快速蒸发, 较喷淋造粒采用高真空高温浓缩的二段蒸发工艺, 可减少缩二脲含量011%～ 012% , 提高了产品质量。
4，改善了环境
大颗粒尿素生产技术不仅使喷淋造粒工艺排放尾气的粉尘含量由120～ 150 mg/m3 降至30mg/m3, 且尾气排放量减20%以上, 改善了周边环境; 同时由于它自身的缓蚀性能又能改善区域氮流失所造成的环境污染, 生产大颗粒尿素是一项具有长远意义的环保综合治理措施, 社会效益显著。
目前国际上具有竞争能力且广泛应用于大型化装置的流化床大颗粒尿素生产工艺主要有挪威海德鲁公司(Hydro)和日本东洋工程公司(TEC)的流化床造粒工艺。两种工艺比较, 海德鲁公司建厂数多, 经验丰富, 可靠性高, 投资费用低, 具有较强的竞争力。
海德鲁公司流化床工艺工艺流程说明:
海德鲁公司流化床工艺生产装置由以下几部分组成: 1, 给料系统
来自尿素生产装置真空浓缩系统浓度为95%～ 96% 的尿素溶液, 在静态混合器内与尿素产品总量0145% 左右的甲醛(U F) 溶液混合, 然后进入造粒机内进行造粒。
2,尿素和甲醛溶液混合物(U F 溶液) 制备系统:
首先将37% 的甲醛溶液计量后加入U F 制备槽, 再加入96% 的尿素溶液, 使甲醛、尿素摩尔比为5∶1, 用50% 氢氧化钠溶液调整pH 值至715, 并加入蒸汽使U F 溶液达到75 ℃, 反应30～ 45 m in 后将U F 溶液导入U F 贮槽, 通过水冷器使U F 溶液冷却到50 ℃以下即可, U F 溶液通过U F 计量泵加入到尿液管线上的静态混合器,与尿素溶液混合后去造粒机造粒。
3，造粒系统
造粒机分为造粒室和冷却室, 造粒室内尿液经分配管进入雾化喷嘴, 被雾化空气喷雾成细小液滴, 喷洒在返料晶种细粒上, 悬浮于流化床中,包裹结晶逐步成长为多层结构的尿素粒子。造粒机内的多孔板(斜孔板) 使流化空气除了起到排除尿素结晶热、蒸发水分和凝固、冷却、干燥粒子的作用外, 还推动尿素粒子在造粒机内朝一个方向移动, 最终冷却至70 ℃后, 离开造粒
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机。雾化空气由雾化空气鼓风机加压并经加热至135 ℃以上后进入喷嘴将尿液雾化。流化空气由流化空气风机送至造粒塔下部通过多孔板维持流化床的流化状态。
4，筛分、破碎和返料系统
出造粒机物料经过出料机进入安全筛除去大块尿素, 大块尿素去循环槽溶解, 颗粒尿素由斗式提升机送至振动筛给料器进入振动筛, 经振动筛分离出的超大颗粒尿素送至破碎机, 破碎后的粒子与振动筛分离出的细小颗粒一并送回造粒机作为返料晶种, 返料比控制在0.5∶1。振动筛分离出的合格产品送入产品冷却器,使产品温度降到50 ℃。为保证夏季产品温度也能降到50 ℃, 产品冷却器可采用氨冷措施冷却分离空气中的水分后, 控制适宜温度的冷空气以降低产品温度。出产品冷却器的产品经皮带输送机送至散装仓库或包装工序。
5，粉尘洗涤和循环回收系统
造粒机顶部和流化床冷却器顶部含尿素粉尘的气体, 送到洗涤器用工艺软化水进行洗涤吸收,洗涤液浓度达到尿素含量45% 左右, 返回原尿素生产装置的蒸发系统。出粉尘洗涤器的尾气经抽风机抽至排气筒放空, 尾气中尿素粉尘含量≤30 mg/m3。
主要设备简介: 1, 造粒机
该设备是卧式雾化流化床, 外形呈长方体, 主要由上箱体、下箱体、流化床层和造粒喷嘴等组成。
上箱体为造粒机升气罩, 宽度方向下部呈锥形, 与造粒机下箱体相连接, 上部设有空气出口。下箱体为造粒部分, 由中间隔板分成造粒室和冷却室, 每室均有流化空气进口。下箱体与流化床和造粒喷嘴组装在一起, 流化床为多排式斜孔板型式, 其上的通气孔直径为2 mm , 呈三角形排列, 在流化空气的作用下, 尿素颗粒向出料口方向流动。喷嘴安装在造粒室内, 有一组备用。
2, 洗涤器
洗涤器为立式圆筒形设备, 内部主要设有丝网除沫器及特殊设计的湿式洗涤内筒。造粒机顶部排出的气体从该设备的中部进入设备内, 然后经液封进入设备内筒向上通过丝网除沫器后, 再由顶部排出, 设备内的液体循环使用。
3, 产品冷却器
该设备为流化床式冷却器, 外形呈长方体, 内部设有一层空气流化床层, 床层上开满<2mm 的通气孔, 通气孔呈三角形排列, 孔间距约7mm ,流化床层下部靠近进料口壳侧开有一个流化空气进口, 在流化空气作用下, 尿素颗粒向出口方向流动。设备上部靠近出口壳侧侧向设有一个方形出气口, 物料均采用侧向左右进出, 出口处床层边缘设有一块可调式溢流堰板, 用于控制物料在床层上的高度。
海德鲁公司流化床工艺技术特点:
(1) 工艺成熟、可靠、工业化时间长, 经验丰富。
(2) 采用浓度为95%～ 96% 的尿液作原料,尿液只需一段蒸发浓缩, 省去了二段蒸发系统, 简化了尿素系统流程。
(3) 由于省去了二段蒸发系统, 节省了二段蒸发加热和抽真空所消耗的蒸汽, 减少了工艺冷凝液, 相应也降低了水解负荷, 同时也降低了冷却水用量。
(4) 造粒机采用空气雾化和流化相结合的造粒技术, 造粒效率高, 生产能力大, 成品质量好,强度高。
(5) 操作简单, 开车时间短, 一般投料后1 h内即可出产品; 操作弹性大, 负荷变化范围为
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30%～ 110%。
(6) 与其它机械造粒装置相比, 返料比低, 从而强化了设备能力并降低了造粒过程中的能耗。
(7) 采用添加剂使流化床生成的粉尘少, 且含尘尾气采用湿式洗涤, 吸收效率高, 放空尾气中尿素粉尘含量达到环保要求。
(8) 装置可靠性高, 造粒机、粉尘洗涤器等因无磨损部件, 可长期运行, 寿命可达25 年以上,装置的年运转时间能保证在330 天以上。由此可见, 海德鲁公司流化床大颗粒尿素生产工艺操作简便、污染小、运行周期长、可靠性高且能耗低, 是当今有代表性的先进工艺。
参考资料：
《天脊煤化工集团有限公司二○○六年短期融资券主体评级报告》 《晋城政务》2007年12期《天脊中化高平化工有限公司》 2005年5月第三期《中氮肥》《卡萨利氨合成技术在中氮厂的应用》曹锐, 尚乃明著 《海德鲁公司流化床大颗粒尿素生产工艺》裴兴社,，张金阳，毛运秋著
========================================================================= 7，天脊集团潞城化工有限公司
天脊集团潞城化工有限公司是山西天脊煤化工投资有限公司投资兴建的年产60万吨甲醇的大型企业，公司位于山西省潞城市，占地面积500亩。是天脊集团第三次创业的四大工程之一，一期工程年产甲醇30万吨，投资7.8亿元，主要利用当地的焦化厂副产的焦炉气生产甲醇。
公司于2003年12月30日成立，一期工程2005年底投产，公司成立后，集团公司抽调了具有丰富经验的化工生产专家和各个专业部门的管理骨干，组成了公司的领导班子。本着“精干、高效、务实”的原则，公司设有7个管理部门，6个生产车间。企业实行高效的、现代的管理运行制度，项目采用国内外先进、可靠、适用的新技术、新工艺。产品具有成本低、质量优的特点。
能源与环境是12世纪人类社会面临的首要问题，我国富煤、贫气、少油，把煤炭作为主体能源是保障我国能源安全的基石。煤洁净气化联合循环发电联产甲醇或醇电联供，进而发展煤基燃料工业，是我国煤炭洁净利用的主要途径。新一代煤化工提出了清洁生产的要求，许多传统的污染型工艺必将被清洁工艺所取代
焦炉气的主要成分为H：、CH。、CO、C0：、N：、O，、HCN、NH3、H2S、COS、CS2以及噻吩、硫醇、硫醚、不饱和烃、焦油、萘、苯等杂质焦炉 气 可 作为能源使用，主要被用作城市煤气和发电燃料。由于天然气将取代焦炉气作为城市用气，加之焦炉气用于发电经济效益差，从而制约了这一发展途径。但焦炉气可以生产多种化工产品，如炭黑、合成氨、氢气、甲醇等，其中，生产合成氨和甲醇可以作焦炉气的主要用途。从市场角度分析，生产合成氨不如生产甲醇经济效益好，而且远不如甲醇的深加工产品多，甲醇具有更显著的发展前景
合成气(CO/H2)制甲醇反应如(1)和(2): CO+2H2====CH30H+99.65KJ/mol
CO2+3H2====CH30H+H20+49.65 KJ/mol
理想的反应条件为氢碳比f=[n(H2)一n(CO2)]/[n(CO+n(CO2))]=2.10-2.15。甲醇原料气中
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保持一定量的二氧化碳，不仅可保证合理的氢碳比，而且可促进合成催化剂呈现高的活性，同时二氧化碳参与反应，可使整个甲醇合成反应的热效应降低 ，反应缓和，易于控制，生产稳定，对防止催化剂超温过热和抑制由于高温而产生的各种副反应均有好处。但二氧化碳含量过高，不仅会额外增加氢的消耗及生产过程中的气体压缩功，而且还会造成粗甲醇中含水量增多，增加粗甲醇精馏的生产负荷和能耗。因此，在保证合理的氢碳比条件下，还必须保持合理的一氧化碳和二氧化碳的比例。合成气制甲醇工艺按压力分为高压、中压和低压。高压法是在30MP以上、320℃一380℃的操作条件下通过Cu系催化剂合成甲醇，其特点是技术成熟，但投资和生产成本较低压法高；中、低压法的合成压力分别约10MP和5MP，操作温度为200 ℃ 一 300℃，使用Cu、Zn用系作催化剂。中、低压法比高压法优越，主要表现在能耗低、粗甲醇质量高、设备简单和投资相对较低。
潞化采用的生产工艺如下：
1脱氨，使用稀硫酸洗，产物为硫酸铵，反应方程式为：
2脱苯，使用物理方法，即萃取，然后使用高温蒸的方式还原，再将苯蒸气收集利用。 3脱硫，由于焦炉煤气中氧体积分数为0.3%-0.5%，有机硫脱目前大多采用中温氧化铁脱硫工艺将焦炉煤气中的H2S脱除至lmg/m3 -5mg/m3，其反应机理要求反应时有水蒸气和氧存在，以便与H2S进行化学反应，通过边吸收边再生达到脱硫目的，反应的方程式：
生成的硫利用气浮法分离出来，熔融后加工成硫磺。
4有机硫的脱除工艺目前采用加氢转化催化剂，加氢催化剂使用温度在350℃-380℃，在此温度下硫醇、噻吩及芳烃硫化物得到分解，机理是分解加氢解。上述加氢催化剂在国内合成氨厂已运行了将近30年，非常稳定，同时对加氢催化剂不断地研究开发，并在山西焦化厂进行了中试，非常成功地开发出了铁钼、镍钼、钴钼系列加氢催化剂。经过两级加氢转化后的焦炉煤气，有机硫全部变成为H2S，串配中温的脱硫剂，最后用氧化锌来控制对转化催化剂、甲醇合成催化剂的要求。潞化采用的二级脱硫是在2.4Mp的压力下，先用铁钼加氢将有机硫变为无机硫，使用湿法脱硫，再使用钴钼加氢脱硫。原因是铁钼加氢的活性差，但是钴钼加氢得副反应会产生大量的热量，造成浪费，目前此问题还未解决。
5焦炉气中的甲醇和脱硫中产生的甲烷可以转化为CO和H2，方程式为：
反应温度为800度，反应后剩余部分甲烷，这部分必须除掉，采用通入氧气的方法氧化掉，但是这样也消耗了部分CO和H2，这个问题仍没有解决。
6处理后的气体进入甲醇合成塔。潞化采用列管式反应塔，管中央是铜系的催化剂，管周围是水环境，通过控制水压来控制水温，从而控制反应温度。副产品为乙醇、水等。反应的流程图见下：
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除了上述生产路线外，潞化还采用另一条路线，即煤气化产生CO和H2，由于焦炉气中的H2相对CO来说是过量的，而煤气化产生的CO又是过量的，所以二者结合，通过选择合适的配比就可以充分利用各种原料。
焦炉气是很好的甲醇生产原料，充分利用炼焦装置副产的焦炉气生产甲醇，一方面可以部分缓解我国日益严峻的能源形势；另一方面可为众多炼焦企业废物综合利用开辟一条有效途径。焦炉气生产甲醇的焦炉气精制过程技术成熟可靠，工艺比较先进，是具有推广价值的新型工艺技术路线。在“甲醇热”的今天，利用焦炉煤气制甲醇，不仅开拓了合成甲醇的工艺路线，同时可充分利用焦炉煤气这一“废弃”能源。有焦炉煤气资源的生产企业，可根据企业自身的情况，选择适宜的工艺路线，以实现经济效益和社会效益的双赢，同时对缓解我国能源的紧张局面也具有十分重要的意义。
参考资料：
http://zhidao.http://www.wodefanwen.com//question/68059829.html
《化肥设计》2007年12月第45卷第6期《以焦炉气为原料生产甲醇的净化工艺》 丰中田，房鼎业著。
《山西化工》2007年4月第27卷第2期《焦炉煤气合成燃料甲醇发展前景分析》 周媛，任军，李忠著。
==================================================================================== 8，天脊集团总部硝酸厂
一，硝酸的介绍和制备原理：
硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。一般工业品带微黄色。含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。硝酸大部分用来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦大量用来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王水等,还用作有机合成原料。
在十七世纪,人们用硫酸分解智利硝石(NaNO3)来制取硝酸。硫酸消耗量大,智利硝石又要由智利产地运来,故本法目前已趋淘汰。1932年建立了氨氧化法生产硝酸的工业装置,所用原料是氨
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