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富甲醇经降压闪蒸后得到闪蒸气相(主要是H2、CO和少量H2S)和富含大量H2S的甲醇，闪蒸气相进入原料气循环使用，而塔底富含大量H2S的甲醇进入硫化氢再生塔，在此加热煮沸富甲醇使甲醇完全再生，塔底贫甲醇经换热冷却后进入CO2再生塔，为CO2解吸提供甲醇蒸汽。第二吸收塔T2塔底出来的富甲醇经降压闪蒸后得到闪蒸气相(主要是H2、CO和少量CO2)和富含大量(CO2的甲醇，闪蒸气相进入原料气循环使用，富含大量CO2的甲醇进入CO2再生塔上塔，用氮气汽提再生。CO2气体从CO2再生塔上塔塔顶出来被回收，塔底贫甲醇一部分进入第一吸收塔T1作为吸收剂使用，另一部分甲醇进入CO2再生塔下塔。来自CO2再生塔下塔塔底的贫甲醇进入第二吸收塔T2顶部。
图1.2 原料气中H2S和CO2的低温甲醇洗流程图
贵州大学本科毕业设计 1.6.4精制
经变换工序和脱碳工序后的原料气中尚含有少量的一氧化碳和二氧化碳。为了防止过量的一氧化碳和二氧化碳对氨合成催化剂的毒害，在将原料气送往合成系统以前，必须对其作最后的净化处理，通常将此过程称之为原料气的“精制”。工业生产上一般有以下几种精制方法：铜氨液洗涤法、甲烷化法、液氮洗涤法、以及近年来开发成功的新技术——醇烃化工艺。 ㈠精制方法介绍及选择
a.铜氨液洗涤法：铜洗法精制原料气方法消耗高，主要表现在运行、维修、操作费用高，物料消耗大，铜液在净化过程吸收了CO和CO2，同时亦溶解了原料气H2，致使原料气耗损，这是不可取的。即使设置了再生回收，仍然存在着气体的损失，且精制度较低。铜洗法精制原料气方法还有个最大的缺陷就在于环境污染严重，不符合设计环保要求。
b.甲烷化法：用甲烷化脱除原料气中的CO和CO2可大幅度简化生产流程，降低建设和操作费用，操作也较平稳，运行费用不足铜洗的20%，占地面积也较铜洗装置要少。该法存在的不足之处也是会损耗原料气H2，而且甲烷化后甲烷含量增加，造成氨合成放空量增大，甲烷化还要求变换中CO含量<0.3%，(CO+CO2)<0.7%，以控制催化剂床层的温度，(CO+CO2)含量指标的要求对以煤为原料固定层气化的中小氮肥较为苛刻，所以较难普及。
c.液氮洗涤法：液氮洗涤法的不仅能脱除CO和CO2，还能脱除CH4和Ar，但是由于此方法需要液氮，选用该技术时必须考虑液氮的来源。通常与设有空气分离装置的重油部分气化、烟煤加压气化制备合成气的工艺技术结合使用，以获得充足的液体氮来源。本设计采用以煤为原料的富氧连续气化技术，而液氮洗涤法需要富氧气化制气，与设计相符。
d.醇烃化工艺法：醇烃化工艺技术是将合成氨原料气的精制分两步进行。首先将CO和CO2进行甲醇化，使原料气进一步精制，然后将CO和CO2进行甲烷化，以达到原料气的最终精制。作为原料气进一步精制的甲醇化工艺，醇化后气体中CO和CO2的含量越少，甲烷化工艺的H2消耗越少，甲烷化后气体中的CH4才会越少，从而越有利于氨的合成。在保持触媒在最佳的活性范围条件下，甲醇
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合成反应的系统压力越高，越有利于提高甲醇的合成率，降低醇化后气体中CO和CO2的含量。高压(31.4MPa)甲醇合成CO单程转化率达到90%以上，醇后出口气体中CO+CO2含量体积分数小于200×10-6。原料气体中这样低的CO+CO2含量，使甲烷化反应原料气中的H2气几乎不被消耗，而CH4几乎没有增加，充分显示出高压醇化精制气体的优势。这种精制工艺技术克服了甲烷化工艺对原料气变换和脱碳工艺过程要求CO和CO2体积分数必须小于0.7%的缺点，可以降低因深度变换和深度脱碳引起的蒸汽消耗，使变换和脱碳的工艺过程控制更为宽松和容易，提高了总氨(含甲醇)生产过程总体的经济性。
考虑到铜氨法污染环境大以及诸多缺点，不采用此法；本设计采用固定床富氧连续技术制气，脱硫、脱碳采用低温甲醇法，当低温甲醇洗法脱除H2S、CO2与液氮洗脱除CO、CH4联合使用时，显得更加合理，当经甲醇洗净化后的气体温度在－63℃下进入液氮洗时（5.2MPa），液氮洗系统冷量可以自身平衡更加节省冷冻过程的动力消耗，采用需要富氧制气的液氮洗涤法精制原料气。综合考虑后，本设计采用液氮洗涤法精制原料气。采用低温甲醇洗和液氮洗进行气体精制，一次性将气体中所有杂质包括H2S、CO2、CO、Ar、CH4等全部脱除，合成新鲜气中的惰性气含量小于10ppm，且不含水。由于气体精制程度很高，因而在合成回路中无弛放气，减少了气体损失，压缩功耗也较低。
液氮洗涤法工艺特点
?液氮洗涤法原理：液氮洗涤工艺是基于混合气体中各组分在不同的气体分压下冷凝的温度不同，混合气体中各组分在相同的溶液中溶解度不同，使混合气体中需分离的某种气体冷凝和溶解在所选择的溶液中，而得以从混合气体中分离。利用CO等惰性气体具有比氮的沸点高且易溶解于液态氮的特性液氮洗涤为物理过程以液氮为洗涤剂CO冷凝在液氮中而部分液氮蒸发到气相中作为合成氨的原料气。
?工艺流程介绍：从低温甲醇洗工序来的原料气首先进入分子筛吸附器的一组，将CO2、CH3OH、H2O等杂质除去后进入铝合金板翅式换热器E2，与液氮洗涤塔顶部来的净化气、塔底液以及闪蒸气回收氢逆流换热，冷却到一定温度后进入铝合金板翅式换热器E3继续冷却，换热后的气体进入液氮洗涤塔底部。在液氮洗涤塔中原料气用液氮洗涤，气体中CO、CH4、Ar等杂质被液氮溶解后得
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到精制气，从液氮洗涤塔顶出来经E3换热后，用比例调节方式对其进行粗配氮，然后进入E2回收冷量。换热到一定温度后分为两路，一路去甲醇洗工序回收冷量，然后返回液氮洗系统；另一路则经氮气冷却器E1换热后，与从甲醇洗工序回来的另一路汇合，一起送往氨合成压缩机加压后去氨合成工序。从空分来的压力（绝压）为3900KPa，温度为40℃的中压氮气经E1与E2冷却后分成两路，一路经减压膨胀后对精制气进行粗配氮并补充冷量，另一路进入E3冷却成液氮进入液氮洗涤塔作洗涤液用。
液氮洗涤塔塔底液减压至绝压1150KPa进入分离罐V1进行气液分离。分离后的气相经E3、E2、E1回收冷量，然后至甲醇洗工序循环气压缩机回收氢。分离后的液相则减压至420KPa与补充液氮混合后进入分离罐V2，分离后的气相、液相经E3回收冷量后混合，然后再经E2和E1回收冷量后，进入燃料气系统。液氮洗净化系统工艺流程如图1.3所示。
图1.3 液氮洗进化工艺流程图
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1.7氨合成
氨的合成为提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程中的核心部分。氨合成反应是在较高压力和催化剂存在下进行的。由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%～20%，故采用分离氨后的氢氮气体循环的回路流程。 （1）氨合成催化剂
长期以来，人们对氨合成催化剂作了大量的研究工作，发现对氨合成有活性的一系列金属为Os，U， Fe，Mo，Mn，W等，其中以铁为主体并添加有促进剂的铁系催化剂，价廉易得，活性良好，使用寿命长，从而获得了广泛应用。
（2）工艺参数的选择
① 温度：氨合成反应温度，一般控制在400℃～500℃之间，催化剂床层的进口温度比较低，大于或等于催化剂使用温度的下限，依靠反应热床层温度迅速提高，而后温度再逐渐降低。
② 压力：从化学平衡和化学反应速率的角度看，提高操作压力是有利的。合成装置的生产能力随压力提高而增加，而且压力高时，氨分离流程可以简化。从能量消耗和综合费用分析，可以认为30MPa左右仍是氨合成比较适宜的操作压力。
③ 空间速度：当操作压力及进塔气体组成一定时，对于既定结构的氨合成塔，提高空速，出口气体的氨含量下降即氨净值降低。但增加空速，合成塔的生产强度有所提高。一般操作压力为30MPa的中压法合成氨，空速在20000～30000/h之间，氨净值10%～15%。
(3)工艺流程的选择
由于氨的合成反应是个可逆反应，氨的转化率不高，需要一个循环系统。出合成氨塔的气体是含有氨、氢气、氮气等的混合气体，要得到较纯净的氨还需要个氨分离器。合成氨后，气体的压力降低，要将循环回的氢气和氮气压缩后再与新鲜原料气混合进入合成塔，氨合成反应放出了大量热量，将这部分热量回收可以节能降耗。到氨合成这一工序时，虽然原料气经过几道净化，难免还会夹带些惰性气体，需要将其排放，以免积累给设备和压缩系统造成不必要的负担。