化肥生产工艺流程.doc

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第十五章 化肥生产
采用化学方法生产的含有氮、磷、钾等元素的肥料统称为化肥。主要的产品有氮肥、磷肥和钾肥。此外还有含有多种成分的复XX料、混XX料与微量肥料等。
化肥生产，尤其是氮肥生产是一个复杂的连续化的工艺生产过程，需要在密闭的系统内，在高温、高压的条件下进行。其设备、管道繁多；原料、中间产品、成品多具有易燃、易爆性质，有的还具有腐蚀性和毒性。因此，化肥生产与其储运工作必须注意安全防火。
氮肥生产
在各类化肥中，氮肥产量居第一位，氮肥工厂星罗棋布，多数县、市都有氮肥厂。氮肥生产火灾爆炸危险性也最大。
氮肥生产就是将空气中游离态氮转变成化合态氮的过程，所以也常成为“氮的固定”。
一、氮肥生产流程
氮肥生产流程可概括为以下四个步骤：
造气—将原料制备成主要含有氢、氮气体的原料气。
精制—将原料气中氢、氮以外的杂质去除，使原料气得到精纯。
压缩与合成—将较为纯净的氮、氢比例为1：3的氮氢混合气体压缩到高压状态，在催化剂和高温的作用下合成为氨。
氨加工—将氨经进一步加工得氮肥。
前三步常称为氨的合成。经进一步加工制得的成品如硝酸铵、尿素等都是化肥。
从安全防火考虑，氮肥生产中以硝酸铵的生产过程最为典型，其他种类氮肥的火灾危险性与防火要求可以参照。
以固体、液体燃料为原料制造硝酸铵的工艺流程如图所示。
氮肥的生产总流程如表所示。
氮肥生产总流程： 脱硫
原料准备 变换
造气 水洗
氨的合成 精制 铜洗
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压缩 碱洗
氮肥生产 合成 甲烷化
氨水
氨的加工 硝酸铵
尿素
氨合成的工艺流程图：
空气 水蒸汽 硫或硫化物 水蒸汽
固体原料
或液体原料 造气 半水煤气 脱硫 半水煤 压缩一二三段 变换 变换气 变脱
精脱脱碳 甲烷化 压缩四五六段 合成 氨
硝酸铵的生产工艺流程图如下：
氨气 氧 化 稀硝酸 中和 硝酸铵液 后处理 成品
空气 水
二、原料准备
现在，氮肥生产多采用天然气、炼厂气、焦炉气、重油和煤和焦碳等气体、液体和固体原料。
(一)固体原料
主要有块状焦炭、无烟煤和其他物质制成的煤球等。这类原料虽属于丙类火灾危险性，但在运输、粉碎、筛分等过程中极易产生粉尘、四处飞扬。当空气中的粉尘浓度达到200~300g/m3时，遇明火、猛烈摩擦或雷击等因素，很容易引起爆炸和燃烧，而且爆炸强度很高。因此，要防止粉尘的积存和飞扬。运输和处理固体原料的设备应尽可能做到密闭。处理固体燃料的厂房要设排风除尘设备和水喷装置，以利除尘和增加空气中的湿度。要加强生产管理，做到每班清除积尘。厂房应为一、二级耐火等级的建筑。
在使用粉煤气化造气的工厂，因储煤与煤气发生炉相通，煤斗内需通入压力大于发生炉内压力的氮气进行保护。若氮气压力不足或供应中断，发生炉内的高温煤气或明火会进入储煤斗，使储煤斗内着火，甚至爆炸。故应分别设置压力指示仪表和储煤斗内压力下降报警装置，以与使发生炉自动放空以降低炉内压力的连锁装置，以保证煤气不进入储煤斗。
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（二）本节消防要求
厂房应为一、二级耐火等级的建筑，采用外开式门窗，房顶必须设置一定数量的天窗，便于气体流通和有毒气体泄露。
如储煤斗内着火，应先加大氮气量，再通过水蒸汽灭火，但不可用灌水方法扑救，以防水流入煤气发生炉，引起爆炸事故。储煤斗上还应装防爆膜，以防止爆炸。
储存固体燃料的露天或半露天堆场，应设在水源充足的地方，并设消防设施，固体燃料，尤其是煤极易在夏季发生自燃现象，所以要在日常管理中注意通风降温，以防自燃。
在输煤过程中为了降低粉尘飞扬应适当给予加水喷淋增湿，以保证作业现场符合职业卫生和煤尘爆炸。
本工序应设置一定数量的消防栓和消防带，配备一定数量的灭火器材和防护器材。在输煤楼料仓上口处应设置可燃气体、有毒气体自动报警装置。
三、造气
造气是把煤、焦炭、重油、天然气等含碳燃料在煤气发生炉中进行加工，于高温下与空气和水蒸汽进行气化反应，制得供合成氨用的原料气—半水煤气。半水煤气主要成分有一氧化碳、氢、氮、二氧化碳与甲烷等气体。因为这种煤气