以一氧化碳和氢为原料合成的生产技术始于20世纪20年代。到50年代末,我国已掌握了和合成催化剂的制备技术。60年代未,我国又实现了合成氨和合成的联合生产(简称联醇),联醇技术降低了合成氨和的生产成本。20世纪60年代,世界上,低压法合成新工艺技术实现了工业化。低压法由于其能耗低,逐步取代了原来的高压法合成工艺,并得到了快速发展。80年代初,我国研制的低压合成催化剂已达到国际水平。
联醇工艺技术是合成氨生产过程中,利用合成氨原料气中一氧化碳、二氧化碳与氢气同时生产。联醇工艺技术由于生产方式灵活、工艺简单、原料利用率高、成本低、效益好,在我国中型合成氨装置得到普遍的推广。
生产一般以天然气、轻油、重油、煤及某些加工过程中产生的尾气为原料。制得的原料气通过净化,得到一氧化碳、二氧化碳与氢气,经合成生成。典型的流程包括原料气制备、原料气净化、合成和粗精馏等工序。
装置生产工艺所采用的原料气制备与净化工艺,与合成氨装置相同或相类似。原料气制备工艺类型一般有:煤(焦)固定床气化工艺;煤(焦)气流床气化工艺;渣油、水煤浆部分氧化制气工艺;烃类(轻油、天然气)蒸汽转化制气工艺。气体净化工艺类型也与合成氨原料气净化工艺类型相同,一般根据原料气的组成不同而采用不同的脱硫、变换、脱碳工艺技术。的合成工艺类型主要有高压法和低压两种:前者操作温度300-400℃,操作压力30-50MPa(表);后者操作温度220-250℃,操作压力5.0—8.0MPa(表)。合成塔类型:按气体流向分有轴向塔和径向塔;按床层换热方式分有内部换热式、中间换热式和中间冷凝式。精馏有常压法和加压法,以及双塔精馏和三塔精馏两种流程。
低压法合成工艺技术目前发展的方向是:采用活性高、转化率高、选择性好的合成催化剂;采用温差小、阻力小、反应温度易控制、热能回收率高的均温型合成塔;并不断提高热量利用率和合成气利用率,向低能耗方向发展。