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氨合成工艺技术的新进展

氨合成工艺技术的新进展
氨合成工艺技术的新进展

合成氨工艺流程简述

合成氨工艺流程简述 1、粘结剂制备 先将水加入到粘结剂提取罐内,然后向罐内微通蒸汽,加热温度应≤40℃,开动搅拌机在不断搅拌的情况下投入液体烧碱(30%Na0H),待碱液温度达一定时继续搅拌,投入筛好的褐煤(含腐植酸约35%),含量低的褐煤应适当多投,可根据腐植酸含量高低而调整加入量,边投料边通蒸汽,同时不停搅拌,此时由于化学反应而放出热量产生少量气体、液位有所升高,为防止冒槽现象应酌情减少蒸汽加入量,维护反应温度,时间约2小时反应基本完全,可取少量提取液检查,其颜色为黑褐色,有粘结性,用母指和食指捏后拉开有连丝,冷却后粘结性增大,流动性变差,视为提出制液结束。此时停蒸汽,不停搅拌待用。 2、原料煤的粉碎和粘结剂的加入 原料煤先送入一级粉碎机,粉至3毫米以下,后经皮带机送入鼠笼粉碎机粉至1毫米以下,经皮带机送入双轴搅拌机内,此时由操作工视其送入的煤量酌情控制加液阀加入已提取好的粘结剂,在双轴搅拌机内不断的搅拌推进混匀后落入斜皮带机,送至分仓平皮带机,分仓堆沤备用(粘结剂的加入量是根据经验判断掌握调节,一般加液后的煤屑用手抓一把捏得拢,两指能捏散较为合适)。 3、煤棒制备 沤化合格的原料煤送煤棒机挤压成型后经皮带机输送到煤棒烘干炉中,利用吹风气回收锅炉的尾气(温度~160℃)将煤棒烘干,再经皮带机输送到造气车间供造气炉制取半水煤气用。 4、半水煤气制取 以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与煤棒中的炭作用,通过固定床(造气炉)蓄热间歇制气法得到半水煤气,根据氨合成必需的氢、氮气体比例调整空气和蒸汽加入量,保证合成氨系统的循环氢含量,造气过程由微机控制,分为五个阶段: ①吹风 ②上吹制气 ③下吹制气 ④二次上吹

合成氨工艺流程

合成氨工艺流程标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器,除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,加压到~,送入脱硫塔,用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢,随后,气体经饱和塔进入热交换器,加热升温后进入一氧化碳变换炉,用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体,返回热交换器进行降温,并经热水塔的进一步降温后,进入变换器脱硫塔,以除去变换时产生的硫化氢。然后,气体进入二氧化碳吸收塔,用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段,升压到压缩机~后,依次进入铜洗塔和碱洗塔,使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20(ppm)以下,以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段,升压到~MPa进入滤油器,在此与循环压缩机来的循环气混合,经除油后,进入冷凝塔和氨冷器的管内,再进入冷凝塔的下部,分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间,与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下,将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中,约含氨10~20%,经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后,其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成,为了调节氢氮比,在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气,这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段:空气从煤气炉的底部吹入,使燃料燃烧,热量贮存于燃料中,为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段:从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽,和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段:将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入,生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段:水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层,将炉底残留的半水煤气排净,为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段:从炉底部吹入空气,所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源,并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程,然后重新转入吹风阶段,进入下一个循环。原料气的净化:除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质,将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗(脱除二氧化碳)、铜洗(脱除一氧化碳)、碱洗(脱除残余二氧化碳)等几个工段构成,主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫:原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀,而且能引起催化剂中毒,必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂,当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附,脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫,再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液,当含硫气体通过脱硫剂时,硫化物被液体剂吸收,除去气体中的绝大部分硫化氢。

-合成氨原料气的制备方法

年产五十万吨合成氨的原料气制备工艺筛选 合成氨生产工艺流程简介 合成氨因采用的工艺不同其生产流程也有一定的差别,但基本的生产过程都大同小异,基本上由原料气的生产、原料气的净化、合成气的压缩以及氨合成四个部分组成。 ●原料气的合成 固体燃料生产原料气:焦炭、煤 液体燃料生产原料气:石脑油、重油 气体燃料生产原料气:天然气 ●原料气的净化 CO变换 ●合成气的压缩 ●氨的合成 工业上因所用原料制备与净化方法不同,而组成不同的工艺流程,各种原料制氨的典型流程如下: 1)以焦炭(无烟煤)为原料的流程 50年代以前,世界上大多数合成氨厂采用哈伯-博施法流程。以焦炭为原料的吨氨能耗为88GJ,比理论能耗高4倍多。 我国在哈伯-博施流程基础上于50年代末60年代初开发了碳化工艺和三催化剂净化流程: ◆碳化工艺流程将加压水洗改用氨水脱除CO2得到的碳酸氢铵经结晶,分离后作 为产品。所以,流程的特点是气体净化与氨加工结合起来。 ◆三催化剂净化流程采用脱硫、低温变换及甲烷化三种催化剂来净化气体,以替代 传统的铜氨液洗涤工艺。 2)以天然气为原料的流程 天然气先要经过钴钼加氢催化剂将有机硫化物转化成无机硫,再用脱硫剂将硫含量脱除到以下,这样不仅保护了转化催化剂的正常使用,也为易受硫毒害的低温变换催化剂应用提供了条件。 3)以重油为原料的流程 以重油作为制氨原料时,采用部分氧化法造气。从气化炉出来的原料气先清除炭黑,经CO耐硫变换,低温甲醇洗和氮洗,再压缩和合成而得氨。 二、合成氨原料气的制备方法简述 天然气、油田气、炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤,都是生产合成氨的原料。除焦炭成分用C表示外,其他原料均可用C n H m来表示。它们呢在高温下与蒸汽作用生成以H2和CO为主要组分的粗原料气, 这些反应都应在高温条件下发生,而且为强吸热反应,工业生产中必须供给热量才能使其进行。 按原料不同分为如下几种制备方法: ●以煤为原料的合成氨工艺 各种工艺流程的区别主要在煤气化过程。 典型的大型煤气化工艺主要包括固定床碎煤加压气化工艺、德士古水煤浆加压气化工艺以及壳牌干煤粉加压气化工艺。 ①固定床碎煤气化

氨合成工艺技术方案讲解

4 工艺技术方案 4.1原料路线确定的原则和依据 建设大型化工装置必须有可靠的原料来源。原料路线的选择是合成氨装置设计的基础,原料选择的原则是质优价廉,供应长期稳定。 工业生产合成氨的原料气是氢气、氮气、一氧化碳,可以由生产合成气的一切原料制得,一般采用固体原料煤、焦,液体原料液态烃、石脑油、重油等,气体原料天然气、油田气、炼厂气、焦炉气等,目前以油、煤或天然气为原料制合成气的生产工艺都比较成熟,世界上都有工业化装置在运转。 上个世纪五十年代以前,世界上的合成氨工业大都是以煤、焦炭或焦炉气为原料。进入二十世纪七十年代,世界进入石油化工大发展的时期,发达国家几乎摒弃了煤化工的研发,随后,由于石油及天然气制氨工艺的发展,逐步取代了煤、焦。从技术角度来看,上述原料中以天然气最为理想。主要原因是天然气、石脑油为原料制取氨工艺技术简单,成本低,易于大型化。国际上主要以天然气和原油作原料,其中天然气占到90%左右。 由于石油、天然气资源相对匮乏,煤炭资源较为丰富,从能源结构、来源和原料价格等方面考虑,本项目采用以煤制取合成氨的原料路线。 以煤为原料生产合成氨,每一种生产工艺技术对煤质有不同的要求,合成氨装置原料路线选择还应根据各种煤的特性选择不同的生产工艺进行经济比较才能确定,既要原料价格低廉,生产成本尽可能低,还要尽可能降低投资,也就是说,原料路线的选择应与工艺路线的选择同时进行。 4.2国际技术概况 目前国际上以煤为原料的合成氨生产气化工艺多采用加压连续气化,主要有鲁奇炉、德士古炉、壳牌炉;净化工艺多采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、低温液氮洗精制工艺;合成采用低压合成;压缩均采用离心式压缩机。 合成氨的技术进步主要表现在装置的大型化和节能降耗,以降低单位产品的建设投资和生产成本,获得最大的经济效益。 合成氨装置的单系列生产规模从上世纪50年代初的日产200吨到六十年代日产1000吨至今已发展到日产2000吨以上。 合成氨的能耗与所使用的原料、投资、规模有非常大的关系。大型装置以天

30万吨合成氨项目实施建议书

30万吨合成氨联产尿素 项目建议书 湖滨区大项目办公室 2006年9月27日 1总论 一、工艺技术状况 来自厂的焦炉煤气,压力300mmH2O柱,温度35℃,进入罗茨鼓风机,加压后依次进入两台串联的脱硫塔与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触,吸收气体中的H2S及部分有机硫,出塔后经气液分离器分离液体后,至焦炉气压缩工序。 吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后,由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器,经再生喷

射器与自吸空气混合,进行强化氧化反应,然后进入喷射再生槽,这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上,在再生槽顶部,浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽,再由空压罐压送至硫泡沫高位槽,用蒸汽加热至85℃左右,自流入熔硫釜,继续用蒸汽加热至95℃左右,不断排出清液,待浓度达到45%左右时,加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘,自然冷却后得副产品硫磺。 从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽,经贫液泵加压至0.5MPa后,分两股进入脱硫塔。 脱硫过程中所消耗的碱,以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂,均在溶液制备槽配制成溶液后,用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。 当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后,从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。 来自贫液泵后的贫脱硫液,流入回收楼的母液槽,由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩,待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器,热过滤除Na2CO3等杂质。滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收,滤液至结晶槽用夹套冷却水(冷冻水)冷至5℃左右,加入同质晶种使其结晶,最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。 分离得到Na2S2O3的滤液(或NaCNS/Na2 S2O3>5的脱硫清液)经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器,用蒸汽加热浓缩,待

合成氨工艺流程

工艺流程说明: 将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器,除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,加压到1.9~2.0Mpa,送入脱硫塔,用A.D.A.溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢,随后,气体经饱和塔进入热交换器,加热升温后进入一氧化碳变换炉,用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体,返回热交换器进行降温,并经热水塔的进一步降温后,进入变换器脱硫塔,以除去变换时产生的硫化氢。然后,气体进入二氧化碳吸收塔,用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段,升压到压缩机12.09~13.0Mpa后,依次进入铜洗塔和碱洗塔,使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20(ppm)以下,以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段,升压到30.0~32.0 MPa进入滤油器,在此与循环压缩机来的循环气混合,经除油后,进入冷凝塔和氨冷器的管内,再进入冷凝塔的下部,分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间,与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下,将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中,约含氨10~20%,经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后,其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成,为了调节氢氮比,在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气,这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段:空气从煤气炉的底部吹入,使燃料燃烧,热量贮存于燃料中,为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。 上吹制气阶段:从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽,和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段:将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入,生成的半水煤气由炉底引出。 二次上吹制气阶段:水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层,将炉底残留的半水煤气排净,为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段:从炉底部吹入空气,所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源,并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程,然后重新转入吹风阶段,进入下一个循环。原料气的净化:除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质,将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗(脱除二氧化碳)、铜洗(脱除一氧化碳)、碱洗(脱除残余二氧化碳)等几个工段构成,主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫:原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀,而且能引起催化剂中毒,必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂,当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附,脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫,再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液,当含硫气体通过脱硫剂时,硫化物被液体剂吸收,除去气体中的绝大部分硫化氢。 CO变换:一氧化碳对氨催化剂有毒害,因此在原料气进入合成氨工序之前必须将一氧

合成氨工作原理与工艺流程

合成氨工作原理与工艺流程 摘要:氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的,其反应式为3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩... 合成氨工艺包括:往复循环机工艺流程,透平循环机工艺流程,合成塔工艺流程。一.往复循环机工艺流程经合成反应,水冷器冷却、氨分离器分离后的混合气体,进入循环机气缸压缩提高压力,再送入系统与新鲜气混合进入合成塔。 关键词:氨工作;原理;工艺流程 Abstract: The basic principle of ammonia synthesis, ammonia by gaseous hydrogen and nitrogen in ammonia catalyst under reaction, the reaction equation: 3H2+N2 =2NH3 + heat which is a reversible exothermic, volume shrinkage... In synthetic ammonia process includes: reciprocating circulation machine process, turbine circulation machine process, synthetic tower process. Key words: ammonia; principle; technical process 一、氨合成的基本原理 氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的,其反应式为:3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩小的反应,对其反应机理存在着不同的观点,一般认为:氮在铁催化剂上被活性吸附,离解为氮原子,然后逐步加氢,连续生成NH、NH2和NH3。即: N2(扩散)→2N(吸附)→2NH(吸附)→2NH2(吸附)→ 2NH3(脱附)→2NH3(扩散到气相)由质量作用定律和平衡移动原理可知:1.温度升高,不利于反应平衡而有利于反应速度。2.压力愈高愈有利于反应平衡和速度。3.氢氮气(比例3:1)含量越高越有利于反应和速度。4.触媒不影响反应平衡,但可以加快反应速度。 二、温度对氨合成反应的影响 1、氨合成反应是一个可逆放热反应。当反应温度升高时,平衡向着氨的分解方向移动;温度降低反应向着氨的生成方向移动。因此,从平衡观点来看,要使氨的平衡产率高,应该采取较低的反应温度。 2、但是从化学反应速度的观点来看,提高温度总能使反应的速度加快,这是因为温度升高分子的运动加快,分子间碰撞的机率增加,同时又使化合时分子克服阻力的能力加大,从而增加分子有效结合的机率。 3、总之,温度低时,反应有利于向合成氨的方向进行,但是氨合成的反应

合成氨的工艺流程 (1)

合成氨工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下: N2+3H2≒2NH3 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 1.合成氨的工艺流程 (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。(2)净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下:CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ② 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA法等。 4

(工艺技术)合成氨工艺简介

合成氨工艺控制方案总结 一合成氨工艺简介 中小型氮肥厂是以煤为主要原料,采用固定层间歇气化法制造合成氨原料气。从原料气的制备、净化到氨的合成,经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。工艺流程简图如下所示: 该装置主要的控制回路有:(1)洗涤塔液位; (2)洗涤气流量; (3)合成塔触媒温度; (4)中置锅炉液位; (5)中置锅炉压力; (6)冷凝塔液位; (7)分离器液位; (8)蒸发器液位。 其中触媒温度控制可采用全系数法自适应控制,其他回路采用PID控制。 二主要控制方案 (一)造气工段控制 工艺简介: 固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料,周期循环操作,在每一循环时间里具体分为五个阶段;(1)吹风阶段约37s;(2)上吹阶段约39s;(3)下吹阶段约56s;(4)二上吹阶段约12s;(5)吹净阶段约6s. l、吹风阶段 此阶段是为了提高炉温为制气作准备的。这一阶段时间的长短决定炉温的高低, 时间过长,炉温过高;时间过短,炉温偏低并且都影响发气量,炉温主要由这一阶段控制。般工艺要求此阶段的操作时间约为整个循环周期的18%左右。 2、上吹加氮制气阶段 在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。空气的加入增加了气体中的氮气含量,是调节H2/N2的主要手段。但是为了保证造气炉的安全该段时间最多不超过整个循环周期的26%。 3、上吹制气阶段 该阶段与上吹加氯制气总时间为整个循环的32%,随着上吹制气的进行下部炉温逐渐下降,为了保证炉况和提高发气量,在此阶段蒸汽的流量最好能得以控制。 4、下吹制气阶段 为了充分地利用炉顶部高温、提高发气量,下吹制气也是很重要的一个阶段。这段时间

氨的合成工艺

氨的合成工艺 摘要:目前,合成氨的反应机理,是先利用氮分子在铁催化剂的表面进行化学吸附,减弱氮原子间的化学键,然后让化学吸附的氢原子与表面上的氮分子不断地作用,在催化剂表面生成—NH、—NH2及NH3,最后让氨分子在表面上脱吸生成气态的氨。关键词:合成氨无机化工净化过程催化机理 氨是无机化工中的重要产品,在工农业生产中占有重要位置。农业生产上使用的氮肥,都是以氨为原料生产的。由于合成氨的广泛使用,使氨成为大宗的化工产品,现在世界上每年的合成氨产量已经超过1亿吨,其中的有80%氨用来生产化肥,20%用作其它的化工产品原料。所谓合成氨是指将氮和氢在高温高压环境下利用催化剂直接合成的氨,分子式为NH3。世界上的氨绝大部分是合成氨,只有少量是从焦炉气中回收来的。 合成氨的原料分为气体原料、液体原料和固体原料。经过百年的研究发展,合成氨技术日臻成熟,形成了很多种不同的工艺流程,这些工艺都是由三个基本部分组成,分为原料气的制备过程、净化过程和氨的合成过程。 一、工艺流程 (一)合成氨的工艺流程 1.原料气制备。首先利用天然气和煤等原料制成含氮和氢的粗原料气。一般情况下固体原料煤和焦炭,采用气化方法制成合成气;渣油则采用非催化部分氧化方法得到合成气;而石脑油和气态烃类是利用二段蒸汽转化法制得合成气 。 2.净化。将粗原料气再进行净化处理,除去杂质气体。该过程主要有变换过程、脱硫脱碳过程和气体精制过程三步。 (1)一氧化碳变换过程 在合成氨的生产中,各种方法的原料气都含有CO,所占的比例在12%~40%。而CO在合成氨生产中是无用的,所以,要除去原料气中的CO,保留氢和氮。具体变换过程如下: CO+H2O→H2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ CO在变换过程中会释放很多热量,必须采取分段进行的方式以利于反应热的回收利用。第一步是高温变换,让大部分CO变换为H2 和CO2;第二步是低温变换,

合成氨的工艺流程复习过程

合成氨的工艺流程

合成氨的工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利,即“循环法”,在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下: N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温,高压",下为:"催化剂") 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 合成氨是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名:氨气。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。 1.合成氨装置模型图:

工业生产上合成氨装置图 2、合成氨工艺流程叙述: (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ①一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为 12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下: CO+H2OH→2+CO2 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ②脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第

合成氨工艺

合成氨工艺 合成氨的介绍 基本简介: 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。

贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。直接合成氨。于1908年申请专利,即“循环法”,在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。 合成氨反应式如下:N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:“高温高压”,下为:“催化剂”) 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1 亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产

合成氨生产工艺介绍

1、合成氨生产工艺介绍 1)造气工段 造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应,主要过程为吹风和制气。具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内,先鼓入空气,提高炉温,然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温,最后送入半水煤气气柜。 造气工艺流程示意图 2)脱硫工段 煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相,它不仅会腐蚀工艺管道和设备,而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒,因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔,脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。脱硫液再生后循环使用。

脱硫工艺流程图 3)变换工段 变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应,生成CO2和H2。河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿,并补充蒸汽后,经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后,进入低变炉,反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。

变换工艺流程图 4)变换气脱硫与脱碳 经变换后,气体中的有机硫转化为H2S,需要进行二次脱硫,使气体中的硫含量在25mg/m3。脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除,对气体进行净化,河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气,进入水分离器,分离出来的水排到地沟。变换气进入吸附塔进行吸附,吸附后送往精脱硫工段。 被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下,将从吸附塔下端释放出来,这部分气体称为解析气,解析气分两步减压脱附,其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收,低于常 压的解吸气经阻火器排入大气。

合成氨工艺流程

将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器,除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段,加压到1.9~2.0Mpa,送入脱硫塔,用A.D.A.溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢,随后,气体经饱和塔进入热交换器,加热升温后进入一氧化碳变换炉,用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体,返回热交换器进行降温,并经热水塔的进一步降温后,进入变换器脱硫塔,以除去变换时产生的硫化氢。然后,气体进入二氧化碳吸收塔,用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段,升压到压缩机12.09~13.0Mpa后,依次进入铜洗塔和碱洗塔,使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20(ppm)以下,以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段,升压到30.0~32.0 MPa进入滤油器,在此与循环压缩机来的循环气混合,经除油后,进入冷凝塔和氨冷器的管内,再进入冷凝塔的下部,分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间,与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下,将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中,约含氨10~20%,经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后,其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤(或焦炭)由炉顶加入固定床层煤气发生炉中,并交替向炉内通入空气和水蒸汽,燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成,为了调节氢氮比,在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气,这个过程通常称为吹风回收。吹风阶段:空气从煤气炉的底部吹入,使燃料燃烧,热量贮存于燃料中,为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段:从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽,和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段:将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入,生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段:水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层,将炉底残留的半水煤气排净,为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段:从炉底部吹入空气,所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源,并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程,然后重新转入吹风阶段,进入下一个循环。原料气的净化:除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质,将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗(脱除二氧化碳)、铜洗(脱除一氧化碳)、碱洗(脱除残余二氧化碳)等几个工段构成,主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫:原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀,而且能引起催化剂中毒,必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂,当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附,脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫,再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液,当含硫气体通过脱硫剂时,硫化物被液体剂吸收,除去气体中的绝大部分硫化氢。 CO变换:一氧化碳对氨催化剂有毒害,因此在原料气进入合成氨工序之前必须将一氧化碳彻底清除。除去一氧化碳的方法,工业上采用两段法。第一步是把一氧化碳与水蒸汽作用生成氢和二氧化碳;第二步采用铜氨液洗涤法,液氨洗涤法或甲烷化法除去变换中残余的

煤为原料的合成氨工艺流程简图

以煤为原料的合成氨工艺 煤合成氨工艺的核心问题是制备纯净的氢气,而制备纯净的氢气,就涉及到脱硫脱碳工序!含硫、含碳的气体,都是酸性气体! C+H 2O(水蒸气)=CO+H 2 (水煤气法) CO+H 2 O=CO 2 +H 2 拥有氢气与氮气,即可制得氨。 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵(简称甲铵),进一步脱水生成尿素! 2NH 3+CO 2 ==COONH 2 NH 4 (放热),COONH 2 NH 4 ==CO(NH 2 ) 2 +H 2 O(吸热)。 尿素加热分解可以制成三聚氰胺 6CO(NH 2) 2 ==C 3 N 3 (NH 2 ) 3 (三聚氰胺)+3CO 2 +6NH 3。 工艺流程 (1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化 对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ①一氧化碳变换过程 在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12% 到40%。合成氨需要的两种组分是H 2和N 2 ,因此需要除去合成气中的CO。变换 反是: CO+H 2O→H 2 +CO 2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制 变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO 2和H 2 ;第 二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。 ②脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法

氨合成工艺技术方案

氨合成工艺技术方案

4 工艺技术方案 4.1原料路线确定的原则和依据 建设大型化工装置必须有可靠的原料来源。原料路线的选择是合成氨装置设计的基础,原料选择的原则是质优价廉,供应长期稳定。 工业生产合成氨的原料气是氢气、氮气、一氧化碳,可以由生产合成气的一切原料制得,一般采用固体原料煤、焦,液体原料液态烃、石脑油、重油等,气体原料天然气、油田气、炼厂气、焦炉气等,目前以油、煤或天然气为原料制合成气的生产工艺都比较成熟,世界上都有工业化装置在运转。 上个世纪五十年代以前,世界上的合成氨工业大都是以煤、焦炭或焦炉气为原料。进入二十世纪七十年代,世界进入石油化工大发展的时期,发达国家几乎摒弃了煤化工的研发,随后,由于石油及天然气制氨工艺的发展,逐步取代了煤、焦。从技术角度来看,上述原料中以天然气最为理想。主要原因是天然气、石脑油为原料制取氨工艺技术简单,成本低,易于大型化。国际上主要以天然气和原油作原料,其中天然气占到90%左右。 由于石油、天然气资源相对匮乏,煤炭资源较为丰富,从能源结构、来源和原料价格等方面考虑,本项目采用以煤制取合成氨的原料路线。 以煤为原料生产合成氨,每一种生产工艺技术对煤质有不同的要求,合成氨装置原料路线选择还应根据各种煤的特性选择不同的生产工艺进行经济比较才能确定,既要原料价格低廉,生产成本尽可能低,还要尽可能降低投资,也就是说,原料路线的选择应与工艺路线的选择同时进行。 4.2国际技术概况 目前国际上以煤为原料的合成氨生产气化工艺多采用加压连续气化,主要有鲁奇炉、德士古炉、壳牌炉;净化工艺多采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、低温液氮洗精制工艺;合成采用低压合成;压缩均采用离心式压缩机。 合成氨的技术进步主要表现在装置的大型化和节能降耗,以降低单位产品的建设投资和生产成本,获得最大的经济效益。 合成氨装置的单系列生产规模从上世纪50年代初的日产200吨到六十年代日产1000吨至今已发展到日产2000吨以上。 合成氨的能耗与所使用的原料、投资、规模有非常大的关系。大型装置以

合成氨工艺流程

合成氨工艺流程 在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下,N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后,将余料在送回反应器进行反应, 合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。 合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料 生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。 贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运 合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年, 6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准. 1. 工艺路线: 以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是: 造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1,2工段-> 变换-> 变换气脱硫->压缩机3段-> 脱硫->压缩机4,5工段-> 铜洗-> 压缩机6段-> 氨合成-> 产品NH3 采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下: 造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH3 2. 技术指标: (1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm

年产8万吨合成氨合成工段工艺的设计

(前面应该编写个目录) 年产8万吨合成氨合成工段设计 设计说明书 1 总论 氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户,世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料,这部分约占70 %的比例,称之为“化肥氨”;同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料,这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。 世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。 (1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主,开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实

现“等压合成”。 (2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。 实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。 提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术,包括工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。 1.1设计任务的依据 设计任务书是项目设计的目的和依据: 产量:80 kt/a 液氨 放空气(惰性气Ar +CH4):17% 原料:新鲜补充气N2 24%,H2 74.5 %,Ar 0.3%,CH4 1.2% 合成塔进出口氨浓度:2.5%,13.2% 放空气:(惰性气Ar +CH4 )~17% 合成塔操作压力 32 MPa(绝压) 精练气温度 40℃ 水冷器出口气体温度 35 ℃ 循环机进出口压差 1.47MPa 年工作日 310 d

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