合成车间工艺简介

年产50万吨PET⽣产车间的⼯艺设计年产50万吨PET⽣产车间的⼯艺设计摘要本设计是年产50万吨聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯（PET）车间合成⼯段初步设计。

本⽂对PET的研究，⽣产和应⽤进⾏了详细的概述，阐述了其在化学⼯业中的作⽤和地位。

并介绍了PET的制备⽅法和确定了PET的⽣产⼯艺。

在确定PET ⽣产⼯艺的基础上进⾏了物料衡算，设备选型和车间设计等过程。

⽂中还对供电、供⽔、采暖等⽅案进⾏了简单的阐述。

关键词：聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯，PET，酯交换法，反应釜选型⽬录摘要..................................................... I 1.. (1)1.1聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯（ＰＥＴ）的概述 (1)1.2聚酯⽣产技术进展 (1)1.3中国⽣产消费现状 (2)1.4 (3)1.5中国聚酯⼯业及与国外先进⽔平的差距 (4)2.聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯（PET）的特性与应⽤ (6)2.1特性 (6)2.2应⽤ (9)2.3聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯的改性品种 (10)2.3.1增强改性PET (10)2.3.2共混改性PET (10)2.3.3结晶改性PET (10)2.4聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯的成型加⼯ (10)2.4.1PET的加⼯特性 (10)2.4.2 PET的加⼯⽅法 (11)3.PET制备⽅法的简介和选取 (12)3.1酯交换缩聚法 (12)3.2直接酯化缩聚法 (13)3.3环氧⼄烷法 (13)3.4 PET合成⽅法的选取 (14)4.物料衡算 (15)4.1酯交换阶段 (15)4.1.1第⼀酯交换器R101物料衡算 (15)4.1.2第⼆酯交换器R102物料衡算 (16)4.1.3第三酯交换器R102物料衡算 (16)4.1.4 BHET储槽物料衡算 (17)4.2缩聚阶段 (18)4.2.1第⼀聚合釜R201物料衡算 (18)4.2.2第⼆聚合釜R202物料衡算 (19)4.2.3第⼆聚合釜R203物料衡算 (19)4.3切粒包装 (19)5关键设备的选型 (20)5.1釜的选型 (20)5.2 其他设备的选型 (20)6.车间设备布置设计 (21)6.1车间设备布置的原则 (21)6.1.1车间设备布置的原则 (21)6.1.2 车间设备平⾯布置的原则 (21)6.1.3 车间设⽴⾯布置的原则 (22)6.2车间设备布置 (22)6.2.1车间设备平⾯布置 (22)6.2.2车间设备⽴⾯布置 (22)7. 公⽤⼯程 (23)7.1供⽔ (23)7.2供电 (23)7.3供暖 (23)7.4 通风 (23)参考⽂献 (24)致谢 (25)1.1.1聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯（ＰＥＴ）的概述聚对苯⼆甲酸⼄⼆醇酯 (PET)为聚对苯⼆甲酸和⼄⼆醇直接酯化法或聚对苯⼆甲酸⼆甲酯与⼄⼆醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，英⽂名称Polyethyleneterephthalate，简称PET或PETP。

齐齐哈尔大学毕业设计(论文)题目年产6万吨2-丙基庚醇车间合成工段工艺初步设计学院化学与化学工程专业班级学生姓名指导教师成绩2013 年 6 月日摘要本课题是年产6万吨2-丙基庚醇车间合成工段工艺的初步设计。

第一论述了二丙基庚醇合成的意义与作用、国内外研究现状及进展前景，并简要介绍了二丙基庚醇的性质及合成方式，第二介绍了课题的设计背景、厂址选择和原料产品规格；通过国内外几种相关工艺的比较肯定本设计的工艺流程，对整个生产进程进行了物料衡算、热量衡算和Aspen plus模拟；对反映釜等主要设备进行了设备计算与选型，而且对车间设备进行了布置，对自动控制、安全和环境保护和公用工程进行了概述。

最后按照毕业设计的要求利用AutoCAD绘制戊醛缩合反映釜装配图和合成工段设备平立面布置图，手绘了带控制点的工艺流程图，而且完成了20 000字的毕业设计说明书。

关键词：初步设计；合成工段；2-丙基庚醇；衡算AbstractThe preliminary design of workshop of the synthesis section of 60,000 tons annual production capacity of 2-propyl heptanol was completed. Firstly, the significance, the function of 2-propyl heptanol, the development of research on 2-propyl heptanol was stated. The nature of 2-propyl heptanol and synthetic methods were described briefly. Secondly, the design background, plant location and materials and product specification were introduced; comparion of the productive processed in the domestic and aboard, the design process was determined. Meanwhile the material balance, heat balance, and the simulation of process by Aspen plus were finished. The reactor equipment and other major equipments were calculated and selected. And the layout of the equipment for the workshop, safety, environmental protection and public works were outlined. Thirdly, the equipments arrangement diagram of the workshop and the pentanal condensation reactor equipment were drawn with Auto CAD, the process flow diagram with control points was drawn by hand. Finally, the design instruction of 20 thousand words was finished.Key words：Preliminary design; Synthesis section; 2 - propyl heptanol; Balance calculation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章总论 (1)概述 (1)项目建设意义 (1)国内外现状及进展前景 (1)设计依据 (3)厂址选择 (4)厂址肯定 (4)厂址优势分析 (4)设计规模与生产制度 (5)设计规模 (5)生产制度 (5)原料和产品规格 (6)经济核算 (6)第2章工艺设计和计算 (7)工艺线路的选择 (7)2-丙基庚醇工艺介绍 (7)2-丙基庚醇工艺的肯定 (8)工艺流程简述 (8)物料衡算 (9)反映器R101的物料衡算 (9)分离罐V103的物料衡算 (10)换热器E101的物料衡算 (11)精馏塔T101的物料衡算 (12)换热器E104的物料衡算 (12)反映器R102的物料衡算 (13)换热器E105的物料衡算 (14)闪蒸罐V105的物料衡算 (15)热量衡算 (16)反映器R101的热量衡算 (16)换热器E101的热量衡算 (17)T101冷凝器E102的热量衡算 (18)T101再沸器E103的热量衡算 (19)精馏塔T101的热量衡算 (21)换热器E104的热量衡算 (22)反映器R102的热量衡算 (24)换热器E105的热量衡算 (25)全流程模拟 (26)总工艺的模拟 (26)反映器R101的模拟 (27)精馏塔T101的模拟 (28)反映器R102的模拟 (28)第3章设备计算及选型 (30)关键设备R101计算及选型 (30)R101筒体直径和高度的计算 (30)筒体壁厚的计算 (30)夹套的计算 (31)水压实验及强度校核 (32)换热计算 (33)釜体法兰的选择 (33)搅拌器的选择 (33)搅拌传动装置和密封装置的选择 (34)容器支座的选择 (35)人孔、视镜、温度计和工艺接管的选择 (35)其他设备计算与选型 (36)反映器R102的计算 (36)精馏塔T101的计算 (37)换热器的计算与选型 (40)泵计算与选型 (43)储罐和回流罐的计算与选型 (44)紧缩机C101的计算与选型 (46)第4章设备一览表 (47)第5章车间布置 (49)反映器和塔的布置 (49)换热器的布置 (50)泵和紧缩机的布置 (50)罐的布置 (51)第6章自动控制 (52)2-丙基庚醇合成工段自动控制 (52)泵P101的控制 (52)塔顶冷凝器E102的控制 (52)反映器R101的控制 (53)精馏塔T101的控制 (53)第7章公用工程 (55)供水 (55)供热 (55)供电 (56)第8章安全环境保护 (57)结束语 (58)参考文献 (59)致谢 (61)第一章总论概述项目建设意义分子总碳数为4～13的脂肪族伯醇，其全世界近50％产量用于生产增塑剂，所以国内外俗称其为增塑剂醇[1]。

多功能化学合成原料药车间设计作者：范建东李剑曾国勇来源：《科技创新导报》2019年第30期摘; ;要：随着近年来我国医疗水平的进步以及制药行业的迅猛发展，我国作为当前全球做大的原料药以及医药的中间体供应商，在国际市场上具有非常重要作用。

为了进一步优化多功能化学合成原料药车间设计，更好地满足多品种及小产量生产要求，应对市场变化，本文现对原料药车间特点及布局要求进行简要分析，并详细探讨车间设计要点与思路。

关键词：多功能; 化学合成; 原料药; 车间设计; 设计要点中图分类号：TQ46; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章編号：1674-098X（2019）10（c）-0058-02化学合成原料药可分为无菌化学与非无菌化学合成原料药两种，其主要是指在一定条件下，利用化学原料与溶剂等进行的一系列化学反应后得到的具有一定药效产品，再通过精制工序使其满足各种指标原料药。

随着近年来我国经济发展与技术进步，使得化学原料药以及精细化工产品的生产已经进入了成熟时期，当前在临床药物治疗中，化学合成药物仍然是最为常用及有效的治疗药物。

因在研发化学合成原料药中，周期较短，且对于环境污染及能源消耗较小，所以得到广泛应用及发展。

但需要注意的是，对于化学原料药而言其不仅是药物，同时也属于化工产品，在设计原料药车间需满足以上两点要求，还需要确保人员与生存安全，在满足GMP要求同时降低环境污染，减少交叉污染。

1; 化学合成原料药工艺、车间特点及布局要求1.1 工艺与车间特点（1）反应步骤较多，且具有较为复杂的反应过程及较长的反应流程;（2）有机溶媒在实际应用中具有易燃易爆特性，且大多数可回收再利用;（3）对于原料药精烘包岗位的洁净度具有一定要求，设计中重难点为防爆问题;（4）具有真空、高温、高压、低温等特殊反应工艺条件;（5）改进生产工艺;（6）呈现小批量、多品种以及间断生产特点;（7）常常会应用到涉毒、涉害及涉腐等特殊性质介质。

年产120吨拉西地平生产车间工艺设计拉西地平是一种治疗高血压、冠心病等心血管疾病的药物，近年来需求量逐渐增加。

为了满足市场需求，某医药厂家决定建设年产量为120吨的拉西地平生产车间。

在车间的工艺设计上，厂家要求尽可能采用节能环保的技术和设备，并且确保生产效率和产品质量符合国家标准。

经过多次研究和方案确定，最终确定了以下的生产车间工艺设计：1. 原料配料。

拉西地平的合成需要多种原料，这些原料需要按照一定比例配料，然后送到混合机中进行充分混合，制备出最初的药物。

2. 反应釜。

混合完成后，原料需要经过反应釜进行化学反应，形成拉西地平的结构，这需要恰当的反应温度和反应时间，确保产品质量。

3. 过滤。

反应完成后，通过滤器将反应物进行分离，剩余的杂质会从底部排出，而纯净的拉西地平会被过滤。

4. 干燥。

过滤后的湿腻拉西地平需要进一步干燥，以去掉水分和其他杂质，这需要在合适的温度下进行，确保药品的纯度和稳定性。

5. 包装。

最后一步，将干燥的拉西地平按照规定的标准进行包装，如用玻璃制品来装载，密封袋装载等方式，确保最终的产品外观达到一定的标准。

车间的环保措施则包括：在生产车间上方悬挂大量的废气净化设备，以减少生产过程中产生的废气；使用循环水系统来进行化学反应釜的冷却，以减少水的消耗；加强安全生产意识，定期做好员工人身安全培训，确保工艺过程的安全可靠。

这些环保措施能够为企业节约成本，同时也能够有效的减少对环境造成的影响。

总之，通过生产车间工艺设计的合理规划以及环保措施的加强，某医药厂家能够满足市场对拉西地平的需求，同时也能够提高品质、减少成本，并且对环境保护做出积极的贡献。

一、总论1．概述粗苯为中间体产品，本身用途极为有限，仅作为溶剂使用，但是精制后的的焦化苯、焦化甲苯、焦化二甲苯等产品，是有机化工、医药和农药的等重要原料，在国内，国际上都有很好的市场，目前精苯产品价格持续上涨，市场潜力巨大。

苯是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是重要的有机溶剂。

我国的纯苯消费领域主要在化学工业，以苯为原料的化工产品主要要苯乙烯、苯酚、己内酰胺、尼龙66盐、氯化苯、硝基苯、烷基苯和顺酐等。

在炼油行业中用作提高辛烷值的掺和剂。

甲苯是一种无色有芳香味的液体，广泛应用与农药、树脂等与大众息息相关的行业中，国际主要用途是提高汽油辛烷值或用于生产苯以及二甲苯，而在我国主要用途是化工合成和溶剂，其下游主要产品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化苄、间甲酚、甲苯二异氰酸酯等，还可以生产很多农药和医药中间体。

另外，甲苯具有优异的有机物溶解性能，是一种有广泛用途的有机溶剂。

二甲苯的主要衍生物为对二甲苯，邻二甲苯等。

混合二甲苯主要作用油漆涂料的溶剂和航空汽油添加剂，此外还用于燃料、农药等生产。

对二甲苯主要生产PTA以及聚酯等。

邻二甲苯主要用于生产苯酐等。

生产方法及特点：采用溶剂萃取低温加氢工艺。

低温加氢工艺的加氢温度、压力较低，产品质量好，低温加氢工艺包括萃取蒸馏低温加氢工艺和溶剂萃取低温加氢工艺，这两种工艺在国内外是比较成熟的工艺，已被广泛用于石油重整油、高温裂解汽油、焦化粗苯为原料的加氢生产中，因此粗苯精制采用低温加氢精制工艺。

溶剂萃取低温加氢方法相对于萃取蒸馏低温加氢方法复杂，粗苯先精馏分成轻苯和重苯，然后对轻苯加氢，产品质量较高。

2. 文献综述焦化粗苯的加工技术主要有两种，即酸洗法和加氢法。

酸洗法由于在产品种类、材料选择、仪表操作维护以及投资与经济效益等方面存在诸多的不足之处，特别是其生产过程带来严重的环境污染，因而在国内外已经趋向淘汰。

因此加氢法是国内外粗苯加氢技术的发展趋势。

内容摘要设计对年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段进行了工艺设计。

并对环氧氯丙烯的生产方法、生产原理、流程路线，物料衡算，能量衡算以及主要设备等进行了论述和计算。

关键词：环氧氯丙烯AbstractThis design synthesizes the production method of the work segment and produce to 42,00ton EC/year principle, process route and main equipments etc. proceeded the treatise.Keywords: 3-chloro-1- propene、3-chloropropene、引言环氧氯丙烯是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。

以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强，耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点，在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。

此外，环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、（缩）水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品，用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂，用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。

目录内容摘要 (i)引言 ...................................................................................................................................... i ii 目录 ...................................................................................................................................... i ii 1 文献综述 (1)1.1环氧氯丙烯在国民经济中的重要作用 (1)1.2环氧氯丙烯的生产原料及主要产品 (1)1.3环氧氯丙烯的工业生产方法及选择 (1)1.4环氧氯丙烯的用途...................................................................................................1.5环氧氯丙烯的物理化学性质...................................................................................2 生产流程和设备 (3)2.1理论生产流程简述 (3)2.2设备生产流程建树................................................................. 错误!未定义书签。

多功能原料药合成车间工艺及工程设计探析摘要:原料药的化学合成技术直接影响药用原料药的收率和品质，进而影响药品的质量和临床效果。

因此多功能化学原料药合成车间设计成果的优劣对制药企业影响深远，只有合理的工艺平面布局才能实现生产工艺流畅运作，才能保证车间正常生产、操作、设备运维和环境安全卫生。

基于此，本文展开了相关的分析，通过探究多功能原料药合成车间工艺及工程设计方案，期望能够给相关工作的开展带来一定的借鉴。

关键词：建筑；电气接地；安装工程1多功能原料药合成车间工艺设计要点1.1车间布置的设计要点根据生产工艺流程布置平面，确保其功能实现前后联系左右呼应，考虑到水平方向和竖直方向的连贯性，物料走向合理运输路线应尽可能短，节约能源。

结合工艺流程和生产管理需求进行合成车间的分区。

集中布置相同、同类、性质相似、联系密切的设备，方便管理和操作，减少定员。

多功能原料药合成车间内生产设备分垂直和水平分布。

垂直分布能有效利用位差来实现物料的转移，节省占地面积，适用于较大反应设备的布置；水平分布则适用于较小规模的反应设备，防火分区可以水平分隔，设备间的物料可以通过真空、输送泵进行输送。

设备垂直分布要充分考虑生产人员操作平台以及设备检修、物料转运所需的空间[1]。

多功能原料药合成车间内公用系统及公用物料管线要集中布置，管线系统划分须合理。

对于车间内精烘包岗位要严格执行GMP规范，根据终端制剂产品的净化需求来安排相应的净化级别和功能间。

应尽量避免多功能原料药合成车间内的精烘包净化生产区设置喷淋系统。

合成车间一般为甲类生产区域，车间生产类别为甲类。

建筑物间距按甲类车间考虑。

甲类区域要设单独的防火分区，并尽可能布置在建筑顶层或集中于车间的一侧。

甲类车间中的丙类区域按甲类车间要求进行设计，甲类区域内做好通排风系统以及报警系统。

有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构建布置，在不影响生产工艺流程的前提下宜集中布置，控制其所在区域的面积和空间。

合成车间简介
合成车间工艺包括气柜、焦炉气压缩、合成气压缩和合成。

气柜是缓冲从焦炉来的焦炉煤气，同时维持焦炉气压缩机入口压力稳定；焦炉气压缩机使煤气压力提高至2.5MPa,送精脱硫；合成气压缩机把从转化来的转化气经两段压缩后与从合成来的循环气在第三段汇合后压缩送合成；合成是在一定温度和压力下，在催化剂的作用下，合成粗甲醇，经冷却分离后，甲醇送精馏，气体大部分循环利用，小部分作为驰放气燃烧。

在巡检操作时，要执行双人巡检，并携带便携式一氧化碳探测仪，全体员工要防止煤气中毒，压缩机操作工要做好噪声防护，佩戴好防护耳塞，合成操作工要防止甲醇中毒。

制药工程专业课程设计任务书专业_###_ 班级____2_______ __### _ ___设计题目：年产200吨原料药牛磺酸的合成工段的车间工艺设计设计时间：2015.10.8---2014.11.13。

设计容和要求：1、确定工艺流程及净化区域划分；2、详细叙述制备工艺及设备的工作原理、结构组成及关于此工艺及设备的国外的现状、研究前沿。

3、物料衡算、热量衡算、设备选型及设计（按间歇操作考虑，每年开工300天）；4、按规要求设计车间工艺平面图；5、画出带控制点、辅助管线的物料工艺流程图；6、反应器的安装图（平、立、剖面图1：50）7、编写设计说明书。

设计成果：1、设计说明书一份，包括工艺概述、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、热量衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求。

2、工艺平面布置图一套（1：100）；3、带控制点及辅助管线的物料工艺流程图（1：100）；4、反应器的安装图（平、立、剖面图1：50）。

目录1 设计依据及设计基础 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 生产能力 (1)1.3 产品规格 (1)1.4 原辅材料技术规格 (2)2 工艺说明 (3)2.1 工艺概述 (3)2.1.1 氯化法 (3)2.1.2 乙撑亚胺法 (4)2.1.3 酯化法 (4)2.1.4 工艺设备及生产现状 (5)2.2 工艺流程说明 (6)2.2.1 牛磺酸生产方法 (6)2.2.2 工艺流程叙述 (8)3 物料衡算 (9)3.1 概述 (9)3.2 衡算过程 (9)3.2.1 确定每批产量 (9)3.2.2每批主要原料投料量计算 (9)3.2.2化学反应过程衡算 (10)3.3 物料流程框图 (13)4 能量衡算 (17)4.1 概述 (17)4.2 能量衡算依据 (17)4.2.1设备的热量平衡方程式 (17)4.2.2 热量衡算基础数据计算与查取 (19)4.3 热量衡算过程 (20)4.4 热量衡算结果 (23)5 设备选型 (23)5.1 设备选型的依据 (23)5.1.1 设备选型的原则 (23)5.1.2 设备材料选择依据 (24)5.1.3 主要设备选型[9] (24)5.2 设备选型计算过程 (25)5.2.1 反应釜选型计算 (25)5.2.2 储罐设备选型计算 (27)5.2.3 过滤器选型计算 (28)5.2.4 干燥器选型计算 (29)5.2.5 冷凝器选型计算 (29)5.3 主要设备一览表 (30)6 车间布置 (30)6.1 概述 (30)6.2 布置依据 (31)6.3 布置原则 (31)6.4 车间布置说明 (32)6.5 车间工艺平面布置图 (33)7 节能与环保 (34)7.1回收利用 (34)7.2 环保与安全 (35)7.2.1危险性概述 (35)7.2.2急救措施及泄露应急处理 (35)7.2.3安全防护 (36)参考文献 (36)附录 (37)1 设计依据及设计基础1.1 设计依据本设计的题目为“年产200吨原料药牛磺酸的合成工段的车间设计”，设计依据为制药工程专业课程设计任务书和相关规及标准：《药品生产质量管理规（2010 年修订）》《医药工业洁净厂房设计规》《2010GMP 实施指南-原料药》《2010GMP 实施指南-厂房、设施和设备》《中华人民国药典（二部）》《生产过程安全卫生要求总则（GB/T 12801-2008）》《工业企业设计卫生标准（GBZ1-2010）》1.2 生产能力本车间为生产原料药牛磺酸的合成工段，其年产量为200t/a，含量为99%以上。

摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法,也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法;即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体,俗称半水煤气;在已制得的半水煤气中,除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外,还含有许多杂质和有害气体;由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能;为保护触媒,延长其使用寿命,保证合成氨生产的正常进行,半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除,这就需要对混合气体进行净化处理,并且要求连续性作业,以达到化学反应稳定进行,从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点;一合成氨的生产方法简介氨的合成,必须制备合成氨的氢、氮原料气;氮可取之于空气或将空气液化分离而制得,氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气;氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取,亦通过焦碳,无烟煤,重油等为原料与水作用的方法制取;由于我国煤储量丰富,所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用;合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气;2．净化：任何制气方法所得的粗原料气,除含有氢和氮外,还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧,这些物质对氨合成催化剂均有害,需进行脱除,直至百万分之几的数量级为止;在间歇式煤气炉制气流程中,脱硫置于变换之前,以保护变换催化剂的活性;3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮,以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行;4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压,在催化剂作用下合成氨气;二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮,由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法;反应方程如下：C+H2O=CO +H2 1CO+O2=CO2 22．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素,无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等;硫化氢对合成氨生产有着严重危害,但不能与铁反应生成硫化亚铁,而且进入变换及合成系统能使铁催化剂中毒,进入铜洗系统使铜液的低价铜生成硫化亚铜的低价沉淀,使操作恶化,铜耗增加;所以半水煤气总的无机碳化物和有机硫化物必须在进入变换、合成系统前除去;以煤为原料采用间歇式造气炉制半水煤气时,通常先将煤气进行湿法氧化法脱硫,使硫化氢含量降低至30～50毫克/立方米以下,然后经中温变换,使有机硫转化为硫化氢;然后,在脱除二氧化碳过程中和铜氨液洗涤过程中进行更精细的除净;下面介绍螯合铁法脱硫螯合铁法是采用为氧化催化剂,完成的析硫过程;由于铁离子在碱性脱硫溶液中不稳定极易生成沉淀而从溶液中析出,为此,必须添加螯合剂以使和稳定存在于液相;HS— + 3Fe3+络——>2Fe2+络 + S + H＋再生塔中再汽化为络,即4Fe2+络+ O2 + 2H2O ——> 4Fe3+络 + 4OH—3.变换变换方法：COg+ H2Og==CO 2+ H2 g工艺流程：半水煤气进入变换炉反应前,先混合蒸汽预热到673K,为此由脱硫塔的半水煤气加压后首先进入饱和塔的底部,与塔内自上而下的热水逆流接触,使气体温度升高,并被水蒸气所饱和然后由塔顶引出,在管道内与外供之高压蒸汽混合后主热交换器和中间热交换器进入炉内一般,此时约80%的CO被交换为H2,反应热使温度升至420度左右进入交换炉二段,此时气体CO含量降至%以下,液体温度为430度由炉底逸出依次经过水加热器、热水塔、冷凝塔降温后进行二次脱硫;4.脱碳经变换二次脱硫后气体中含有大量CO2,还有少量的CO等其它有害气体,它们会使氨的合成催化剂中毒,必须除去;工业上脱碳的方法很多,通常用碳酸丙烯酯PC法脱CO 2;含有一定浓度的原料气进入吸收塔内,气体CO2被逆流下的丙碳PC吸收;净化气中CO2脱至所要求的浓度由塔顶排出,成为可使用的工艺气;吸收CO2后的PC富液经涡轮机回收能量,在后一级闪蒸槽内闪蒸,再到常压闪蒸槽进行常压闪蒸,常压闪蒸液在气提塔内经空气气体提再生;再生后的PC贫液经循环液泵送回吸收塔循环使用,气提空气由通风机从气提塔底送入;一级闪蒸气中含有CO2及部分工艺气,对于合成氨变换气脱碳,一级闪蒸气可全部或部分返回压缩与原料气汇合,以吸收N 2与H 2气;为减少PC的损失,各排放气排出系统先经过水洗回收PC;问题：吸收需要高压低温,如何实现：压缩机产生高压,换热器产生低温;PC的回收：解吸,还可以回收CO2解吸需要高温和低压,如何实现;物料在此过程中如何流动5.铜洗变换气经过净化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H 2S等有害气体,工业上常用铜洗法精制原料气;铜洗法的溶液醋酸铜氨溶液是又醋酸铜和氨通过化学反应后制成的一种溶液,简称铜液,其组成为CuNH32Ac醋酸亚铜络二氨吸收CO、CO2和O2、H2S反应如下：同理：吸收和解吸,物料的输送,能量的综合利用;6合成氨的合成是高温高压下,在触媒存在条件下而生成的;反应式如下：3H2+N2——2NH3+Q由上式可知反应产生较大的热量,我们采用后置式废热式锅炉回收,并副产蒸汽;为了保持合成塔塔壁温度不合成过高,冷态气体先从塔壁自上而下,然后经塔外预热器预热后进入合成塔出口气经废热式锅炉回收热量后,进塔外预热器预热为入塔气体;此采用无油滑往复循环机,故循环机位置设于合成塔进口处;附图1 变换车间工艺流程图。

图9-2碳化塔1 一气体分布器；2—分气板; 3—冷却管；4一挡板0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。

第九章碳化工段第一节工艺流程及主要设备—、本；段任务（一）碳化工段的任务在变换气中，除含有合成氨所需的氢及氮之外，还含有26K左右的二氧化碳、一氧化碳（3.0〜3.8％）等气体。

二氧化碳、一氧化碳等气体不仅不是合成氨所需要的，而且对合成触媒有毒害作用，所以必须清除。

碳化工段的任务就是用浓氨水吸收变换气中的二氧化碳，并制成合格的碳酸氢铵。

二氧化碳被碳化吸收后，变换气成为合格的原料气（C02<0.2％；NH3<0.lg/m3）,送压缩工段进一步压缩后送精炼工段。

本工段还要保证全厂氨和二氧化碳的平衡及本工段的水平衡，确保均衡生产。

碳化工段全过程包括：浓氨水的制备、浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵、氨的回收以及悬浮液的分离。

（二）水洗的任务碳化水洗流程的任务用压力水洗去变换气中的部分二氧化碳，解决碳铵生产过程中氨和二氧化碳的平衡，同时能增加氨水和液氨的产量。

中压联尿水洗的任务用高压水将变换气中的二氧化碳洗至18％左右，以保证联尿生产中氨与二氧化碳的平衡。

（三）等压吸收的任务用软水或稀氨水吸收氨罐弛放气及合成放空气中的氨气，制成浓氨水供碳化生产使用，其余的气体送锅炉燃烧回收热能，或送造气吹风气回收燃烧。

二、工艺流程简述（一）碳化气体流程如图9-1所示，压力为1.12MPa的变换气从塔底依次通过碳化主塔、副塔、综合塔，在塔内变换气与浓氨水鼓泡反应，二氧化碳被氨水吸收，成为合格的原料气送压缩机三段入口。

在生产甲醇的氮肥厂，为保证甲醇触媒不中毒，在综合塔后，增设活性炭脱硫塔，使原料气中H2S含量<2ppm。

液体流程稀氨水和母液用泵从贮槽打入高位吸氨器或喷射吸收器，的氨气反应，其方程式如下：NH3+HzO=NH4OH+QNH4OH+NH4HCO3=（nh4）2co3+HzO+Q制成的浓氨水再经冷却排管降温后，送浓氨水贮槽。