下载文档原格式
合成氨⽣产⼯艺中的冷冻⼯段氨冷却器（W_556）的设计说明书1绪论本次设计是对天脊集团合成氨⽣产⼯艺中的冷冻⼯段氨冷却器(W-556)的设计。
天脊煤化⼯集团，现位于省潞城市。
它的前⾝是化肥⼚，1977年，化肥⼚整体改制为天化⼯集团。
换热器在⼯业⽣产中，尤其是在⽯油、化⼯、轻⼯、制药、能源等⼯业⽣产中，常常需要补低温流体加热或把⾼温流体冷却，把液体⽓化或把蒸⽓冷凝。
这些过程均和热量传递有着密切联系，因⽽均可以通过换热器来实现完成。
可以说换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
本次设计的换热器就是将⽓氨的热量传递给冷却⽔以达到⽣产的要求。
1.1合成氨的⼯艺流程合成氨⽣产⼯艺过程⽰意图：造⽓→粗煤⽓→低温甲醇洗及冷冻系统→液氨洗系统→氨合成→氨库造⽓即原煤经处理系统产⽣煤与空⽓中分离的氮⽓在加压⽓化流中反应。
氨由H和N两种元素组成。
合成氨是以H2和N2在⼀定条件下全盛的。
H2是从煤中获得的，⽽N2是从空⽓中分离得到的。
原煤经过筛选，粉碎等过程后，在200#⼯段加压⽓化系统的燃烧炉与⾼温⽔蒸⽓反应得到⽔煤⽓，反应的⼀系列⽅和如下：燃烧层：C+O2→CO2+QC+O2→CO+QCO+O2→CO2+Q⽓化层：C+ H2O→CO2+H2 －QC+ H2O→CO+ H2－QC+ H2→CH4+QCO+ H2O→CO2+ H2+Q粗煤⽓继续在200# 经过洗涤降温，分离等程序最后进⼊300#，粗煤⽓变换系统的主要成分有CO2、CO、H2、H2S、CH4等。
到300#的粗煤⽓洗涤变换后进⼊400#，在300#的变换炉发⽣的主要反应有：C+ H2O→CO2+ H2 +Q。
进⼊400#变换⽓冷却系统的变换⽓主要成分是CO2、H2，还有少量的CO、N2、H2S、CH4等。
400#2段的主要作⽤是冷却变换⽓，⽓体的成分基本没有变化。
CO2、H2S等有害物质和各种杂质的作⽤会影响合成氨的质量，还可能造成设备仪器的损坏等，因此，在合成氨之前必须将这些有害物质和杂质去除。
合成氨毕业设计论文【篇一：毕业论文合成氨】目录前言 (2)第一章总论 (3)1.1生产方法论述 (4)1.2氨合成催化剂的使用 (5)第二章氨合成工艺 (5)2.1氨合成工艺流程叙述 (5)2.2主要设备特点 (6)2.2.1氨合成塔(r1801) (7)第三章冷冻工艺流程说明 (8)3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (9)第四章自动控制 (10)4.1控制原则 (10)4.2 仪表选型 (10)第五章安全技术与节能 (11)5.1 生产性质及消防措施 (11)5.1.1生产性质 (11)5.1.2消防措施 (11)5.2节能措施 (12)参考文献 (13)致谢 (14)前言在常温常压下，氨是有强烈刺激臭味的无色气体，氨有毒，且易燃易爆，空气中含氨0.5％，在很短时间内即能使人窒息而死，含氨0.2％，在几秒钟内灼烧皮肤起泡，含氨0.07％，即会损伤眼睛。
氨的燃点150℃，在空气中的爆炸范围为16％～25％（体积）。
在标准状态下氨的密度0.771克/升，沸点－33.35℃，熔点（三相点）－77.75℃，气态氨加热到132.4℃以上时，在任何压力下都不会变成液态，此温度称为氨的临界温度。
氨极易溶于水，在常温常压下1升水约可溶解700升氨，氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应，例如：在催化剂的作用下能与氧反应生成no与co2反应生成氨基甲酸铵，然后脱水生成尿素。
4nh3?5o2?4no?6h2o2nh3?co2?nh4coonh2 （氨基甲酸铵）nh4coonh2?co(nh2)2?h2o氨还可与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸）反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。
除了化肥工业以外，氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。
氨还可以用作制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨是在1754年由普利斯特里（priestly）加热氯化铵与石灰而制得。
“18.30”工程尿素装置建设及运行前言天脊晋城化工股份有限公司(原晋城第二化肥厂)为发挥原料无烟煤得天独厚的地域优势，实施晋城200×104t/a高浓度氮肥基地项目的目标，进一步把企业做大做强，继2001年气化分公司改产尿素成功后，2002年3月在现在化工分公司(原解放军6013厂址处)开工建设“18.30”(18×104tNH3／a，30×104t Ur／a，)工程。
该工程采用了目前氮肥行业成熟可靠的多项先进技术和成果。
整个工程总决算投资3.6亿元，分二期建设，首期12×104tNH3／a配套工程于2002年12月投运。
30×104t Ur／a装置2002年11月开工建设，2003年11月装置开始试车，12月26日产出合格的大颗粒尿素，投产42天即达到设计生产能力，到2004年12月25日止，整套装置生产安全稳定，全年生产合成氨19.99×104t，尿素32×104t，分别达到设计能力的111.06％和106.6％，并联产甲醇1.435×104t，甲醛0.543×104t，实现销售收入4.53亿元，利税1.5亿元，创出了国内“18.30”装置的最佳效益，达到了较好的投入产出比。
现将30×104t/a尿素装置的建设和生产情况小结如下。
1 尿素装置生产工艺的选择工业生产中CO2与氨是在合成塔中合成尿素的。
实际生产中，每次反应仅有2/3左右CO2转化为尿素，因此从尿素合成塔出来的物料中除得到合成的尿素外，还有CO2与氨留在反应液中。
为了回收利用这部分未反应的CO2和氨，同时能顺利的进行尿液的浓缩以得到尿素产品，必须将CO2与氨从反应液中分离出来。
围绕着如何回收处理尿素合成塔出来的物料，形成了各种尿素工业生产方法。
归纳起来可分为两大类：一是水溶液全循环法，二是汽提全循环法。
针对如何确定30×104t/a尿素生产工艺，我们作了分析和比较。
山西天脊集团合成氨生产工艺
山西天脊集团合成氨生产工艺如下：
1. 原料准备：将天然气和空气作为主要原料，通过气体供应系统输入到合成气发生炉中。
同时，准备好阳离子交换树脂、脱硫剂、脱水剂等辅助材料。
2. 合成气发生炉：将天然气和空气按一定比例输入到合成气发生炉中，其中，在发生炉中添加一定量的催化剂。
通过高温下的催化反应，将天然气和空气转化成合成气（主要成分为一氧化碳和氮气）。
3. 压缩和冷凝：合成气经过一系列的压缩过程和冷凝过程，逐渐提高气体的压力和降低温度，以便进一步提高氮和氢的浓度。
4. 氨合成：将合成气与一定量的氮气通过合成反应器进行反应。
在反应器中，添加特定的催化剂，如铁或铁合金。
在高温（约450-550摄氏度）和高压（约150-250大气压）下，合成气中
的氢与氮气发生氨的合成反应，生成氨气。
5. 氨的分离和纯化：通过氨合成反应生成的氨气进一步经过分离和纯化，去除其中的杂质和余气。
主要的分离和纯化方法包括液相吸附和膜分离等技术。
6. 尾气处理：合成氨生产过程中会产生一定量的尾气，其中包含未反应完全的气体和少量的杂质。
需要对尾气进行处理，例如进行洗涤和脱硫等操作，以确保尾气的净化和排放达到环保
要求。
7. 储存和包装：经过纯化和处理后的氨气被储存在特定的储罐中，并进行适当的包装和封装。
根据不同的需求，氨气可以被包装成压缩氨气瓶或液氨贮存。
这就是山西天脊集团合成氨生产的基本工艺流程。
具体的工艺参数和设备配置可能会根据生产规模和技术要求进行调整和优化。
自蔓延高温合成生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!自蔓延高温合成生产工艺流程一、准备工作阶段。
在进行自蔓延高温合成生产之前，有诸多准备工作需要完成。
变脱采用栲胶法脱硫的运行总结发表日期：2005年7月20日出处：小氮肥设计技术天脊集团晋城化工股份有限公司煤气化厂6×104t/a合成氨变脱，采用栲胶脱硫，于2000年11月投入运行。
合成氨经过填平补齐技改，产量也达到日产400t水平，原6×104t/a合成氨变脱已不能满足生产的需要，2002年其进行改造，并取得了满意效果。
1 工艺指标(1)流量：变换气，～71 667Nm3/h 溶液循环量，～400m3／h。
(2)压力：变脱塔入口≤0.8MPa 变脱泵出口1.5MPa 再生槽入口0.4～0.5Mpa。
(3)温度：变换气≤40℃再生液≤50℃(4)成份：变换气中H2S含量～600mg／Nm3脱硫后H2S含量≤10mg/Nm3(5)脱硫液成分：栲胶NaVO3总碱度pH值Na2CO3NaHC03悬浮硫2.0～0.8～1.5 0.4～8.2～4～23～<0.52.5g/L mg/L0.6N8.58g/L27g/L g/L2主要设备变脱塔φ3 828×14H=30495mm1台再生槽φ4 216×8H=11100mm1台再生槽φ3 616×8H=7300mm1台循环槽φ3 816×8H=4460mm1台溶液制备槽φ2 016×8H=2000mm1台硫泡沫槽长4 000×宽2 000×高2 500mm1台变脱泵D280-48×3 3台溶液制备泵2BA-6 1台硫泡沫泵3BA-91台熔硫釜DN700/DN600 H=3328mm 1台3 实际操作数据和物料消耗(1)变脱的运行数据表1 变脱的实际操作数据表2 变脱液成分表3 物料消耗表0.002 5kg，吨氨化学品费公0.51元。
每天可回收硫磺720kg，折吨氨1.8kg，可收入1.08元。
足以弥补变脱化学品和回收硫磺消耗蒸汽的一切费用。
4 改造后效果2002年生产合成氨111 578t，大颗粒尿素151 399t。
合成造气生产工艺流程
块煤加气化剂(O2 H2O)制取粗煤气，包括煤气化(200#)，粗煤气变换(300#)和粗煤气冷却(400#)。
现煤气化设置5台气化炉，正常四开一备；变换由三个系列组成；煤气冷却实质是通过换热、回收热量来实现的。
造气200#生产工艺流程
特点是加压气化、吹氧吹蒸气、连续操作。
①本工号任务：从供煤厂干号来的块煤经200#鲁奇气化炉，以块煤为原料，以蒸汽和氧气
为气化剂，生产合格的原料气—--粗煤气(主要成分CO2、CO、CH4和H2、少量的CnHm •N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨)。
②工艺原理：煤的气化反应是一个比较复杂的物理化学过程，整个燃料床在气化炉内由下至上被分为灰层、燃烧层、气化层、干馏层、干燥预热层。
1.灰层：为了保护炉篦以及煤的完全反应，在炉篦上要建立和维持一定高度的灰层，在灰层，气化剂被加热，灰渣由约1500℃被冷却到比气化剂温度高约30-50℃，排入灰锁。
2.燃烧层：在燃烧层主要进行煤的部分燃烧反应，以提供煤气化反应所需的热量。
C+O2=CO2+Q C+½O2=CO+Q上述第一反应是主要的。
上述两个反应放出大量的热，上升的气化剂被加热到约1400℃，下降的灰的温度接近1500℃。
3.气化层：从燃烧层上来的气流中主要含有CO2和水蒸汽，在气化层约850℃的平均温度下主要进行如下反应：C+H2O=CO+H2-Q C+2H2O=CO2+2H2-Q
4.干馏层：在干馏层，煤被上升煤气加热在300-600℃时，煤开始软化，焦油和少量的H2、CO2、CO、H2S、NH3从煤中分解出来，在干馏层，酚、吡啶、萘等有机物也形成并分解出来。
煤的干馏是吸热过程。
热量来自燃烧层。
5.干燥预热层：在干燥预热层，煤被上升的气流加热至约200℃，此时煤的表面水分和吸附水分被蒸发。
气化炉的单炉正常生产能力为36000Nm3/h（干煤气），最大生产能力为55000Nm3/h（干煤气），其出口粗煤气中的主要成份为CO2、CO、CH4和H2，并含有少量的CnHm•N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨。
③流程简述粒度为5～50mm的块煤由煤斗通过煤锁间歇操作，进入气化炉上层，由变频电机或液压装置驱动的布煤器均匀地分布在气化炉上层的整个横断面上。
此后由上至下通过干燥层、干馏层、气化层、燃烧层、灰层与气化炉底部上来的气化剂（蒸汽+氧气）进行热化学反应生产粗煤气，反应后产生的灰渣通过气化炉底部的由变频电机或液压驱动的炉篦排入灰锁，灰锁间隙操作，把灰排入竖灰管并通过水力排灰系统冲入灰水池。
气化剂由 3.8MPa 380℃的过热蒸汽、3.5MPa 100℃的氧气组成，它们混合后在约320℃进入气化炉进行气化反应，产生的温度为600℃左右的粗煤气首先进入洗涤冷却器进行洗涤冷却。
为了满足加压气化炉筒体既要耐高温，又要耐高压的双重要求，鲁奇加压气化炉设计为内壁耐高温，外壁耐高压的双层夹套式反应器，其夹套产生的中压蒸汽经汽液分离器，分离后做为气化剂的一部分参加了煤的气化反应。
造气300#生产工艺流程
①本工号主要任务：将200#煤气化工号生产的粗煤气中的一氧化碳变换为生产合成氨的有
效气体成份氢气。
②②工艺原理：一氧化碳和水蒸汽在催化剂作用下反应，生成二氧化碳和氢气，其反应式
为：CO + H2O ＝CO2 + H2 +Q 上述反应称作水煤气变换反应，简称为变换反应。
使用催化剂为钴钼系耐硫变换催化剂。
变换反应为放热等分子可逆反应。
因此降低反应温度和增加蒸汽用量都可降低变换气中CO的平衡浓度，若温度高、蒸汽量少，将不利于变换反应，甚至还可能发生逆变换过程。
在要求变换气中CO含量一定的条件下，降
低反应温度是降低蒸汽用量的必要手段。
在不能降低反应温度的条件下，片面追求降低CO浓度，将会造成极大的蒸汽消耗。
本工号共有三个系列。
变换气的主要成分是CO2、、CH4和H2，并含有少量的CO 、CnHm•N2、硫化物（大部分为H2S）,焦油、油、石脑油、萘、酚、脂肪酸和氨。
造气400#生产工艺流程
①工号任务：将来自300#的229℃变换气冷却至33-37℃后送往500#。
，在变换气冷却的同
时，用换热的方式加热送往1600#的锅炉给水和脱盐水。
②②工艺流程：来自300#变换工号的229℃热变换气，首先进入干式冷却器，被锅炉给水
冷却到166℃，然后分两部分：一部分通过锅炉给水预热器冷却至118℃进入立式空冷器；另一部分通过脱盐水预热器冷却至102℃，进入立式空冷器进一步冷却至65℃。
两部分变换气出空冷器后最终全部进入分离器，经汽液分离后，进入最终冷却器冷却至33-37℃，送往500#低温甲醇洗工号。
净化500#生产工艺流程
①主要任务：将来自400#经冷却后的粗煤气中的二氧化碳、硫化氢和有机硫以及其它杂质
脱除，使煤气得到净化。
②工艺原理：甲醇选择吸收CO2、H2S的机理：甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收，即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择性吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S。
甲醇对CO2、H2S有高的溶解度，而对H2、CH4、CO等溶解度小，说明甲醇有高的选择性，另一方面表现在对H2S的吸收快好几倍，溶解度前者比后者也大，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S。
粗煤气净化包括三个工艺步骤：——在予洗段脱除气态轻油，不饱和的碳氢化合物，和其他较高沸点杂质。
——在H2S吸收塔内的脱除H2S。
——在CO2吸收塔内的脱除CO2。
甲醇的再生是通过减压和蒸馏来完成的。
净化600#生产工艺流程
①工号任务：将来自500#的脱硫脱碳净化煤气利用分子筛吸附脱除净化煤气中的微量二氧
化碳和甲醇；通过冷凝分离和液氮洗涤来脱除煤气中的甲烷、一氧化碳和少量的氩，生产出H2/N2为3:1的合成气，同时将脱除出来的甲烷气输送至V-601甲烷压缩机进入700#下一个工号。
②工艺原理：根据甲烷、一氧化碳等气体和氢气相比冷凝温度高，并且可溶于液体氮，且氮的沸点较氢高的特点，可用物理吸收的方法采用先降温冷凝，再通过液氮洗涤将这些气体与氢气彻底分离，从而达到分离煤气中氢气的目的。
氮洗净化气中的氢氮气是合成氨的原料，一氧化碳是氨合成催化剂的毒物，是必须清除的物质，而甲烷、氩对铁系合成氨触媒虽无毒害作用，但因在合成回路中循环增浓会降低合成氨的合成转化率及增加能耗，应加以清除。
在相同压力下，CO、CH4和Ar它们的冷凝温度均比液氮高，所以在液氮洗涤时都会冷凝而进入液氮中，而H2气因冷凝温度低，仍呈气态存在，从而达到分离的目的，这就是液氮洗涤法除去CO、CH4、Ar的理论基础。
液氮洗工艺特点：采用液氮洗涤CO有很大的优点：一是原理简单，工艺上容易实现；二是根据要求易配制成合格的合成气，因此冷却净化流程必离不开液氮洗涤法工艺。
