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低压氨合成装置比较马辉;乔洁;庞伟玲【摘要】介绍了45· 80项目和30· 52项目低压氨合成装置工艺流程,并对2套低压氨合成装置进行了比较.比较结果表明,由于氨合成塔内件和合成回路设计的差异,30· 52项目的低压氨合成装置运行效果优于45· 80项目的低压氨合成装置.%The technological processes of low pressure ammonia synthesis units in 45· 80 project and 30· 52 project are introduced and compared.The results show that the operation effect of low pressure ammonia synthesis unit in 30· 52 project is better than that in 45· 80 project due to the design difference of internals in ammonia synthesis tower and synthesis loops.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】4页(P29-31,59)【关键词】低压氨合成;氨合成塔;内件;合成回路;比较【作者】马辉;乔洁;庞伟玲【作者单位】河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731【正文语种】中文【中图分类】TQ113.26+6.3河南心连心化肥有限公司(以下简称心连心公司)新乡基地的45·80项目和新疆基地的30·52项目均采用低压氨合成技术。
45·80项目于2011年开始筹建，但因当时国内低压氨合成技术尚未成熟、应用业绩少，而国外技术供应商的工艺包和设备费用太高，经多次论证，决定氨合成工段按2套240 kt/a产能设计[1]，于2013年开车运行，但因氨合成塔设计不合理，氨合成回路一直存在不少问题。
概述湖南安淳高新技术有限公司（以下简称安淳公司）从上世纪80年代起，在分析了国际国内氨合成塔内件优缺点的基础上，独创了ⅢJ型氨合成塔内件，取得了国家专利，是国内数种氨合成塔内件中唯一经原化工部鉴定的内件，鉴定结论是，该内件为国内首创，主要技术指标取得突破性进展，达到国际先进水平。
安淳公司不断创新、不断进取，随后又推出了ⅢJ99型氨合成内件，包含3个新的国家专利技术。
ⅢJ型、ⅢJ99型氨合成内件经由φ800、φ1000到φ1200；后又开发了ⅢJD2000型φ1400、φ1600、φ1800、φ2000氨合成内件。
单塔年产氨能力由20 kt（φ600塔）发展到180 kt、200 kt。
近几年开发的ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔，在技术上又有较大的提升；单塔生产能力日均达850～910 t，受到了用户的青睐。
2 ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔的设计思想为实现单系统生产能力规模化和进一步降低能耗，安淳公司在ⅢJD2000型-φ1800、φ2000氨合成内件的基础上，引入新的理念，设计了ⅢJD2000型-φ2200氨合成内件，具体如下。
（1）充分发挥第一绝热层的作用。
进入零米未反应气氨含量低，距离反应平衡很远，反应速度很快，尽量在开始反应的第一层多产氨，使第一层之氨净值达到8％～9％，即第一绝热层温升110～133 ℃。
具体措施如下。
①增加第一绝热层的高度，第一绝热层设计高度2.5～3.1 m。
②降低零米温度，提高热点温度。
进第一绝热层零米点的循环气，氨含量最低（约2.16％），温度低（370～380 ℃），离反应平衡点最远；如零米温度为380 ℃，将第一绝热层反应终点温度设计为490～513 ℃，则第一绝热层的氨含量增加8％～9％（氨净值），即第一绝热层完成氨合成反应的50％。
（2）第一层绝热反应后的热气体，不再采取冷激，而是用塔内换热器间接冷却后再进入第二层，这样更有利于氨合成反应温度接近最适宜温度曲线。
合成塔内件改造简介摘要：通过将原有合成塔内件改造为DC-C型合成塔内件，并对这一内件的结构、特点、工艺流程、工艺指标及改造前后对比做了介绍，为其他化工企业改造提供有益借鉴。
关键词：合成塔内件改造效益山西晋丰煤化工有限责任公司高平分公司通过对国内目前已投运的氨合成塔内件进行综合比较，决定采用南京聚拓化工科技有限公司开发的准全径向、低阻力、分置式DC-C型DN2000氨合成塔内件来代替B系统合成原有内件，以达到降低系统阻力、合成氨电耗的目的。
一、DC-C型合成塔内件结构简介合成塔内件分为下述四个大的部件。
F1组合件——第三催化剂筐体、下部出口换热器、触媒筐主体等件组成的部件。
F2组合件——第二催化剂筐体、中部换热器组件等组合部件。
F3组合件——第一催化剂筐体、上部换热器组件等组合部件。
F4组合件——触媒筐盖、软管及相关连接件等部件。
第一反应床层为准全径向反应床反应段（F3组合件）。
它是可以单独从合成塔主体筐中吊出来的结构，它的布局方式是在合成塔上部第一反应床层（F3组合件）中部设置一个轴径向组合床：上部为轴向反应段的触媒筐，下部为径向反应段的触媒筐，组成了第一床准径向型反应段，在轴向和径向段中，设置了一个用于降温的分气盒及内置一个冷激降温盘管；第二反应床为全径向床反应段（F2组合件）。
这个组件中间设置了一个段间换热器，这个床层和第一床催化剂床层一样均为可单独可吊出的结构，它和F3一样，与F1组合件的组合采用了自重式石墨填料盘根密封的结构方式，保证了第二床径向流程合理，不泄漏；第三反应床也为一个全径向床的反应段（F1组合件），这里在合成塔的出口设置了一个内置式换热器，它是催化剂筐的总体床。
其F2（第二径向床组件）、F3（第一径向床组件）、F4（触媒筐盖组件）均要进入F1进行组装，它的下部设置了可以卸出第三床中的催化剂的两根催化卸料管[1]。
二、DC-C型合成塔内件主要特点1.采用段间换热器结构，合成塔催化剂内不设置冷管，减少了“冷管效应”；合成塔内几乎不设置冷激，减少了冷激效应，提高了氨合成反应效率。
各型氨合成塔内件比较（杭州林达工业技术设计研究所楼寿林）本文主要经过一系列的设计计算并根据操作记录，对工艺性能主要是合成效率，作了计算分析，分别对各典型氨合成塔内件作了一些比较。
氨合成塔出口氨含量，随合成压力增加而升高，随入塔气空速增加和惰气含量增加而减少，其定量关系可使用以下关联式：一、计算关联式：氨合成塔出塔氨浓y a与空速W可由下列伏尔考夫式表示：y a＝A·W-0.278系数A与合成压力P和合成气中惰气含量y i有关，由Sammel strelzoff等文献得：在y i＝0.05～0.1时，A＝2.869×［1-0.0262×(30.0-P)］×［1-1.492×(y I-0.05)］----(1)在y i＝0.1～0.25时，A＝2.223×［1-0.0262×(30.0-P)］×［1-1.925×(y I-0.2)］----(2)用上述公式，可计算不同氨合成塔，在不同操作条件下的出塔氨含量计算值，再以此计算值来评定该塔实际出塔氨浓是否达到该值。
二、各塔型介绍1、YD型：典型的全轴向冷激式氨内件（1）工艺特点：触媒层分四段，各段均进行绝热反应，上下二段间加入冷激气与热气混合降低段间反应气温度供下段反应。
在温度——氨浓图上的操作线呈锯齿阶梯形。
（2）主要优点：结构简单，无冷管热应力问题，无段间换热器而占空间，可多装触媒，各床层均可用冷激气单独调温，方便灵活。
（3）主要缺点：①采用段间冷激气降温的同时稀释了反应气中的氨浓度。
在氨触媒活性相同和氨产量相等条件下，因冷激的副作用，氨净值要降低1.5～2%，提高进塔气温和氨净值等节能措施都与冷激的冷却作用相矛盾。
为了提高热回收率和能位，需提高入塔气温，但当合成塔段间需降低一定温度时，随着冷激气温的提高，冷激气量也随之增加，对氨浓的稀释作用更大。
（详见梅安华主编的《小合成氨厂工艺技术与设计手册》化学工业出版社）。
氨合成塔内件氨合成塔内件一、引言氨是一种重要的化学原料，广泛用于农业、工业和医药等领域。
氨合成是制备氨的主要方法之一，其核心设备是氨合成塔。
氨合成塔内件是影响氨合成效率和质量的关键因素之一，因此对其结构和性能进行研究和优化具有重要意义。
二、氨合成塔内件分类1.填料填料是氨合成塔内最常见的组件之一。
它们可以提高反应器表面积以增加反应速率，并提供通道以促进反应物混合。
常用的填料包括球形填料、环形填料、骨架网格等。
2.催化剂催化剂是促进反应速率的物质。
在氨合成中，铁钼催化剂被广泛使用。
这种催化剂可以通过增加表面积来提高反应速率，并且可以在低温下有效地促进反应。
3.分布器分布器用于将流体均匀地分配到塔床中。
它们通常由金属或陶瓷制成，具有多个孔洞以确保液体均匀分布。
4.收集器收集器用于将反应产物从塔床中收集。
它们通常由金属制成，具有多个孔洞以确保气体均匀流出。
三、氨合成塔内件的性能要求1.高效传质传质是氨合成过程中的关键步骤之一。
因此，氨合成塔内件需要具有优异的传质性能，以确保反应物在塔床中快速混合和反应。
为了实现高效传质，填料和分布器必须具有大量的表面积和细小的孔径。
2.低压降压降是流体通过塔床时遇到的阻力。
为了实现高效的氨合成，氨合成塔内件需要具有低压降特性，以确保反应物在塔床中快速流动并混合。
因此，在设计和选择填料、分布器和收集器时必须考虑其对压降的影响。
3.耐腐蚀性氨合成过程中产生的化学物质可能会对内部组件造成腐蚀。
因此，氨合成塔内件需要具有良好的耐腐蚀性能，以确保其长期稳定运行。
常用的耐腐蚀材料包括不锈钢、陶瓷和塑料等。
4.高强度和稳定性氨合成塔内件需要具有足够的强度和稳定性，以承受高压和高温等极端条件下的应力。
此外，它们还需要具有良好的耐久性，以确保长期稳定运行。
四、氨合成塔内件的优化为了提高氨合成效率和质量，氨合成塔内件需要不断优化。
以下是一些常见的优化措施：1.改进填料结构填料是氨合成塔内最常见的组件之一，其结构对传质效率和压降特性具有重要影响。
YD型φ1000氨合成塔内件使用评价
张震;李相成
【期刊名称】《中氮肥》
【年(卷),期】1998(000)004
【摘要】对ＹＤ型氨合成塔内件与三套管内件进行比较，对ＹＤ型内件的主要优，缺点进行了分析与评价。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】张震;李相成
【作者单位】安阳化肥厂;安阳化肥厂
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.266
【相关文献】
1.YD型φ1000氨合成塔内件使用情况分析 [J], 王克宏
2.YD型Φ1000冷激式氨合成塔内件出现的问题及分析 [J], 胡剑
3.YD型Φ1000冷激式氨合成塔内件在中型氨厂的应用 [J], 郭志强;郝现青
4.YD型Φ1000氨合成塔内件运行情况 [J], 李湘成;张金阳
5.氨合成塔内件(之二)——YD型冷激式氨合成塔内件 [J],
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各型氨合成塔内件比较
氨合成塔是用于合成氨气的关键设备，其内部组件的选择和比较对于
提高氨气的产量和纯度至关重要。
以下是各种类型的氨合成塔内部组件的
比较：
1. 吸收器（Absorber）
吸收器是氨合成塔中的关键组件之一，用于去除产生的废气中的不纯
物质。
在吸收器中，氨气与水接触并发生化学反应，形成水合氨。
常用的
吸收器类型包括板式吸收器、填料吸收器和静态混合吸收器。
板式吸收器
具有较高的传质效率和操作灵活性，但成本较高。
填料吸收器使用填料材
料增加了气液接触面积，但清洗和维护困难。
静态混合吸收器结构简单，
维护方便，但传质效率较低。
2. 变换器（Converter）
变换器是氨合成塔中的核心组件，用于催化氮气和氢气的反应生成氨气。
常见的变换器类型包括管壳式变换器和板式变换器。
管壳式变换器具
有较高的换热效率和维护便利性，但存在管壁堵塞和换热表面容易受到腐
蚀的问题。
板式变换器具有更大的冷却表面和更好的热传导性能，但清洗
和维护复杂。
3. 分离器（Separator）
分离器是氨合成塔中用于分离氨气和未转化的气体的重要组件。
常见
的分离器类型包括空气式分离器和液氨式分离器。
空气式分离器通过冷却
和压缩将氮气和氢气分离，然后将氢气再循环回变换器。
液氨式分离器通
过减压和冷却将氨气和未转化的气体分离，然后从液体中将氨气解吸出来。
空气式分离器具有较低的能耗和更好的气体分离效果，但液氨式分离器较为简单和便宜。
4. 加热器（Reactor Heater）
加热器在氨合成塔中的作用是提供变换器所需的热量，以促进反应的进行。
常见的加热器类型包括蒸汽加热器和电热加热器。
蒸汽加热器具有较高的换热效率和操作控制性能，但需要蒸汽供应系统。
电热加热器结构简单，维护方便，但能耗较高。
除了上述的组件比较，还有许多其他的内部组件对氨合成塔的性能也有影响，如循环泵、冷却器、压缩机等。
此外，选择适合特定应用的材料和适当的工艺参数也是提高氨合成塔效率和延长使用寿命的关键因素。
综上所述，不同类型的氨合成塔内部组件有各自的优缺点。
在实际应用中，应根据具体要求和条件选择最适合的组件和工艺方案，以提高氨气的产量和纯度。
