第一篇:合成氨生产工艺合成岗位1
合成工段(包括冷冻)
第一节工艺流程及主要设备
一、本工段任务
合成工段在合成氨生产中是最后一道工序,但在以碳化法生产碳酸氢铵的小氮肥厂里却只是一道中间工序。它的主要任务是在髙温、髙压和有触媒存在的条件下,将由精炼工段来的经过一系列处理的合格的氢氮混合气在合成塔内进行化合反应,合成为氨;气态氨经冷凝、分离得液氨。液氨在氨冷器中气化后,送往碳化系统加工,制取小氮肥厂的最终产品碳酸氢铵。多余的液氨可以作为商品氨出厂。未合成为氨的氢氮混合气继续在合成系统中循环。合成放空气和氨罐弛放气回收利用。
二、工艺流程简述
由精炼工段来的氢氮比约为3:1,含C0+C02<25ppm和少量CI^+Ar(1%左右)的氢氮混合气,经压缩机将其压力提髙至30MPa左右后送至合成系统,经过最终净化并换热升温后进入合成塔,在催化剂的作用下于450〜500℃左右进行氨合成反应。反应后,气体经冷却,冷凝成液氨,再在氨分离器中与没有反应的氢氮气分离,送往液氨贮槽。
在合成塔内,化学反应方程式如下: 3Hz+N2=一^2NH3+Q 贮槽内的液氨经氨冷器蒸发为气氨,送往吸收岗位制成氨水后送至碳化塔内吸收co2得碳酸氢铵、分离液氨后的氢氮气 再循环使用。
图12-1所示是年产5000吨型氨合成工艺所采用的一种流程。
液氨由来 冷却水 液氬去球
图12-1合成工艺流程图1一油分离器,2—氨冷器;3—冷交换器;4一合成塔, 5—软水加热器;6—水冷器丨7—氨分离器
如图,来自压缩机六段出口(七段压缩机则为七段出口)。加压至30MPa左右的精炼气(新鲜气)送至合成系统,在油分离器内与由循环机来的循环气混合;除去气体中的油水和微量C02,然后温度为30〜35'C的混合气进入冷交换器上部的换热器管内,和管外冷气体进行换热,被冷却至10〜20℃后进入氨冷器。气体被进一步冷却至一5〜0℃,至此气体中大部分气氨被冷凝为液氨,微量的水份被进一步除去;这部分气体再回到冷交下部的氨分离器,将气体中的液氨分离,气体则上升至冷交上部的换热器管外进行预热,温度达20℃左右,分主、副线两路进入合成塔进行反应。
现介绍并流扁平单管触媒筐、波纹板换热器内件气体流程。循环气主线气体自合成塔顶入口进塔,沿外筒与内套之间的环隙顺流而下,被内套所散发的热量预热,温度有所提高,进入内套下部的波纹板热交换器,与已反应的高温气体进行热交换,使其进一步预热到反应温度;然后由升气管上升到上集气环,气体在此被分配到各扁平冷管内,再下降到下集气环。在此过程中,气体将触媒层反应热带走,自身温度进一步提髙。然后气体由下集气环进入中心管,和由副线直接进入中心管内的气体汇合上升至中心管顶部,进入触媒层,进行氨合成反应。反应后高温气体从触媒筐底部进入下部的波纹板换热器,与主线来的气体进行热交换后,温度有所降低,由塔底气体出口管引出塔外。
自合成塔底部出来的含氨10〜13%、wo〜18or左右的气体进入软水加热器回收热量后,再经水冷器降低温度,气体中部分气氨冷凝为液氨。然后进入氨分离器将液氨分离,气体则进入循环机提高压力(补偿压力损失)后,再去油分离器与补充的新鲜气混合,重复进行上述循环。
氨分离器和冷交换器底部分离出来的液氨,通过放氨阀减压由放氨管线送往液氨贮槽。贮槽内液氨送至合成与精炼氨冷器内的盘管外面,作冷冻剂降低盘管内合成气和铜液温度,同时自身蒸发为气氨,经总管送往碳化吸收岗位制浓氨水,供碳化洗涤变换气并生产碳酸氢铵;或者送冰机压缩、冷凝为液氨,再供氨冷器循环使用,也可送往氨罐贮存;或送精炼工段补加到铜液中去。
在合成塔前与氨分离器后,分别设有塔前与塔后放空管,可以排放系统内气体,以降低循环气中惰性气含量。补充气进口阀前、设有放空阀、供精炼卸压和置换用。
液氨贮槽或氨冷器排油时,油内混有一定量的液氨,可在煮油器内用蒸汽加热,将液氨蒸发成气氨后回收。
冷软水经变换工段软水加热器回收变换气余热后至合成软水加热器,经回收合成余热后,送锅炉及其它用户。也有厂将部分软水送精炼工段铜液再生器用于加热铜液。
系统的放空气和液氨贮槽的弛放气,送等压吸收岗位,在净氨塔回收氨后,或去锅炉作燃料,或送分离岗位回收其中的氢等,或送造气吹风气回收岗位。净氨塔回收的稀氨水送碳化作无硫氨水。
需要补充的是,在上述流程中,新鲜气经油分离器补入合成系统,可以较好地防止精炼系统铜液带入合成塔。如精炼工段操作比较稳定,无油润滑过关也有将新鲜气补到冷交出口的氨冷器内,并将循环机和油分离器由水冷器后调整到合成塔之前,这样可减少系统压差,提高进入合成塔的气体压力,有利于合成反应。
三、主要设备及作用
(一)合成塔
合成塔是合成系统也是全厂关键的设备之一。它的作用是在一定的温度、一定的压力和有催化剂存在 的条件下,将氢、氮气体在塔内合成为氨。
合成塔的结构形式很多,有双套管型、三套管型、多层冷激型等,这里仅介绍并流扁平单管触媒筐、波纹板换热器型内件合成塔。如图12-2所示。
合成塔主要由外筒、内件和电加热器组成。1.外筒 是一圆筒形高压容器,由多层钢板卷焊而成(也有绕带式等其它形式)。塔体上、下部是锻钢件,比筒体厚,主要是因开孔、装螺丝而不致降低容器的承压强度。
内套
内套上部为触媒筐,下部为热交换器。触媒筐是装触媒的容器,由钢板焊成。筐底部有多孔板,并放有不锈钢丝网,以防止放置在上面的触媒漏下。触媒筐内还装有冷管和上、下集气环,其作用是将合成的反应热不断移出催化床,使气体在催化床中的反应过程能在最适宜的反应温度下进行。即在催化剂活性温度允许的范围内,气体在催化床中的反应温度分布,尽量接近最佳温度曲线,按先高后低的原则分布,随气体中氨含量增加而降低,这样可兼顾反应速度和化学平衡,提高氨合成率。
触媒筐下部是波纹板热交换器。它的作用是保证进塔冷气体经换热后,再进催化床冷管预热后能达到进入催化床的活性温度要求。换热器在结构上还有列管式、螺旋板式等。
热交换器中夹有一根冷气管。从副线来的气体不经热交换器而直接由此进入中心管,用来调节触媒层温度。
3.电加热器
电加热器由两根镍铬合金钢条串联而成,安装于触媒筐的中心管内。主要用于开工升温,触媒还原和操作不正常时补充能量。
(二)软水加热器
软水加热器为套管式结构。内管走高压气,套管间走软水。它的作用是加热软水,回收合成塔出口高温气体热量。
被加热的软水可供精炼系统加热铜液和送锅炉或变换作用。
(三)水冷却器
水冷却器为淋洒式排管结构。它的作用是进一步冷却出塔气体,使部分气氨冷凝并在氨分离器中分离。一般气体经水冷凝后,可以被冷却到40"C以下„
排管上方有淋洒水槽,水自上而下淋洒,与气体逆流间接换热,移走气体中热量,经下部集水池排走。
图12-2合成塔1—电极杆》2—电炉丝小盖13—大盖;内套上盖;5—高压外筒;6—触媒筐冷管;7—钢丝网;8—波纹板换热器;
9一冷气管;10—电炉丝》11—触媒筐; 12—中心管;13—测温套管
图12-3氨分离器 1 一气体进口》2—气 体出口; 3—进气管,4 —档板》
5—液 氨出口
(四)氨分离器
氨分离器是园柱形高压容器,分离装置在容器内。如图12-3所示。它的作用是分离水冷后合成气中的液氨。
(五)循环机 图12-4循环机1_皮带轮;2—主轴;3—十字头f4—活塞杆;5—活塞j6—气缸;7—注油孔;8—循环气入口t9—循环气出口
高压气体在系统中循环,要克服设备、管道的阻力,压力逐渐降低。这部分压力补偿是通过循环机来实现的。因此,循环机的作用就是提高循环气压力,克服系统阻力,使气体保持压力循环。
循环机有立式和卧式两种。图12-4所示为立式双列复动活塞式压缩机,型号为Z24-0.8/290—320,打气量48ms/h。
(六)油分离器
气体经循环机压缩后带有油,故送入油分离器,同时,在此汇合的补充气中含有水分、微量的二氧化碳(几个PPm)及其它杂质,这些有害物质,进入合成塔内能使触媒中毒,必须除去。油分离器就是用来除去循环气中的油分和水分的设备,它的除油水的作用主要是通过碰撞和离心作用实现的。微量的0:02气与循环气中的氨作用,生成碳铵结晶也在此除去。油分离器的构造如图12-5所示。
(七)冷交换器
冷交换器分为上下两部分。上部是换热器,起换热作用,管内热气体从油分离器来,管外冷气体从冷交下部氨分离器来,经冷热交换,降#进入氨冷器气体温度,减轻氨冷器负荷,回收冷量;同时提髙合成塔进口气体温度。下部相当于一只氨分离器,起二级分离作用,以分离氨冷后气体中的液氨。冷交的构造如图12-6所示。
(八)氨冷器
氨冷器的作用是利用液氨蒸发吸热,将循环气进一步冷却,使循环气中的气氨继续冷凝,从而在氨分离器中得到分离,以保证进塔气体中的氨含量合乎工艺要求;同时,液氨在冷凝过程中也将气体中所含有的水蒸汽冷凝、吸收,使气体得到精制。
氨冷器的构造如图12-7所示。图12-5油分离器1_气体进口》2_气体出口;3~填料层(尼龙网)H—中心管;5—嫘旋管《6~祥油口图 12-6冷交换器1—热交换器;2_热交换器列管环形档板—分气盒;4一氧分离器》5—上部中心管>6—下部中心管 氨冷器为一园柱形压力容器。器内装有蛇形高压盘管,气体走管内,液氨在管外。器顶装有液氨雾沫分离器,用于除去蒸发出来氨气中所夹带的液氨雾滴。
(九)液氩贮横液氨贮槽又称氨
罐,为卧式长圆筒形或球形的中压容器。图12-8所示为卧式氨罐。它的主要作用是贮存和计量液氨。
液氨贮槽的最大允许操作压力为1.6MPa„贮槽装有液位计,用于观察和计量槽内液氨量。在贮槽的上部装有安全阀,当贮槽压力超过操作允许压力时能自动跳开而使槽内压力降低。在贮槽上部还有气体排放阀,用来经常排放贮槽内的弛放气(如氢、氮、甲烷等),使贮槽压力维持不大于1.6MPa。
四、冰机岗位的工艺流程及主要设备
(一)冰机岗位的任务在合成氨生产中,氨合成系统需把循环气冷却到o〜一5℃或者更低的温度,铜液再生系统也需把铜液冷却到8〜15℃,这温度是水冷所不能达到的。在生产中是在水冷器之后再设氨冷器,液氨在氨冷器中蒸发汽化吸热,达到降低循环气和铜液温度的目的,这就是冷冻操作。冰机岗位的任务就是将气氨压缩、冷凝,使之液化,然后将液氨送往氨罐或直接送入氨冷器蒸发制冷以满足合成氨生产中冷量的需要(图12-8)。
水
(二)系统流程简述
冰机岗位流程如图12-9所示。来自精炼,合成氨冷器的气氨进入气氨总管,经气液分离器分离掉由氨冷器夹带来的液氨雾滴、水分等杂质,进入冰机进行压缩。压缩至1.6MPa,再进入油分离器,将油分离后,进入水冷凝器的管间,被管内的水冷却为液氨。冷凝下来的液氨积于容器下部,经排出管线送合成液氨贮槽;或直接送合成与精炼系统的氨冷器,供循环使用。
水冷凝器上侧装有弛放气管,当冰机出口压力过高时,可通
图12-7氨冷器 1 —气氨出口》2—上部连通管t 3—过管上的减压阀使部分气体减压后送碳化吸收岗位®收;或由放空管部除 沫器:4—外壳f 5—液氨入口> 6—循 环气出分放空。口》7—下部连通管f 8—液位计* 9 一蛇形盘气液分离器,油分离器及水冷
管;10—循环气进口
凝器排放出来的油水和液氨混合物,导入煮油器。通过蒸汽加热,使
3—水槽|4一水分布器混合物中液氨气化后回收至气氨总管。油水等杂质器底排出。
图12-10水冷凝器 1一冷凝器外壳f 2—列管;
图12-8液氨贮槽1一液位计>2—安全阀;3—气体排放阀;4—压力计口
目前有些小氮肥厂,由于合成净值的提高,循环气量减小,采用新型保冷材料等原因,使生产需要的冷冻量大大减小,加之高位吸氨的采用等,在碳化流程中,生产过程中的液氨蒸发(气氨供碳化工段)巳能满足冷冻量的要求,做到了少开甚至不开冰机,大大节约了电耗。
气氨来自
图12-9冰机岗位流程图
1一气液分离器;2—冰机;3—油分离器;4一水冷凝器;5—煮油器
(三)主要设备及其作用 1.水冷凝器
为立式园筒形容器,如图12-10所示。器中装有列管,冷却水由器上、中部进入管内,管外为气氨。水冷凝器的主要作用是利用水冷却经压缩后的气氨,使其冷凝为液氨。
图12-11冰机1一皮带轮;2—曲轴;3—连杆;4一活塞t5—齿轮油泵; 6—气缸》7—进气活门;8_排气活门;9一水套管;10—机座(曲轴箱)
冰机是本岗位的主要设备。它的作用是将气氨压缩以使其在常温下能经水冷却而凝为液氨。常用的型号有2AL~15型,冷冻能力313800mJ/h;8AS-12.5型,冷冻能力627600mJ/h等。如图12-11所示为2AL~15型。
第二篇:合成氨合成2015工作总结
化工厂年终工作总结 伴着寒冬的来临,又来到一年的岁末,而这个既有压力又有动力,既有欢乐又有忧愁的2015年,也即将一步一步的走过。在这一年里,无论是公司还是我自己都有特别大的变化,从年初只有总变、锅炉、水处理、蒸汽管网运行,到现在各个装置都已经正常运行;从最初只了解一些理论的知识,到现在经过原始开车积累了一些实际操作的技能。
在这一年里,我们每时每刻都要提到的那就是安全。有句话说的好“安全第一,其他的都是零”。安全就像财富一样,只有前面的一存在,后面的零才越多越好,才会为社会创造更多的利益;才会为公司创造更多的效益;才会实现自己真正的价值。这样才会给自己的一生创造更多的财富。安全,无论到任何时候都是一个永恒的话题,无论是在上班中我们所处的化工厂中,还是在下班以后的生活中,安全必须是我们永远都不要忘记的。在工作中,安全的操作则会给公司带来更多的效益,给自己带来更好的机会,给同事带去更多的信任,给家人带去更少的担心。在生活中,更要做到保护自己、家人和身边的人的安全,这样社会才会更快更好的持续的发展下去。
年初的一月到三月,是我们开车前的准备阶段,虽然当时的天气真的是很冷,但是作为**的员工,我们会去战胜它。这两个月我们基本都是在作气密,每天我们都在现场检查每条管线与管线连接处、管线与设备连接处是否有泄露,一旦发现有泄露,及时保运的人员去处理,由于每个装置都在作气密,所以我们也会参与进来一起处理漏点,这样增加了工作效率,尽快的完成气密任务,为装置开车做好准备。在气密过程中,让我学到了以前都想不到的问题,也积累了很多的经验,也成长了自己。另外还有一项很大的任务那就是氨罐的引氨工作,在氨罐已经做好万全的准备之后,我们就开始向氨罐引氨。刚开始我们还是有些畏惧,但是经过领导的点拨和指导,我们都能独立的完成这个任务。引氨之后,那就是冷氨泵的试泵工作,从冷入口管线、冷泵、试泵一系列的工作都顺利完成,并且都能独立操作让领导放心。
进入了四月份,就是**公司今年一个最重大的任务,那就是装置的原始开车。在冷冻回路气密、氮气置换完成之后,就到了冷冻回路的引氨工作,从冷氨泵的冷泵、启泵,到氨加热器调整蒸汽从而调整引氨温度,都顺利的完成。然后就到了冷冻回路建立液位,气氨置换工作,为氨压机的顺利试车做好准备。随着各项准备工作都已完成就到了气化炉点火投料的阶段,再到变换、甲醇洗、液氮洗、合成回路的引气工作,都有条不紊的进行着。在合成回路引气的时候,合成岗位就面临一个很大的任务,那就是合成塔催化剂的升温还原工作。
在合成塔催化剂的升温还原中,我每天都在学习着,记录着,不错过每一个升温阶段所表现出来的现象,也是让自己学到更多的知识和技能。另外在合成塔催化剂升温还原中还有厂家的在旁边指导,每天按着厂家的要求去做,同时在升温的过程中也积累了一点经验,然后自己尝试着去调整,最终都能独立的完成这个升温还原的任务,见证合成塔产氨的全部过程,然后一起去见证**公司顺利出尿素的过程。
在接下来的两三个月中,我们每天都在细致的去调整工艺参数,保证装置的稳定运行。到了九月份,公司就当时的情况准备了一次小修,消除装置运行中的一些隐患。在小修过程中,我们分成小组,每个小组去跟踪几个小修的任务,尽量用最短的时间来完成这次小修的任务,各个装置又顺利的开车成功,进入稳定运行状态。
在十一月份到现在,各个装置在公司领导和每一位员工的共同努力下,完成装置原始开车后的第一个50天长周期联运。在这个过程中,我们经历了严冷的寒冬、空压机的轴瓦温度偏高、气化炉的压差等等问题,每一位领导和员工都顶着压力完成长周期联运。这个长周期联运离不开公司领导的大力支持,也离不开每一位员工在寒冷的冬天认真的巡检,将各种隐患消灭在萌芽中,保证装置安稳长满优运行。
在这一年的时间里,我也存在很多的不足之处。比如学习不够积极主动、不爱利用下班的时间去学习、有的时候不去深挖问题得原由等等。所以我要积极主动的拿出下班的时间来学习,储备更多的理论知识和提升自己的操作技能。
2016年,在装置都稳定运行的前提下,我们更要注意现场高温高压、易燃易爆、有毒有害物质,所以我们要把安全放在第一位,不要让安全事故发生在我们身边,做到“在岗一分钟,安全六十秒”、“重视一伸手,防止误操作”。另外我更要一步一个脚印的去学习其他岗位的操作,掌握更多的操作技能,积累更多的操作经验,同时也应该多储备一下自己的理论知识,为公司装置的稳定运行贡献自己的一份力量,从而使自己得到成长。
第三篇:合成氨生产工艺见习报告
合成氨生产工艺见习报告
系
别:专 业:班 级:学 生:学 号:
化 学 化 工 学 院
化 学 11化学
于静 2011021004
合成氨生产工艺流程
一、见习目的和意义
通过见习使我们了解合成氨工艺的生产流程,规划和工艺参数的控制,以 制取氨成品。学会收集各种资料和数据参数,判断工艺过程的实际情况,培养理论联系实际的习惯。同时也是对化工生产知识的实践,培养运用化工专业理论知识,分析和解决实际问题的能力。对化工生产也有一定的了解,为以后的就业打下基础。理论联系实际,是一种全新的领域,不仅加深对合成氨工艺流程的了解,对具体化工设备的感性认识,还培养学习兴趣的勇于创新的精神。
二、见习要求
1.听从老师和企业工作人员的安排指导,有秩序,有礼貌,遵守工厂的相关规定。
2.认真听取工作人员的讲解介绍,有问题及时虚心提问,有意见建议要有礼貌地提出并做好相应的笔记。
三、见习时间
2014-9-20
四、见习单位
牡丹江师范学院-理工楼-实验室
五、产品简介
氨(Ammonia,即阿摩尼亚),或称“氨气”,分子式为NH3,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。氨对地球上的生物相当重要,它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途,氨是世界上产量最多的无机化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。
六、见习内容
1.生产的产品只要以煤为原料是合成氨,其常见过程为:
造气→半水煤气脱硫→压缩→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
造气: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。
净化: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。
氨合成:将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下:
N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol 2 生产流程简述
合成氨的典型工艺流程介绍
合成氨的生产过程包括三个主要步骤:原料气的制备、净化和压缩和合成。
(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+H2O→H2+CO2 ΔH=-41.2kJ/mol;
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、聚乙二醇二甲醚法等。
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,聚乙二醇二甲醚法,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。
③ 气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的最终净化,即精制过程。
目前在工业生产中,最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm/ m以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。
33(3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。3 生产工艺流程图
4.工业生产中所涉及到的主要反应式为:
(1)3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)(2)CO2+H2O==CO+H2(3)NH4HS+O2→S+NH3·H2O(4)NH3·H2O+HS→NH4HS+H2O(5)NH3·H2O+ CO==NH4HCO3
七、主要设备简介
1.造气炉:以煤为原料加入水蒸气在催化剂、高温、适当温度的条件下合成原料气氢气。2.压缩机:压缩气体,扁于储存和运输。
3.脱硫塔:出去反应过程中产生的硫,提高产品纯度和防止催化剂中毒。4.旋风分离设备:除去生产过程中未反应的颗粒和粉尘。5.换热器:对流体冷却或加热,达到反应或生产需要。6.吸收塔:吸收或脱出生产过程中不需要的物质。
八、见习体会
在见习的过程中,自己学到了许多原先在课本上学不到的东西,这次实习带给我们的不仅仅是经验,它还培养了我们刻苦的精神和谨严当真的风格。此次见习使我们学到了很多书中学不到的东西,它使我们懂得视察生活,敢于探索生活,也为我们多方面去意识和了解生活供给了一个契机。它是生活的一种能源,增进我们知、情、意、行的构成和和谐的发展,赞助自我完美。有些老师不仅教我们实习的内容,还教我们如何学习,如何做人,让我们学到了课本上学不到的知识。
任何理论和知识只有与实习相联合,能力施展出作用。而作为思维可塑性大的我们,不能单纯地依附书本,还必需到实践中测验、锻炼、立异;去造就科学的精力,良好的品格,高贵的情操,文化的行动,健康的心理和解决问题的能力。
为期一天的见习落下了大幕,总的来说这次为期一天的见习是一次有趣且必将影响我今后的学习工作的重要的教训。
保险第一 , 在产业生产中,安全要摆在第一位,是至关重要的!这是每个老师给我们的第一忠告。
现在想想从前的这段难忘时间,其中味道,只有亲自阅历的人才能体会得到。通过学习各种工种,我们了解了很多机加操作的原理和过程,大抵把握了一些操作工艺与方法,还有以前的那些生疏的专业名词现在听来都是那么熟悉亲热!见习给我们带来的那些经验与感触,却是对我们每一个人的工作学习生活来说都是一笔无价之宝的财富。
一起见习的同学也让我受益非浅。真挚的彼此激励加油,相互了解自己没有发现的问题,然后请教老师来解决我们之前所不知道的问题,相互学习,彼此促进。一天的见习更象是一个集体活动,拉近我们彼此的间隔,弥补了曾经存在的距离,群体主义的魅力得到了彻彻底底的展示!大学里连同班同学相处的机会都很少,感激这次见习给了我们这样一个机会。这样的活动值得教育部分的借鉴。
短短的一天时光,我们在实习中充实地渡过了,我们学习的知识虽然不是很多,但通过这次让我们明确了我们需要实际学习控制的技能还很多、很多。假如我们不常常加入这方面的实习,我们这些大学生将来恐怕只能是“夸夸其谈”。社会需要人才,社会需要的是有能力的人才。我们新世纪的大学只有多参加实践,才能保障在未来的社会竞争中有自己的地位。
九、小结 一天的的见习转眼而过,回顾实习生活,我在实习的过程中,既有收获的喜悦,也有一些遗憾。那就是对化工生产的有些工作的认识仅仅停留在表面,看人做,听人讲如何做多,亲身感受做具体处理一些工作少,还未能完全领会其精髓所在,但也使我对化工生产有了深层次的感性和理性认识,对化工工艺流程有了更深了解。因此在今后的学习中,可以根据不同内容,实习和理论学习相结合,灵活采用更有效的方法。在此我还要感谢老师给我们见习的机会,更感谢化学化工学院教研室的领导、教授、老师以及所在工厂的学长对我们的倾囊相授,为我的将来走上化工生产这条路,开启一扇通往成功的大门。
第四篇:合成岗位工作标准
合成岗位工作标准 适用范围
本标规定了合成的岗位职责、工作权限、工作程序、岗位任职条件、检查与考核,本标准适用于邯郸冀南化工股份有限公司合成岗位。
2岗位任职条件
2.1 爱岗敬业,坚持原则,认真负责,热爱本职工作。2.2 具有合成操作经验。
2.3身体健康,能适应本职工作的需要。
3岗位职责
3.1严格遵守合成操作规程
3.2按有关合成操作的规定操作,按时巡检,及时调节循环量,循环气中的甲烷含量控制在指标内。
3.3 严格执行安全制度,确保安全生产。工作时间不得擅自离职,不得请非合成工代班,以防意外事故的发生。
3.4 注意控制好氨冷温度和 精炼的送氨、输氨量,调节好各氨分放氨量,防止串气和带氨。
4工作权限
4.1严格遵守合成操作规程。4.2有权拒绝违章指挥和违章作业。
4.3有权接受有关本岗位业务技能、安全、应急方面的培训教育。4.4 有权拒绝闲杂人等进入合成操作室。
5工作内容与要求 5.1按有关合成操作的规定操作,精心操作、按时巡检,确保设备正常运行。
5.2 严格执行工艺指标,按触媒热点温度波动范围,及时调节循环量,并将循环气中的甲烷控制在指标范围内。5.3 做好合成操作记录,确保记录数据及时准确。
5.4 做到系统运行情况的勤调、细调和预见性调节,使热点温度波动在10℃左右,并应摸索减少循环机负荷的操作方法,降低电耗。5.5 遵守合成操作规程,稳定操作,严禁超压。5.6 无违规违纪现象。认真执行工艺指标,检查与考核
本工作标准执行情况由车间主管领导检查与考核,每半年一次。
第五篇:合成氨(范文)
合成氨生产技术综述
一.合成氨生产技术的发展过程及生产技术现状
1.传统型蒸汽转化制氨工艺阶段
从20世纪20年代世界第一套合成氨装置投产,到20世纪60年代中期,合成氨工业在欧洲、美国、日本等国家和地区已发展到了相当高的水平。美国Kellogg公司首先开发出以天然气为原料、日产1 000 t的大型合成氨技术,其装置在美国投产后每吨氨能耗达到了42.o GJ的先进水平。Keuogg传统合成氨工艺首次在合成氨装置中应用了离心式压缩机,并将装置中工艺系统与动力系统有机结合起来,实现了装置的单系列大型化(无并行装置)和系统能 量自我平衡(即无能量输入),是传统型制氨工艺的最显著特征,成为合成氨工艺的“经典之作”。之后英国ICI、德国uhde、丹麦T0psoe、德国Br肌n公司等合成氨技术专利商也相继开发出与KeⅡogg工艺水平相当、各具特色的工艺技术,其中Topsoe、ICI公司在以轻油为原料的制氨技术方面处于世界领先地位。这是合成氨工业历史上第一次技术变革和飞跃。
2.低能耗制氨工艺阶段
2.1低能耗制氨工艺
具有代表性的低能耗制氨工艺有4种:Kellogg公司的KREP工艺、Braun公司的低能耗深冷净化工艺、uHDE—ICI—AMv工艺、Topsoe工艺。与上述4种代表性低能耗工艺同期开发成功的工艺还包括:①以换热式转化工艺为核心的IcI公司LCA工艺、俄罗斯GIAP公司的Tandem工艺、Kel.1099公司的KRES工艺、Uhde公司的CAR工艺;②基于“一段蒸汽转化+等温变换+PSA”制氢工艺单元和“低温制氮”工艺单元,再加上高效氨合成工艺单元等成熟技术结合而成的德国Linde公司IAC工艺;③以“钌基催化剂”为核心的Kellogg公司的KAPP工艺。低能耗制氨工艺技术主要以节能降耗为目的,立足于改进和发展工艺单元技术,其主要技术进展包括:
①温和转化。一段转化炉采用低水碳比、低出口温度、较高的出口cH4含量操作,将负荷转移至二段转化炉;同时二段转化炉引入过量空气,以提高转化系统能力。②燃气轮机。使用燃气轮机驱动空气压缩机,并与一段转化炉紧密结合。③低热耗脱碳。采用低热耗Be面eld或。一MDEA脱碳,以降低能量消耗。
④深冷净化。Braun公司采用深冷净化,在合成气进入氨合成回路之前脱除其中的cH4和部分Ar,并调节合成气中H2与N2摩尔比为3:1;uhde—IcI—AMV采用深冷净化,在氨合成回路之中回收弛放气中的H2。
⑤效率更高的合成回路。采用新型氨合成塔和低压高活性催化剂,以提高氨合成转化率、降低合成压力、减小回路压降、合理利用能量。Kellogg公司采用卧式径向合成塔和小颗粒、高活性催化剂;uhde公司和T0psoe公司均采用了立式径向流动合成塔 和小颗粒、高活性催化剂。
2.2 以部分氧化工艺为核心的重油或煤气化
(1)重油气化。以部分氧化工艺为核心的重油气化技术,主要有SheⅡ和Texaco两家公司的技术。自1956年开发出第一台渣油气化炉至今,世界上先后建成了140多套装置,用于合成氨、甲醇、纯氢和羰基合成等。由于国外以重油为原料的合成氨装置所占比例很小,且近年来受到石油危机和洁净煤气化技术的挑战,竞争力较差,其技术进展不大。主要 的进展包括:①结构多样化、气化压力提高、设备大型化;②改进气化炉烧嘴,以降低氧/油比、蒸汽/油比,从而降低氧耗、汽耗,改善经济性;③改进雾化喷嘴的结构和材质,以适应石油深加工带来的重油重度加重的问题;④炭黑回收部分开路,以适应石油深 加工带来的重油原料中重金属含量升高的问题。
(2)煤气化。20世纪80年代初到90年代末,煤气化技术再度引起人们重视,对洁净煤气化技术进行了大量的开发研究,取得了重大的进展,开发出众多的煤气化技术,包括:以Texaco公司和Destec公司为代表的水煤浆气化、以sheu公司和德国Prenno公司为代表的粉煤气化、以Lu蛹公司为代表的固定床煤气化等。并率先在IGcc领域进行了示范性大型化商业化装置的运转,Texaco工艺和Lu蛹工艺在合成氨生产中也得以应用,并取得了良好的效果。2.3 传统型制氨装置的节能增产改造 以节能降耗为目的的技术开发成果,在传统型合成氨装置的节能改造和增产改造中也得到了广泛的应用;同时针对传统型合成氨装置,也开发出了许多新的节能和增产技术。在20世纪80年代中期到90年代中期,传统型合成氨装置大多进行了2轮技术改造,基本实现了节能增产的目标,技术水平大大提高,缩小了与低能耗制氨工艺的差距。
(1)第一轮改造。主要采用节能降耗新技术,改造后,传统天然气合成氨装置每吨氨的能耗由41.87 GJ降至35.7 GJ左右,传统轻油合成氨装置每吨氨的能耗下降为37.16 GJ。其采用的技术主要包括:一段转化炉烟气余热回收预热燃烧空气;增设转化炉蒸汽过热烧嘴;脱碳改为低热Benfield;合成气压缩机前加氨冷器;采用casale或Topsoe轴径向内件对合成塔内件进行改造。
(2)第二轮改造。主要采用节能增产新技术,将产量扩充至日产l 200 t以上,传统天然气合成氨装置吨氨能耗进一步降至32.7 GJ,其采用的技术主要包括:空气压缩机、合成气压缩机汽轮转子扩能增效;一段转化炉管更新为大口径薄壁HP50管;一段转化炉对流段空气预热器盘管改造;二段转化炉更换新型烧嘴;高温变换炉和低温变换炉安装内件,成为轴径向炉;增设小低变炉;脱碳在四级闪蒸的基础上进一步改造。
3.装置单系列产量最大化阶段
近10年来,由于低能耗装置吨氨能耗已经降至28 GJ的水平,接近了理论能耗数值(22 GJ),节能降耗的余地已经很小(预计合成氨装置吨氨能耗将难以降低到26 GJ以下),而且即使能够降低,其对装置的经济性也将很小。基于此,为了进一步改善装置的经济性,技术专利商均开始转向以实现单系列合成氨装置产量最大化为首要目标的研究开发。与此同时,在高油价背景下,用煤等劣质原料制氨重新受到重视,以Texaco水煤浆气化和Shell粉煤气化为代表的煤气化技术在改造和新建装置中得到了使用。3.1装置单系列产量最大化
世界级合成氨装置的规模越来越大,以利用较大的产量带来规模经济效益。20世纪80年代投产的世界级合成氨装置的平均产量为1 120 t/d,而最近投产的世界级合成氨装置的产量大多已接近2 000 t/d,且主要按照现有技术进行放大。至今为止,uhde公司已经推出了日产3 300 t合成氨技术,KBR、Topsoe、Lu蛹公司均推出了日产2 000 t合成氨技术。(1)uhde技术
①加氢脱硫原料气在脱硫工段对加氢反应器和脱硫反应器的尺寸没有限制,很容易增加气体流量。必要时可以安装2台脱硫反应器,从而允许装置运行时更换反应器中的氧化锌。②工艺实践证明,离心式压缩机和整体齿轮式离心压缩机适用于产量高达3 000 t/d的装置。
③开发出具有内部绝热冷气出口管的顶烧式一段转化炉,易于应用任何产能的装置,而不需改变其基本结构。2台最大的一段转化炉为甲醇生产合成气装置,分别装有630根和920根管子。3 000 t/d合成氨装置所用的一段转化炉采用最新设计和材料,只用了460根管子。④二段转化炉也可用于产能增加的装置,其特点是通过安装在容器壁的喷嘴增加工艺空气。其优点是通过涡流形式注入空气,可以达到工艺空气与转化气的适当混合。充分的驻留时间允许在燃烧区完全反应,同时避免内件过热和火焰冲击。⑤为满足大型装置一氧化碳变换对催化剂容量的要求,可以设计用于高温和低温一氧化碳变换的反应器。
⑥二氧化碳脱除推荐使用BAsF公司的MDEA工艺,在能量和热量平衡方面最符合uhde公司的理念,并且将对大型装置没有限制。
⑦合成气压缩对于当前2 200 t/d装置,制约产能的主要因素是合成气压缩机。uhde公司正在开发一种新型合成气压缩机,这种压缩机适用于未来产能可高达3 000 t/d的装置。⑧氨合成回路设计基础是3层2个合成塔,废热锅炉位于各反应器下游。所有工艺和容器的设计参数都满足大规模装置的要求。
⑨uhde公司在sAFcO合成氨装置中,通过采用“双压氨合成工艺”,巧妙地突破和解决了合成气压缩机和合成回路对装置单系列产能为3 000 t/d的限制,应用于已在2 000 t/d合成氨装置中验证过的工艺过程和设备,率先实现了3 300 t/d合成氨的目标。BAsF公司在比利时采用uhde技术建成了2 060 t/d的合成氨装置。“双压氨合成工艺”在合成气压缩机2个压缩气缸之间设置新鲜合成气的低压氨合成系统,低压缸出口压力为11 MPa,与低压法氨合成相匹配,并在此系统中分离部分产品;之后在低温下进一步压缩至21 MPa,进入氨合成回路进行高压氨合成。这样不仅减少了合成气压缩的量,而且也减小了合成回路的设备尺寸。
减小了合成回路的设备尺寸。(2)Kellogg技术
①Kellogg公司和Bm帅&Root公司合并为KBR公司之后,在特立尼达采用KBR(KAAP)工艺建设了4套2 000 t/d的合成氨装置。
②KAAP工艺以钌基催化剂为核心,由于该催化剂具有低压、高活性的特点,与其他催化剂相比其用量较少;合成回路能够在较低压力下运行,且合成回路的氨转化率高。低压操作可以使用单系列合成气压缩机,并节省装置投资。KAAP催化剂的高活性使大产能成为可能,同时不需要较高的压力和多台合成塔。
③KBR公司也设计了4 000 t/d装置,除了一段转化炉和氨合成塔为并列设置外,其他设备均为单系列。(3)Topsoe技术
Topsoe公司合成氨技术的最新进展包括:改进的转化炉设计;用于二段转化炉的新型管式烧嘴;改进的S一200氨合成塔设计;中压蒸汽冷凝液汽提;改进的触媒结构。这些新技术在拉丁美洲的2个世界级规模的项目中得到应用。Pmfeni项目的特点是2 050 t/d合成氨装置与3250 t/d尿素装置单系列配套生产。该装置构成世界上最大的农用合成氨/尿素联合工厂,其最终产品是粒状尿素。其合成氨装置采用Topsoe公司低能耗合成氨工艺,包括脱硫、一段和二段转化、二步变换、MDEA法二氧化碳脱除、甲烷化、压缩、S一200氨合成回路、氢气回收装置和产品回收。转化炉使用现代转化炉管材,并对侧烧炉设计进行了改进,允许在更高的压力和热流下操作。转化炉设计紧凑,只用了264根管子。通过引入新的管口烧嘴,增加了整套装置的稳定性。改进的催化剂允许减小转化炉尺寸。当原料气中碳氢化合物比例较高时,Topsoe工艺包括1台预转化炉,将碳氢化合物转化为甲烷、碳氧化合物和氢气。如果把来自预转化炉的气体加热到650℃左右,那么一段转化炉的负荷可降低25%以上。这样,为3 000 t/d装置设计一段转化炉就不再困难了。二氧化碳脱除采用BASF公司的MDEA工艺,该部分装置的流体流速非常高,因此需要大型设备,低压容器的直径在6 m左右。氨合成系统以T0psoe s一200径流式氨合成塔为基础,回路压力19.12 MPa,以获得较高的单程氨转化率,氨合成塔的直径只有3 m。如果要求产量达到3 000 t/d,那么可以在s一200合成塔后再增加一个单层径流式S一50合成塔。(4)Lurgi技术
h蛹公司开发出以“自热转化ATR”为核心技术的Megammonia工艺。Megammonia工艺装置包括自热转化(6 MPa,ATR)、高温变换(5.5 MPa,HrI's)、气体净化(5.2 MPa,RNwu)、氨合成(20 MPa,Synth.)等工艺单元。3.2合成氨装置的结构调整
由于石油价格的飞涨和深加工技术的进步,以“天然气、轻油、重油、煤”作为合成氨原料结构、并以天然气为主体的格局有了很大的变化。基于装置经济性考虑,“轻油”和“重油”型合成氨装置已经不具备市场竞争能力,绝大多数装置目前已经停车或进行以结构调整为核心内容的技术改造。其结构调整包括原料结构、产品结构调整。由于煤的储量约为天然气与石油储量总和的10倍,以煤为原料制氨等煤化工及其相关技术的开发再度成为世界技术开发的热点,煤有可能在未来的合成氨装置原料份额中再次占举足轻重的地位,形成与天然气共为原料主体的格局。
原料结构调整主要是“油改气”(利用部分氧化工艺将原料改为天然气)和“油改煤”(利用煤气化工艺将原料改为煤或石油焦)。原料结构调整方案中主要考虑的是资源条件及其地理位置,以经济效益(包括装置投资、操作费用、生产成本)为标准进行确定。天然气是合成氨装置最理想的原料,且改造时改动量最小、投资最省,应以优先考虑;但如果不具备以天然气为原料的基本条件(资源和地理位置),则以“原料劣质化”为主,进行“煤代油”或“渣油劣质化”的技改。为了尽可能地增大投资效益,可以适当扩大气化部分的规模,通过“配气方案”实现氮肥一C,化工及其衍生物产品的联合生产,以实现产品结构的调整。这样不仅联合生产装置投资较低,而且能够实现合成气的有效合理利用,操作费用和生产成本将会大幅度降低,经济上将更加具有竞争力。目前上述结构调整工程已经开始实施,由于资源条件及其地理位置的原因,对轻油型合成氨装置进行了“油改煤”的技术改造,而重油型合成氨装置则进行了“油改气”技术改造,并取得了预期效果,有力地推动了天然气部分氧化工艺技术和煤气化工艺技术的进步。
4.现状
中国的氨气大多数产自煤气化,世界氨气主要由天然气生产.目前我国是世界上合成氨量最大的国家,拥有大型氮肥装置共计三十四套,有十七套以天燃气为原料,六套以轻油为原料,九套以重油为原料,还有两套以煤为原料。这三十四套大型氨肥装置每年可以生产大约一千万吨氨肥,其下游产品主要包括了硝酸磷肥和尿素。除此之外,我国还有五十五套中型合成氨装置,包括三十四套以煤和焦油为原料的装置,九套以渣油为原料和十二套以气为原料的装置。这五十五套中型合成氨装置年生产能力约为五百万吨,下游产品主要是尿素和硝酸铵,我国还有一百一十二套经过改造生产尿素,原料以煤,焦炭为主的氨合成装置。其中以煤,焦炭为原料的占 96%,以气为原料的仅占 4%。我国引进大型合成氨装置的总生产能力为1000万t/a,只占我国合成氨总能力的1/4左右,因此可以说我国氮肥工业主要是依靠自力更生建设起来的。在此过程中,研究开发了许多工艺技术,促进了氮肥生产的发展和技术水平的提高,包括:合成气制备、CO变换、脱硫脱碳、气体精制和氨合成技术。除上海吴泾化工厂为国产化装置外,其他均系从国外引进,按照专利技术分:以天然气和轻油为原料的有Kellogg传统工艺(10套)、Kellogg-TEC工艺(2套)、Topsoe工艺(3套),及20世纪90年代引进的节能型AMV工艺(2套)、Braun工艺(4套)、KBR工艺(1套);以渣油为原料的Texaco工艺(6套)和Shell工艺(3套);以煤为原料的Lurgi工艺(1套)和Texaco工艺(1套),荟萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术。20世纪七八十年代引进的天然气合成氨装置均已对其进行了以节能降耗和扩能增产为目的的两轮与国外装置类似的技术改造,合成氨能耗由4187GJ/t降至3349GJ/t,生产能力提高了15%~22%;轻油型合成氨装置也进行了类似的增产节能技改,将能耗降至372GJ/t,生产能力提高了15%左右。20世纪80年代引进的渣油型合成氨装置也进行过增产10%的改造,主要改造内容是气化装置增设第3系列,空分工艺改为分子筛流程,目前已经具备了实现1100万t/a合成氨的条件。20世纪90年代,在高油价和石油深加工技术进步的双重压力下,为了改善装置的经济性,多套装置开始进行以原料结构和产品结构调整为核心内容的技术改造,原料结构调整包括轻油型装置的油改煤(采用Shell或Texaco煤气化工艺,以煤替代轻油)、渣油型装置的油改气(采用天然气部分氧化工艺,以天然气替代渣油)或渣油劣质化(使用脱油沥青替代渣油);产品结构调整包括转产或联产氢气、甲醇等。
中国科技大学及中国科学院大连化学物理研究所等科研机构在NsR催化技术领域催化剂性能和结构方面作了初步研究。目前,日本丰田汽车公司和美国福特(Ford)汽车公司在NsR催化技术领域的研究成果显著,前者占据了日本国内市场,正在开拓欧美市场;后者正向工业化迈进。瑞典、德国、意大利和英国的科研机构在催化剂性能、反应机理等方面做了许多卓有成效的工作。
二.比较不同原料生产合成氨的生产过程
不同的生产原料采用不同的生产工艺,比如以煤和天燃气为原料的氨合成,通常是采用原料气制备将原料制成含氢和氮的粗原料气。对以煤和焦炭等固体原料的氨合成,通常采用气化的方法制取合成气;对于以渣油为原料的氨合成一般采用非催化部分氧化的方法;对气态烃类和石脑油,工业中一般采用二段蒸汽转化法。合成氨原料气制备完成后一般要进行净化处理,净化处理的主要目的是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;
净化:首先包括进行一氧化碳变换,因为在合成氨的过程中不论采用哪种方式都会产生一氧化碳,这是合成氨中多余的成分.一氧化碳的变换:过程中要放出大量的热,因此对一氧化碳的清除必须分段进行。首先是通过高温变换将一氧化碳转变成二氧化碳和氢气,然后再通过低温变换将一氧化碳含量降低至 0.3%左右;
脱硫脱碳:因为各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,这些硫和碳的氧化物如果不清除就可能在合成氨生产过程中造成催化剂的中毒,因此在氨合成工序前必须对其进行脱除处理。首先是脱硫处理,脱硫的方法很多,最常用的是采用化学和物理吸收法,可以采用低温甲醇洗法,也可以采用聚乙二醇二甲醚法等。因为在一氧化碳的变换中会残留一些二氧化碳、一氧化碳等成分,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,这些成分尤其是二氧化碳会影响着氨合成催化剂,因此要注意对这些气体的排除。排除二氧化碳可以采用溶液吸收法脱除;
气体精制过程,精制过程是指在原料气在进入合成工序前,清除残留的二氧化碳和一氧化碳气体,进行原料气的最终净化,主要方法有甲烷化和液氮洗等。
1.以焦炭(无烟煤)为原料的流程
以焦炭为原料的吨氨能耗为88GJ,比理论能耗高4倍多。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0.1ppm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。
4.以渣油为原料
采用非催化部分氧化的方法