浅谈合成氨工艺.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑浅谈合成氨工艺 【摘 要】合成氨工业诞生于二十世纪初，其规模不断向大型化方向进展德国化学家哈伯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合成氨回响式：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百年的进展，合成氨技术趋于成熟，形成了各有特色的工艺流程，其工艺都是由三个根本片面组成，即：原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程 【关键词】合成氨；工艺流程；工艺原理；回响 1.造气 造气以型煤或块煤为原料，采用间歇式固定层常压气化法，在高温柔DCS操作系统操纵下，交替与空气和过热蒸气回响，回响方程式：吹风：C+O2=CO2+Q，CO2+C=2CO-Q 2C+O2=2CO+Q，2CO+O2=2CO2+Q上下吹：C+H2O（g）=CO+H2-Q C+2H2O（g）=CO2+2H2-Q A.吹风阶段 吹风阶段的主要作用是产生热量，提高燃料温度 B.上吹（加氮）阶段 上吹阶段的主要作用是置换炉底空气，吸收热量，制造半水煤气，同时参与片面氮气。

C.下吹阶段 下吹阶段的主要作用是制取半水煤气，吸收热量，使上吹后上移的气化层下移 D.二上吹阶段 二上吹阶段要作用是将炉底及进风管中煤气吹净并回收，确保生产安好 E.吹净阶段 吹净阶段的主要作用是回收造气炉上层空间的煤气及补充适量的氮气，以得志合成氨生产对氢氮比的要求 在生产中，一般均是多个造气炉组成一组，在多台造气炉同时投入运行时，为了保证造气炉举行吹风排序，也就是要实现吹风时间自寻优及动态跟踪 2.脱硫 原料中的硫化物对氨合成生产危害很大，我们化工厂的脱硫工段采用的是湿法脱硫—栲胶脱硫，碱、栲胶、五氧化二矾组成脱硫液，栲胶脱硫是利用碱性栲胶水溶液从半水煤气中脱除H2S 回响原理如下： Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS 2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S↓ Na2V4O9+2栲胶（氧化态）+2NaOH=4NaVO3+2栲胶（恢复态）NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 栲胶（恢复态）+O2=栲胶（氧化态）+H2O 3.变换 工艺原理：CO和H2O（g）在催化剂的作用下回响生成CO2和H2，其回响方程式：CO+H2O（g）=CO2+H2+Q 工艺流程：从压缩二段的半水煤气入变换饱和塔底部，从上部出来依次经过预腐器、热交换器、第一增湿器、中温变换炉上部，从中温变换炉下段出来进入热交换器，然后进入第一低温变换炉、其次增湿器、其次低温变换炉，然后进入第一水加热器、热水塔、其次水加热器、水冷器，经气水分开器分开水后进入脱碳工段。

4.脱碳 CO2的脱除原理：变换后气体中的CO2的脱除采用的是变压吸附方法，即利用吸附剂对H2、CO、CO2在不同分压下有不同的吸附容量，并且在确定的吸附压力下H2、CO、CO2这几种气体的混合物，吸附剂有选择地吸附CO2，将CO2从变换气中有选择地吸附分开出来，在加压下吸附，低压或真空的处境下解吸再生，达成分开CO2的目的 5.精脱 脱硫原理：脱碳后气体中微量COS、CS2等有机硫在氧化锌脱硫罐上部水解生成H2S，即：CS2+2H2O=2H2S+CO2，COS+H2O=H2S+CO2，水解后气体中的H2S与ZnO回响生成对比稳定的ZnS，即：ZnO+H2S=ZnS+H2O 6.粗醇 本工段的主要任务是变换后气体中的CO和H2回响，脱碳后气体中的CO2和H2回响，以达成净化合成原料气，除去CO、CO2，即：CO+2H2=CH3OH+Q，CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q，本回响是在铜基催化剂的作用下举行的可逆放热，体积缩小的化学回响 7.水洗 本工段的主要任务是将带醇气体中的醇除去，将合格的气体送往后工段，不会对后工段触媒有影响，班中勤巡查，留神泵的打液量。

工艺原理：醇后气由水洗塔下位，由下位往上进入水洗塔与上位喷淋下的水相遇，由于气体中醇和其它物质溶于水，所以水把气体中醇和易溶于水的物质洗掉，气体从水洗塔上位排出，而水从水洗塔下位排出 8.甲烷化 主要任务：将压缩七段送来的气体进一步净化，达成工艺要求后送往氨合成 工艺原理：CO+3H2=CH4+H2O，CO2+4H2=CH4+2H2O 9.氨合成 氨合成工段中主要工艺参数的优化操纵分外重要，直接影响到合成氨的产量及消耗指标，操纵方案以降低吨氨消耗为目标，操纵参数为催化剂温度、惰性气体的含量、氨冷出口温度及氨冷器、冷交换器、氨分开器的三大液位 操作要点主要有以下几个方面： 9.1氢氮比调理 氢氮比自调是合成操纵中的难点，从造气到合成的滞后时间，开满量时，我们化工厂用时45分钟，正确熟悉从造气到合成整个流程中氢氮比蜕变规律是做好调理的根基，规律主要为两点：一是从造气到合成塔入口根本为纯滞后，各点氢氮比测量曲线呈简朴好像现象，并含有确定的容量滞后，合成塔塔前塔后氢氮比信号呈微积分关系；二是记录各测量点氢氮比偏差记录曲线，据此可察觉蜕变规律，监视分析调理效果，计算开表数据，以此数据二维查表操纵阀门输出能够达成较好的操纵效果。

9.2合成塔内触媒层热点温度操纵 合成塔各催化剂层热点温度的操纵，是采用调理未回响的冷气体参与量的方法来操纵各段温度，由于回响温度对比轻易稳定，所以一般采用手动操纵 9.3循环气氨冷器出口温度和液位操纵 为了更好地操纵温度，我们采用了串级操纵方案，以温度回路为主回路，液位为副回路，为了保证液位，当液位超限时，切断串级回路，使回路的串级状态切换为副回路的自动状态，确保液位在安好值内 9.4崭新气氨冷器液位操纵 在崭新气氨冷器液位调理系统中，水位测量值与给定常数举行PID运算，运算结果调理氨冷液位调理阀开度，从而维持氨冷液位恒定氨分开器的液位操纵、冷交换器的液位操纵、废热锅炉的液位操纵，这几个回路采用单回路操纵 根据合成氨技术进展的处境分析，估计未来合成氨的根本生产原理将不会展现原那么性的变更，其技术进展将会持续精细围绕“降低生产本金、提高运行周期，改善经济性”的根本目标，进一步集中在“大型化、低能耗、結构调整、清洁生产、长周期运行”等方面举行技术的研究开发，而我们平煤蓝天遂平化工厂也将进一步推广合成氨技术，以取得良好的经济效益、社会效益和环境效益■ 【— 6 —。