30×104ta合成氨装置气体净化工艺技术简述[1]
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程1. 空气分离:首先,空气中的氮气和氧气需要被分离。
这可以通过空气压缩和冷却,然后用分子筛或液化分离技术将氮气和氧气分离出来。
2. 氮气制备:通过空气分离得到的氮气需要被进一步提纯。
这可以通过低温分馏或其他技术将氮气提纯到适当的纯度。
3. 氢气制备:氢气可以通过天然气蒸汽重整反应或者电解水得到。
4. 催化剂制备:制备出合成氨反应所需的催化剂,通常是以铁为主要成分的铁钼镍催化剂。
5. 合成氨反应:将氮气和氢气在高压高温的条件下通过催化剂进行反应,生成合成氨。
6. 分离纯化:将合成氨经过冷却和减压,然后通过吸收剂、冷却和压缩等工艺步骤来分离纯化合成氨。
7. 储存和运输:将合成氨储存于合适的储罐中,并通过管道或其他运输方式将其运输到需要的地点。
以上就是合成氨的工艺流程,通过这个工艺流程可以高效地制备出高纯度的合成氨,供给各种化工生产需要。
合成氨的工艺流程是一个复杂而精细的过程,其中的每一步都需要严格控制,以确保产出的合成氨的纯度和质量能够满足工业需求。
在合成氨的工艺中,采用了一系列先进的化工技术和设备,以下将进一步细说合成氨的工艺流程过程。
8. 催化剂再生:在合成氨反应中使用的催化剂需要不断地被再生。
随着反应进行,催化剂表面会积聚一定量的杂质物质,从而影响催化剂的活性和选择性。
因此,通过热气流或蒸汽来清洁催化剂表面,以恢复催化剂的活性和选择性。
9. 热力学控制:合成氨的反应是放热反应,因此需保持适宜的温度。
以确保反应不至于过热,影响产品的选择性及催化剂的稳定性。
使用适当的冷却系统来维持反应温度,是非常关键的。
10. 蒸汽重整制氢:氢气是合成氨反应的一种重要原料。
而氢气通常是通过天然气蒸汽重整反应得到的。
在这个过程中,通过加热天然气并与水蒸气反应,生成氢气和二氧化碳。
11. 压缩系统:由于合成氨反应需要高压,所以需要使用高效的压缩系统,来将氮气和氢气压缩至合适的反应压力。
一般情况下,合成氨反应的压力约为100至200大气压。
合成氨净化工段工艺流程
合成氨净化工段工艺流程英文回答:The process flow of ammonia purification in the synthesis ammonia plant involves several key steps. Firstly, the raw synthesis gas, which contains impurities such as carbon dioxide, water vapor, and hydrogen sulfide, is fed into the desulfurization unit. In this unit, the hydrogen sulfide is removed through a chemical reaction with an absorbent, such as amine solution, resulting in a purified gas stream. This purified gas then enters the carbondioxide removal unit, where the carbon dioxide isselectively absorbed by a solvent, such as monoethanolamine. The remaining gas stream, now free of hydrogen sulfide and carbon dioxide, is further cooled and compressed before entering the methanation unit.In the methanation unit, any remaining traces of carbon monoxide are converted to methane through a catalytic reaction. This step is crucial to ensure the purity of thesynthesis gas, as carbon monoxide can poison the catalysts used in the subsequent steps. The methane-rich gas stream then proceeds to the final purification step, which involves the removal of any remaining trace impurities, such as nitrogen and oxygen.To remove nitrogen, the gas stream is passed through a cryogenic distillation unit, where it is cooled to extremely low temperatures. This causes nitrogen to condense and separate from the gas stream, resulting in a purified gas stream with reduced nitrogen content. Oxygen removal is typically achieved through the use of a pressure swing adsorption (PSA) unit. In this unit, a specialized adsorbent material selectively adsorbs oxygen, allowing the purified gas stream to exit with minimal oxygen content.The final purified gas stream, now consisting mainly of hydrogen and nitrogen, is then ready for further processing in the ammonia synthesis reactor. In this reactor, nitrogen and hydrogen undergo a catalytic reaction to produce ammonia. The ammonia-rich gas stream is then cooled and condensed to liquid form, which is collected and stored forfurther use or transportation.中文回答:合成氨净化工段的工艺流程包括几个关键步骤。
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程1. 原料准备:合成氨的原料是氮气和氢气。
氮气通常是从空气中提取,而氢气则是通过蒸汽重整或其他化学反应得到。
这两种气体需要经过净化和压缩处理以确保其纯度和适当的压力。
2. 氮氢混合:氮气和氢气按照一定的比例混合到合成氨反应器中。
通常情况下,氮气和氢气的摩尔比是3:1,经过混合后形成氢气和氮气的混合气体。
3. 合成氨反应:混合气体经过压缩以提高反应速率,并在高温(通常在400-500摄氏度)和高压(通常在100-250大气压)下进入合成氨反应器。
在反应器中,混合气体经过催化剂的作用,发生一系列的化学反应,最终生成合成氨。
4. 分离和提纯:合成氨反应产物中还包含未反应的氮气和氢气,以及少量的副产物。
通过冷凝和减压操作,将未反应的气体和副产物从合成氨中分离出来。
之后,通过蒸馏或其他分离技术提纯合成氨,以得到符合工业标准的合成氨产品。
5. 储存和运输:合成氨产品可以被存储在压力容器中,并通过管道或其他方式进行运输到需要的地方,用于化肥生产或其他工业应用。
以上是合成氨的基本工艺流程,工艺中还有一些细节操作和工艺条件的优化,以确保合成氨的产率和纯度达到要求。
合成氨是一种重要的工业气体,广泛用于农业和工业领域。
它通过哈贝-玻斯过程(Haber-Bosch process)进行生产。
这个过程是由德国化学家弗里茨·哈贝和卡尔·博世于20世纪初发现的,如今,仍然是工业生产合成氨的主要方法。
在合成氨的工艺流程中,反应器是一个关键的组成部分。
工业上通常使用固定床催化剂反应器,其在高压和高温下通过催化剂的作用来促进氮气和氢气之间的反应。
这个过程对反应条件的要求极为严格,既要求高温高压,又要求催化剂的有效性和稳定性。
随着全球工业化的不断发展,对合成氨生产过程的节能减排和工艺的优化也提出了更高的要求。
在现代的合成氨生产过程中,节能减排已经成为了一个重要的发展趋势。
通过改进反应条件和提高生产效率,减少能源消耗,降低碳排放已经成为了工业化生产合成氨的重要目标。
合成氨净化工段工艺流程
合成氨净化工段工艺流程英文回答:The process flow of ammonia purification in the synthesis ammonia plant involves several steps to remove impurities and produce high-purity ammonia. The main steps include gas cooling, water scrubbing, acid gas removal, and final purification.In the gas cooling step, the hot ammonia gas from the synthesis reactor is cooled down to a lower temperature. This is usually done by using a heat exchanger, where thehot gas is cooled by exchanging heat with a cooler gas or liquid. The cooled gas then enters the water scrubbing step.In the water scrubbing step, the cooled ammonia gas is passed through a scrubber tower, where it comes intocontact with a stream of water. The water absorbsimpurities such as carbon dioxide and hydrogen sulfide from the gas, resulting in a cleaner ammonia gas stream.After the water scrubbing step, the gas stream enters the acid gas removal step. In this step, the gas is treated with an acid gas removal agent, such as amine solution or activated carbon, to remove any remaining impurities, including trace amounts of sulfur compounds. This ensures that the final product is of high purity.The final purification step involves furtherpurification of the gas stream to remove any remaining impurities. This can be done by using various techniques such as cryogenic distillation, pressure swing adsorption, or membrane separation. These techniques separate the ammonia gas from other gases and impurities, resulting in a high-purity ammonia product.Overall, the process flow of ammonia purification in the synthesis ammonia plant involves gas cooling, water scrubbing, acid gas removal, and final purification steps. Each step plays a crucial role in removing impurities and producing high-purity ammonia.中文回答:合成氨净化工段的工艺流程包括多个步骤,旨在去除杂质并生产高纯度的氨气。
合成氨工艺流程简述
合成氨工艺流程简述
《合成氨工艺流程简述》
合成氨工艺是一种重要的化工生产过程,它将氮气和氢气通过一系列化学反应转化成氨气。
合成氨被广泛应用于生产化肥和其他化工产品中。
下面简要介绍合成氨的工艺流程。
合成氨工艺的关键步骤包括氮气和氢气的制备、反应器的设计和操作、气体的分离和纯化等。
氮气通常通过空分设备从空气中提取,而氢气则是通过蒸汽重整或水煤气转化等方法获得。
在合成氨反应器中,氮气和氢气经过催化剂的作用,发生氮氢合成反应生成氨气。
这个反应过程需要高压和适当的温度条件,同时也需要控制反应物的比例和流速。
合成氨反应产生的氨气还伴随着大量的氮气和氢气,需要经过凝结、吸收、压缩等步骤进行分离和纯化。
这些步骤旨在回收和利用未反应的气体,并提高氨气的产率和纯度。
此外,合成氨工艺还需要考虑能源消耗、催化剂的选择和再生、环保排放等方面的技术和经济问题。
因此,合成氨工艺的优化和改进一直是化工工程领域的重要研究方向之一。
总的来说,合成氨工艺是一个复杂而高效的化工生产过程,它在化肥和能源等领域扮演着重要角色。
通过不断的技术革新和工艺优化,合成氨的生产效率和环境友好性将得到进一步提升。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于化肥、合成树脂、药品等领域。
合成氨工艺流程是指将氮气和氢气在一定的温度、压力和催化剂作用下,通过一系列化学反应合成氨的过程。
下面将介绍合成氨的工艺流程。
首先,合成氨的工艺流程包括氮气和氢气的准备、混合、压缩、催化反应和分离净化等步骤。
氮气通常是通过空分设备从空气中分离得到,而氢气则是通过蒸汽重整、水煤气变换等方法制备。
这些原料气体首先需要进行净化处理,去除其中的杂质和水分,以保证后续反应的顺利进行。
其次,净化后的氮气和氢气按一定的比例混合,形成混合气体。
混合气体需要经过压缩,提高其压力,以利于后续反应的进行。
压缩后的混合气体进入合成氨反应器,在催化剂的作用下进行反应。
常用的催化剂有铁、铑、钼等金属,它们能够促进氮气和氢气的结合,生成氨气。
随后,合成氨反应生成的氨气会携带一定量的未反应的氮气和氢气、水蒸气、二氧化碳等杂质物质。
因此,需要对氨气进行分离净化,以获得高纯度的合成氨产品。
分离净化通常包括吸附分离、蒸馏分离、冷凝分离等工艺,将杂质物质从氨气中分离出去,得到纯净的合成氨。
最后,经过分离净化的合成氨可以用于制备各种化工产品。
除了用作化肥原料外,合成氨还可以用于生产硝化剂、合成尿素、合成氨基酸等化工产品。
因此,合成氨工艺流程的稳定运行对于化工生产具有重要意义。
总之,合成氨工艺流程是一个复杂的化学过程,需要严格控制各个环节的参数,确保反应的高效进行。
只有通过科学的工艺设计和严格的操作管理,才能获得高质量的合成氨产品,满足化工生产的需求。
合成氨厂净化工段工艺讲解
脱碳气去压缩五 进 压缩四出来的变 换气 循环回 水
循环上 水
变 换 气 冷 却 器
活 性 炭 塔
脱 碳 塔 分 离 器 分 离 器 分 离 器
洗 闪蒸 洗涤 塔 再 生 塔
涤
塔
分 离 器
反渗透 水
真解风机
冷 却 器
过滤 器
循环 槽 冷 却 器
PC 贮槽
气提风机 稀液泵
浓
稀
稀液 泵
谢谢观看!
(二)液体循环
循环热水从饱和塔底部通过”u“型水封溢流至热水塔。在由热水泵打入第一加 热 器,第二调温水加热器,第一调温水加热器运用,加热后进入饱和塔循环使用。
四、工艺指标
(一)压力(表压) 系统进口气体压力:≤0.8MPa,系统压差:≤0.15MPa,蒸汽压力:1.0~1.15MPa (二)温度. 中变上段热点温度:440~460℃. 中变下段热点温度:420~440℃. 低变上段进口温度:190~200℃. 低变下段热点温度:180~190 ℃. 进饱和塔热水温度:140~160 ℃. 热水塔出口气体温度:≤80 ℃. 变换系统出口气体温度:25~35 ℃.低变时入口温度:≥180 ℃. (三)成分。 系统出口co:二机:2.5~3.0%. 三机:2.0~2.5%. 四机:1.4~1.8% .五机: 1.3~1.6% 中变出口co:3~8% 中变进口H2S:≤0.2mg/L 中变出口H2S:0.1~0.2%mg/L 循环热水总固体含量:200~500mg/L; PH值:8.5~9.5; Cl 2:20~50mg/L
(二) 再生:吸收的CO2的碳丙富液从脱碳塔出来,进入涡轮机进行能力 回收后减压至0.4MPa左右,进入闪蒸槽进行闪蒸,使溶解在碳丙液中的大 部分N2、H2及少量的CO2解析出来,解析出来的闪蒸气送至变压吸附岗位 回收利用。 经过闪蒸后的碳丙进入再生塔,经常压、解吸、空气气提后,溶解子啊 碳丙中的CO2几乎全部解析出来。解析后的碳丙进入循环槽,然后经过脱 碳加压送至碳丙冷却器冷却后送脱碳塔循环使用。
合成氨工艺流程简述图
合成氨工艺流程简述图
合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于化肥、农药、合成纤维等领域。
下面是合成氨的工艺流程简述图。
合成氨的工艺流程主要包括气体净化、空气压缩、空气分离、氨合成、氨精制等步骤。
具体流程如下:
1. 气体净化:将原料气体中的杂质去除。
一般包括除尘、除湿、除油等处理,以保证后续步骤的正常进行。
2. 空气压缩:将经过净化的原料空气进行压缩。
目的是提高气体压力,为后续空气分离步骤提供足够的动力。
3. 空气分离:将压缩的空气进行分离,得到氮气和氧气。
常采用的方法是低温分离法,通过控制温度和压力,使氧气液化并分离。
4. 氨合成:将分离得到的氮气和氢气进行合成反应,生成合成氨。
合成反应通常在催化剂的存在下进行,催化剂常用铁、钴等金属。
5. 氨精制:将合成氨中的不纯物质去除,提高纯度。
一般包括吸附、分离、蒸馏等工艺,以得到高纯度的合成氨。
以上是合成氨的工艺流程简述图。
整个流程中,每个步骤的控制和操作都非常重要,只有严格控制每个环节的参数,才能确保合成氨的质量和生产效率。
合成氨的工艺流程是一个复杂的系统工程,涉及到物质的转化、分离和纯化等多个环节。
随着科技的发展,人们对合成氨工艺的研究也在不断深入,努力提高氨合成的效率和节能减排能力,以满足不同行业对合成氨的需求。
合成氨各工序工艺详细流程
一、合成氨装置工艺流程说明合成氨装置由一氧化碳变换、酸性气体脱除、硫回收、气体精制、合成气压缩、氨合成、冷冻工序共7个工序组成。
1.一氧化碳变换工序工艺流程说明来自煤气化装置的粗煤气(242.25℃ 6。
25MPag)进入变换原料气分离器(S04101),分离夹带的水分,再进入煤气过滤器(S04102),除去煤气中的其他杂质。
净化后的煤气经煤气换热器(E04101)加热到280℃左右,后进第一变换炉(R04101)进行变换反应,出第一变换炉的高温变换气进煤气换热器(R04101)换热,在煤气换热器(E04101)中加热煤气化装置来的粗煤气,换热后的变换器进入中压废热锅炉(E04103)中,在此,副产2。
6MPa(G)的中压饱和蒸汽,然后在265℃左右进入第二变换炉(R04102)。
第二变换炉(R04103)出来的变换气经过中压废锅II(E04102)调温至260℃左右后进第三变换炉(R04103)继续进行反应。
出第三变换炉(R04103)的变换气进低压废热锅炉(E04105)副产0.6MPa(G)的低压饱和蒸汽,此时变换气温度降至202℃左右,进入1#变换气分离器(S04104)分离出冷凝液后,变换气继续进入锅炉给水预热器(E04113)降温,在2#变换气分离器(S04104)分离冷凝液后进入除盐水预热器II(E04107),在5#变换分离器(S04110)中分离出冷凝液后继续进入除盐水预热器(E04114)中,此时温度降至70℃,经3#变换气分离器(S04105)后分离冷凝液,而后再进入变换气水冷器(E04108),冷却至40℃后进入酸性气体脱除工序。
从1#、2#和5#分离器(S04103、S04104、S04110)出来的高温冷凝液经冷凝液闪蒸槽(S04109)汇合并闪蒸后,液相经冷凝液泵II(P04103A/B)加压后,直接送往煤气化装置。
一氧化碳变换工序的低温工艺冷凝液、低温甲醇洗来的洗氨水以及塔顶回流液进入冷凝液汽提塔上部(冷凝液汽提塔操作压力0.4MPaa),在冷凝液汽提塔中用来自管网的低压蒸汽汽提,从冷凝液汽提塔底部出来的汽提后工艺冷凝液NH3含量小于10ppm,从冷凝液汽提塔顶部出来的气体尾气在汽提气水冷器(E04109)中用循环水冷却到40℃后进尾气分离器(S04107),尾气分离器(S04107)分离出来的冷凝液一部分送到冷凝液汽提塔顶部作为回流液,约有33-55%的冷凝液送氨法脱硫装置,出汽尾气分离器(S04107)的汽提尾气送火炬焚烧处理。
合成氨工艺流程详解
合成氨工艺流程详解
《合成氨工艺流程详解》
合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于生产化肥、燃料和塑料等。
合成氨工艺是通过Haber-Bosch过程进行的,下面将详细介绍合成氨工艺的流程。
1. 原料准备
合成氨的主要原料是氮气和氢气。
氮气来自空气分离,而氢气通常是通过天然气蒸汽重整来生产。
这两种气体经过先进的处理和净化,保证了反应过程的纯净度和稳定性。
2. 催化剂制备
合成氨的制备需要采用催化剂,通常是铁或钴等金属催化剂。
这些催化剂需要经过一系列特殊的处理和制备工艺,以保证其表面活性和稳定性,从而提高反应的效率和产率。
3. 氮氢气混合
经过处理和净化后的氮气和氢气被混合到一定的比例,通常是3:1的比例。
这样的混合气体通过加热和压缩,使得反应物具备更高的能量和活性,有利于反应的进行。
4. 催化反应
混合气体经过预热后进入反应器,反应器内填充着催化剂,以提供表面反应条件。
在高温和高压下,氮气和氢气发生催化反应,生成合成氨。
这个反应过程是一个放热反应,所以需要控制反应温度和排放反应热。
5. 分离和提纯
产生的混合气体经过冷却后进入分离装置,将产生的合成氨和未反应的氮氢气体进行分离。
分离得到的合成氨会进一步进行脱水和提纯处理,使其符合工业用途的级别。
通过以上的工艺流程,合成氨可以有效地得到,而且具有较高的产率和纯度。
这个工艺流程成为了化工工业中的一种重要生产方式,为生产化肥和其他化工产品提供了重要的原料支持。
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化肥生产等领域。
合成氨工作原理和工艺流程对于理解合成氨的生产过程至关重要。
合成氨的工作原理基于哈伯-博什过程,即将氮气和氢气在高温高压条件下催化反应生成氨气。
这一过程主要依靠催化剂来实现,常用的催化剂有铁、铑等金属催化剂。
通过调节温度、压力和催化剂的选择,可以控制合成氨的产量和纯度。
工艺流程主要包括氧气空分、氢气制备和合成氨制备三个步骤。
首先,采用空分装置将空气中的氧气与氮气分离,提供纯净的氮气作为合成氨的原料。
然后,通过水蒸气重整或甲烷重整反应,将天然气或煤气中的甲烷转化为氢气。
最后,将氮气和氢气送入催化转化器,在合适的温度和压力下,通过催化反应合成氨气。
合成后的氨气经过冷却、净化等处理,得到符合工业要求的合成氨产品。
合成氨工艺流程中的关键问题包括合成氨产量和能耗。
为了提高产量,可以通过增加催化剂和提高反应温度来促进反应;为了降低能耗,可以优化气体循环和压缩等工艺条件,充分利用能量。
此外,环境保护也是合成氨工艺中需重视的问题,需要合理处理副产物和废气,减少对环境的影响。
综上所述,合成氨的工作原理是依靠哈伯-博什过程进行氮气和氢气的催化反应,工艺流程包括氧气空分、氢气制备和合成氨制备三个步骤。
在工艺中,需要考虑合成氨产量、能耗和环境保护等问题,以实现高效、可持续的生产。
国内典型合成氨装置工艺介绍
国内典型合成氨装置工艺介绍合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化工、石油、医药等行业。
典型的合成氨装置工艺是通过氮气与氢气在一定的温度和压力下,经过催化剂的作用,进行反应生成合成氨。
合成氨装置的主要工艺包括氮气净化、氢气净化、气体压缩、催化反应、分离和制氨副产物处理等步骤。
接下来是氢气净化,氢气通常通过石油或天然气的催化重整制得。
但催化重整产物中会含有一些有毒物质(如硫化氢、甲基硫醇、二甲硫醚等),这些物质对反应催化剂具有毒害作用,会降低反应效率。
因此,氢气需要经过净化处理去除其中的有毒物质。
然后是气体压缩,氮气和氢气净化后分别通过压缩机进行压缩,提高其压力。
高压氮气和氢气经过压缩后,进入反应器进行合成氨反应。
催化反应是合成氨装置的核心工艺。
合成氨的生成反应是一个放热反应,通常在高温高压条件下进行。
反应通常采用铁助剂的铁氧体催化剂,通过将氮气和氢气在催化剂上进行反应,生成合成氨。
反应温度通常在350-550摄氏度之间,压力在100-300大气压之间。
分离是合成氨装置中的另一个重要工艺。
反应器中生成的气体包括合成氨、未反应的氮气和氢气,还有少量的惰性气体如氩气、氦气等。
分离工艺主要是将合成氨从未反应的气体和惰性气体中分离出来。
常用的分离方法是通过升降管和吸附塔来进行。
在升降管中,分别利用合成氨和未反应气体的密度差,将两者分离。
而在吸附塔中,主要通过吸附剂对合成氨进行吸附和脱附的操作来实现分离。
最后是制氨副产物处理,合成氨装置在生成合成氨的过程中,会产生一定的副产品。
其中一个重要的副产品是甲醇,甲醇是合成氨反应中产生的一种中间物质,通常通过脱水和脱碳过程得到纯化的甲醇。
其他副产品还包括过量的氢气、未反应的氮气、水蒸汽等。
总之,合成氨装置的工艺是一个复杂的过程,包括氮气净化、氢气净化、气体压缩、催化反应、分离和制氨副产物处理等步骤。
每个步骤都需要严格的控制和操作,才能高效地生产合成氨。
合成氨工艺的优化和改进,对于提高合成氨的产量和质量,减少能耗和废弃物的排放,具有重要的意义。
合成氨原料气节能净化技术简介
合成氨原料气节能净化技术简介摘要:在分析传统合成氨工艺中原料气净化工艺流程的基础上,对合成氨净化工序提出以下节能净化技术:优化分子筛再生系统流程,即增加第三换热器,实现分子筛再生系统的节能改造;增加一种合成氨原料气节能净化装置,用以回收原料气中的甲烷并减少弛放气的排放;增加一种低压液氮洗节能净化装置,使得在合成气压力低的情况下不需要补充液氮提供冷量。
应用结果表明,上述净化技术可达到节能降耗、提产增效的目的。
关键词:合成氨;分子筛节能再生系统;原料气节能净化装置1 分子筛再生节能系统分子筛系统是合成气净化工艺装备中重要的部分,合成气经过分子筛吸附后,其 H 2 O、CO2和CH3OH含量显著下降,气体质量得到提高。
分子筛具有一定的吸附容量,采用合适的再生方法会延长其使用寿命。
而分子筛的吸附是放热过程,脱附是吸热过程,低温有利于吸附,高温有利于脱附。
温度转化再生法是其常用的分子筛再生方法,一般采用直接加热再生法,即采用热再生气直接加热分子筛。
但分子筛系统通常采用外部热源和冷源来控制氮气温度以对分子筛进行温度控制,需要对流程中每个换热器都配置外部热源和冷源,这势必会造成能耗较高。
传统的分子筛再生工艺系统需要配置 2 台换热器,且换热器需要额外配置外部热源或冷源,其工艺流程见图1。
30 ~50℃低温低压氮气在第一换热器中经外部热源加热至200~220℃后进入分子筛吸附器,完成分子筛再生;接着高温低压氮气进入第二换热器中,经外部冷源冷却至30~50℃后流出。
额外配置的外部热源和冷源会在一定程度上增大能耗,但通过改进,增加1台换热器,即第三换热器(该换热器无需配置外部热源或冷源)使完成再生的高温氮气和低温氮气在第三换热器中进行热量交换,达到各自所需的温度,从而实现节能的目的。
第三换热器的安装位置见图2。
第三换热器的高温氮气出口与第一换热器的低温氮气入口相连,第一换热器出口与分子筛吸附器入口相连,分子筛吸附器出口与第三换热器高温氮气入口相连,第三换热器低温氮气出口与第二换热器入口相连。
30×104t合成氨装置气体净化工艺技术简述讲解
30 X104t/a合成氨装置气体净化工艺技术简述刘功年(安徽淮化集团有限公司232038) 2007-12-031气体净化工艺技术的选择我公司合成氨老装置原料气的净化技术采用的是栲胶脱硫,热碱洗脱碳,铜洗精制工艺,净化后原料气中(CO CO)<10X10「6,以满足合成氨生产的要求。
该法存在:(1)栲胶脱硫,气体净化度不高,气体中HLS含量50〜80mg/m ;( 2)热碱洗脱碳,再生能耗高;(3) CQ产品气纯度不高,CQ 98.5 %;( 4)铜洗精制工艺技术落后。
合成氨新装置(“ 18・30”工程)原料气的净化采用的是NHD溶液脱硫脱碳,甲烷化精制工艺。
该技术工艺流程简单,气体净化度高。
但仍存在:(1)由于在工艺条件下每m溶剂吸收CQ、HS气体能力的限制,溶剂一次投入量大,系统循环量大,电耗高,运转费用高。
同时,由于溶剂价格高,一次投资费用较高。
( 2)甲烷化精制工艺,损失部分原料氢气。
本次30X10 4t /a 合成氨技改工程,经过充分调研与论证,最终选择中国寰球工程公司提供的具有自主知识产权的气体净化技术。
该技术包括低温甲醇洗脱硫脱碳净化工艺和液氮洗脱除微量杂质的精制工艺两部分。
该技术可完全解决前两套合成氨装置原料气净化工艺中存在的不足。
采用低温甲醇洗净化工艺和液氮洗精制工艺的显著特点是:(1)由于甲醇在低温高压下具有对CQ、HLS、CQS极大的溶解度,而对HL、CQ溶解很少的特性,利用甲醇的这一特性,可极大提高气体净化效率,净化后气体中HLS<0.1 X10 -6,CQ<10X10 -6。
精制后,气体中CQC2X10「6,Ar<20X10「6,无CQ、CH、Q、H2Q等杂质。
(2)再生气纯度高,有利于利用与深加工。
CQ解吸塔顶部的产品气中CQ >99.0 %,更适合用于尿素和食品级液体CQ的生产。
甲醇热再生塔顶排出的硫化物( H2S+ CQS浓度高,(H2S+ CQS >25.0%,利于硫回收技术的选择,更利于提高硫的回收率。
合成氨工艺流程详解
合成氨工艺流程详解合成氨是一种重要的化工原料,在农药、肥料、塑料、纤维等方面都有广泛应用。
下面我们就来详细解析一下合成氨的工艺流程。
合成氨的工艺流程主要包括气体净化、气体压缩、气体循环、气体转化及气体分离等环节。
首先是气体净化。
合成氨的原料主要是天然气和空气,其中天然气中含有杂质,需要进行净化。
常用的净化方法有吸附、干燥和过滤等。
吸附是利用吸附材料对杂质进行吸附,干燥是将天然气中的水分去除,过滤是通过过滤器过滤掉颗粒杂质。
经过这些处理后,能够得到纯净的原料气体。
接下来是气体压缩。
原料气体需要进行压缩,提高其进入合成反应器的压力。
通常使用压缩机进行气体的压缩,将其压缩到所需的工作压力。
然后是气体循环。
合成氨反应是连续进行的,需要循环利用气体,提高反应的效率。
在循环过程中,气体需要经过冷却、减压和再压缩等处理,以保持合适的温度和压力。
接下来是气体转化。
气体转化是合成氨工艺的核心环节。
主要是通过催化剂催化,将氮气和氢气在一定的温度和压力下,进行化学反应生成氨气。
这个过程中,需要控制好反应的温度、压力、催化剂的选择和反应时间等条件,以提高氨气的产率和质量。
最后是气体分离。
合成氨反应生成的气体中还包括一些未反应的氮气、氢气和其他副产物,需要对其进行分离和回收。
通常使用吸附法、吸收法和膜分离等方法进行气体分离。
吸附法是利用吸附剂对气体进行吸附,吸收法是将气体溶解到溶剂中,膜分离是利用半透膜对气体进行分离。
通过这些分离技术,能够得到纯度较高的合成氨。
总的来说,合成氨的工艺流程包括气体净化、气体压缩、气体循环、气体转化和气体分离等环节。
在每个环节中,都需要进行相应的操作和控制,以确保合成氨的生产过程稳定、高效和安全。
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介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 (1)CO+O2=CO2 (2)2.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。
合成氨净化工艺流程
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合成氨工艺流程简述
合成氨工艺流程简述1、粘结剂制备先将水加入到粘结剂提取罐内,然后向罐内微通蒸汽,加热温度应≤40℃,开动搅拌机在不断搅拌的情况下投入液体烧碱(30%Na0H),待碱液温度达一定时继续搅拌,投入筛好的褐煤(含腐植酸约35%),含量低的褐煤应适当多投,可根据腐植酸含量高低而调整加入量,边投料边通蒸汽,同时不停搅拌,此时由于化学反应而放出热量产生少量气体、液位有所升高,为防止冒槽现象应酌情减少蒸汽加入量,维护反应温度,时间约2小时反应基本完全,可取少量提取液检查,其颜色为黑褐色,有粘结性,用母指和食指捏后拉开有连丝,冷却后粘结性增大,流动性变差,视为提出制液结束。
此时停蒸汽,不停搅拌待用。
2、原料煤的粉碎和粘结剂的加入原料煤先送入一级粉碎机,粉至3毫米以下,后经皮带机送入鼠笼粉碎机粉至1毫米以下,经皮带机送入双轴搅拌机内,此时由操作工视其送入的煤量酌情控制加液阀加入已提取好的粘结剂,在双轴搅拌机内不断的搅拌推进混匀后落入斜皮带机,送至分仓平皮带机,分仓堆沤备用(粘结剂的加入量是根据经验判断掌握调节,一般加液后的煤屑用手抓一把捏得拢,两指能捏散较为合适)。
3、煤棒制备沤化合格的原料煤送煤棒机挤压成型后经皮带机输送到煤棒烘干炉中,利用吹风气回收锅炉的尾气(温度~160℃)将煤棒烘干,再经皮带机输送到造气车间供造气炉制取半水煤气用。
4、半水煤气制取以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与煤棒中的炭作用,通过固定床(造气炉)蓄热间歇制气法得到半水煤气,根据氨合成必需的氢、氮气体比例调整空气和蒸汽加入量,保证合成氨系统的循环氢含量,造气过程由微机控制,分为五个阶段:①吹风②上吹制气③下吹制气④二次上吹⑤空气吹净②、③、④、⑤阶段制取的半水煤气经旋风除尘器、蒸汽过热器、显热回收器回收热量,进入洗气塔降温除尘后送入气柜。
以上五个阶段形成一个工作循环,周而复始。
每个工作循环根据原料煤的特性,确定各阶段的工作时间,烘干煤棒的一个工作循环时间120-140秒,为保证半水煤气生产的连续性,采用若干台半水煤气发生炉交替工作。
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30×104t/a 合成氨装置气体净化工艺技术简述时 间:2007-12-14 8:47:26 作者:管理员 来源:晋城煤业集团 刘功年(安徽淮化集团有限公司 232038)1 气体净化工艺技术的选择我公司合成氨老装置原料气的净化技术采用的是栲胶脱硫,热碱洗脱碳,铜洗精制工艺,净化后原料气中(CO +CO 2)≤10×10-6,以满足合成氨生产的要求。
该法存在:(1)栲胶脱硫,气体净化度不高,气体中H 2S 含量50~80mg /m 3;(2)热碱洗脱碳,再生能耗高;(3)CO 2产品气纯度不高,CO 2 98.5%;(4)铜洗精制工艺技术落后。
合成氨新装置(“18·30”工程)原料气的净化采用的是NHD 溶液脱硫脱碳,甲烷化精制工艺。
该技术工艺流程简单,气体净化度高。
但仍存在:(1)由于在工艺条件下每m 3溶剂吸收CO 2、H 2S 气体能力的限制,溶剂一次投入量大,系统循环量大,电耗高,运转费用高。
同时,由于溶剂价格高,一次投资费用较高。
(2)甲烷化精制工艺,损失部分原料氢气。
本次30×104t /a 合成氨技改工程,经过充分调研与论证,最终选择中国寰球工程公司提供的具有自主知识产权的气体净化技术。
该技术包括低温甲醇洗脱硫脱碳净化工艺和液氮洗脱除微量杂质的精制工艺两部分。
该技术可完全解决前两套合成氨装置原料气净化工艺中存在的不足。
采用低温甲醇洗净化工艺和液氮洗精制工艺的显著特点是:(1)由于甲醇在低温高压下具有对CO 2、H 2S 、COS 极大的溶解度,而对H 2、CO 溶解很少的特性,利用甲醇的这一特性,可极大提高气体净化效率,净化后气体中H 2S≤0.1×10-6,CO 2≤10×10-6。
精制后,气体中CO≤2×10-6,Ar≤20×10-6,无CO 2、CH 4、O 2、H 2O 等杂质。
(2)再生气纯度高,有利于利用与深加工。
CO 2解吸塔顶部的产品气中CO 2≥99.0%,更适合用于尿素和食品级液体CO 2的生产。
甲醇热再生塔顶排出的硫化物(H 2S +COS )浓度高,(H 2S +COS )≥25.0%,利于硫回收技术的选择,更利于提高硫的回收率。
(3)利用甲醇在低温高压下,对H2S、COS的吸收速度和吸收能力比CO2大得多的特性,可在同一设备中吸收,解吸再生时再分开,可节省设备投资。
(4)甲醇洗净化装置中使用6台绕管式换热器,该换热器具有如下特点:① 结构紧凑,单位容积具有较大的传热面积。
② 几股工艺物料可同时冷却或加热,由于冷、热端温差小,换热效率高。
③ 传热管的热膨胀可自行补偿。
④ 容易实现大型化,可减少设备台数。
(5)液氮洗精制装置前设置2台吸附器(一台运行,一台再生)。
吸附器中装填的分子筛吸附剂,可将甲醇洗净化后气体夹带微量甲醇、H2O、CO2全部脱除上以免这些杂质在低温管道及设备内的冻结,给正常操作带来不利。
(6)低温甲醇洗净化和液氮洗精制的组合,在气体净化工艺上是最佳的组合。
低温甲醇洗装置为液氮洗装置的工艺气体进行预冷和干燥;而出液氮洗装置的工艺气体返回甲醇洗装置,对工艺气体进行预冷,最大限度地回收了冷量。
这样的组合,在冷量利用上最为合理。
(7)液氮洗装置的关键设备“冷箱”,其内部的阀门、管道及管道组成件等全部选用铝合金材料,全部采用焊接连接,不存在法兰泄漏。
(8)甲醇作为溶剂,具有化学稳定性、热稳定性好的特点,且甲醇市场供应充足,价格相对便宜,消耗低,循环量小,运转费用低。
(9)整个净化装置环境效益好。
① H2S浓缩塔顶排出的尾气中,H2S<25×10-6,甲醇<125×10-6,低于国家大气环境污染物排放标准。
② 装置无废渣排放。
③ 甲醇/水分离塔底排出少量的废水(约200kg/h,甲醇≤250×10-6),送气化装置作制浆用水,不外排。
2 工艺技术简述2.1 工艺流程简介(1)低温甲醇洗工艺流程说明来自CO变换工序的5.4MPa(G)、40℃的原料气,进入甲醇洗工序。
为防止原料气中的水分在预冷过程中结冰而向原料气中喷入甲醇,与循环气混合后,经过原料气冷却器(E-32201)与产品CO2气、尾气及合成气换热降温,然后进入甲醇/水分离罐(V-32201)中分离出冷凝液。
原料气进入CO2吸收塔(C-32201)下部脱硫段;冷凝液经甲醇/CO2分离罐(V-32209)闪蒸出部分CO2后,送甲醇/水分离塔(C-32205)。
原料气中H2S和COS在CO2吸收塔(C-32201)下部(1~56层塔板)脱硫段被吸收,CO2气体在CO2吸收塔上部(57~93层塔板)脱碳段脱除。
吸收CO2所释放出的溶解热使富甲醇温度升高,富甲醇分别两次自塔中引出,且在循环甲醇冷却器(E-32206)及循环甲醇氨冷器(E-32205)中冷却。
塔顶引出的净化气送液氮洗工序。
由于H2S和COS在甲醇中溶解度高于CO2,所以仅需用脱碳段(吸收塔上部)排出甲醇的一部分经脱硫甲醇泵(P-32208A/B)及脱硫甲醇冷却器(E-32219)降温后进入脱硫段,另外一部分经无硫甲醇冷却器(E-32217)及无硫甲醇氨冷器(E-32204)冷却,送无硫富甲醇闪蒸罐(V-32203)。
无硫甲醇经过脱硫段吸收H2S和COS后成为含硫富甲醇,从塔底引出,经含硫甲醇冷却器(E-32203)、含硫甲醇第二换热器(E-32207)及含硫甲醇氨冷器(E-32220)降温、减压后送到含硫富甲醇闪蒸罐(V-32202)。
为了减少H2损失,两股富甲醇分别在含硫富甲醇闪蒸罐(V-32202)和无硫富甲醇闪蒸罐(V-32203)中闪蒸。
出无硫富甲醇闪蒸罐和含硫富甲醇闪蒸罐的解吸气体,进入循环气压缩机(K-32201),加压后返回原料气中。
出无硫富甲醇闪蒸罐的无硫甲醇继续减压并在CO2产品塔(C-32202)的顶部解吸,产生的解吸气体为产品CO2气的一部分,解吸后的无硫富甲醇分两股,其中一股用于洗涤CO2产品塔上升气流中的H2S,使CO2产品中的H2S含量符合尿素生产的要求。
另一股到H2S浓缩塔(C-32203),洗涤上升气流中的H2S,使尾气中H2S的含量符合环保指标。
出含硫富甲醇闪蒸罐(V-32202)的含硫甲醇按比例分成两股。
一股减压并进入CO2产品塔(C-32202)上段,解吸出含硫甲醇中的部分CO2、H2S,并用来自塔顶的无硫甲醇洗去H2S后,得到干净的CO2。
它与进入塔顶解吸的无硫甲醇解吸出来的CO2相混合,一起离开CO2产品塔(C-32202)的顶部,即为CO2产品。
产品CO2在含硫甲醇冷却器(E-32203)中与含硫甲醇换热后,再通过原料气冷却器(E-32201)回收冷量后送出界区。
另一股含硫甲醇减压后进入H2S浓缩塔(C-32203)上段,并在此解吸。
CO2产品塔上段底部引出的富甲醇继续减压后进入H2S浓缩塔中部,解吸气体中的H2S用无硫富甲醇洗涤后,尾气自塔顶排出,其液体富甲醇则与来自塔顶而向下流动的甲醇混合到浓缩塔上段底部,用H2S浓缩塔上塔出料泵(P-32201A/B)抽出,经与再生后的贫甲醇在第三贫甲醇冷却器(E-32208)中换热并经循环甲醇冷却器(E-32206)冷却从吸收塔段间抽出的甲醇后,其温度升高,使溶解于甲醇中的CO2等气体解吸,经过循环甲醇闪蒸罐(V-32207),将气液两相分开。
气相送入CO2产品塔。
液相先经泵(P-32202A/B)加压后,再经含硫甲醇第二换热器(E-32207)加热后送入CO2产品塔(C-32202)的下段,CO2继续解吸,气-液分离后,液相减压并送到H2S浓缩塔下段的上部,在此段内用氮气汽提,使CO2解吸,而达到H2S被浓缩的目的。
氮气及汽提出的气体经升气板进入浓缩塔(C-32203)上段,与进到升气板上部的由甲醇中解吸出的CO2气体混合,经用塔顶流下的无硫甲醇脱硫后离开H2S浓缩塔的顶部,即为尾气。
尾气经脱硫甲醇冷却器(E-32219)及原料气冷却器(E-32201)回收冷量后排至大气。
由H2S浓缩塔下段来的釜液用甲醇再生塔进料泵(P-32203A/B)加压,经第二贫甲醇冷却器(E-32209)、第一贫甲醇冷却器(E-32210)加热后进入甲醇再生塔(C-32204)。
在甲醇再生塔中,富甲醇被再沸器(E-32211)加热到沸腾,所溶解的H2S、COS、CO2全部解吸,得到贫甲醇。
甲醇再生塔(C-32204)顶部,含H2S、COS、CO2和甲醇蒸气的排出气体,经H2S馏份水冷却器(E-32212)冷却后,进入甲醇再生塔回流液分离罐(V-32206)。
在分离罐中气、液进行分离,所分离出的凝液经回流泵(P-32206A/B)加压送至甲醇再生塔顶部和甲醇/水分离塔(C-32205)顶部作回流液。
气体经与冷H2S馏份在H2S馏份冷交换器(E-32214)中换热、再经H2S馏份氨冷器(E-32213)冷却,进入H2S馏份分离罐(V-32205)中进行气、液分离。
气相中的一部分送到H2S浓缩塔(C-32203)下部,另一部分经H2S馏份冷交换器(E-32214)回收冷量后,去硫回收工序。
甲醇再生塔(C-32204)釜液即贫甲醇分为两股,少部分经甲醇/水分离塔进料泵(P-32205A/B)加压后,先经甲醇/水分离塔进料加热器(E-32216)换热后送入甲醇/水分离塔(C-32205)。
大部分经第一贫甲醇冷却器(E-32210)冷却后送甲醇中间贮罐(V-32204)。
贫甲醇经贫甲醇泵(P-32204A/B)自甲醇中间贮罐抽出、加压、经贫甲醇水冷却器(E-32218)冷却并分为两股。
一股少量甲醇喷入原料气中,另一股则经第二贫甲醇冷却器(E-32209)和第三贫甲醇冷却器(E-32208)冷却后,进入CO2吸收塔(C-32201)上部。
来自甲醇再生塔(C-32204)塔釜的含水甲醇和来自甲醇/水分离罐(V-32209)的含水甲醇进到甲醇/水分离塔(C-32205)中。
由甲醇/水分离塔再沸器(E-32215)提供热源,甲醇和水经精馏分离。
甲醇蒸气离开塔顶进入甲醇再生塔(C-32206)。
塔釜中的水送出界区。
低温甲醇洗工序所有排放的污甲醇皆收集到污甲醇地下罐(V-32208)中,然后用地下槽泵(P-32207)送甲醇/水分离塔或送甲醇罐区的污甲醇贮罐。
在低温甲醇洗工序停车与维修期间,装置系统中的甲醇送到污甲醇储罐。
低温甲醇洗系统所需冷量由氨合成装置的氨压缩机提供。
低温甲醇洗工艺流程图见图1。
(2)液氮洗装置工艺流程说明来自低温甲醇洗工序的净化气,首先进入吸附器(V-32401A/B),将其中含有的微量甲醇和二氧化碳吸附,以免它们在冷箱内冻结而引起低温设备和管道的堵塞。