工业合成氨简易流程图共84页文档
合成氨工艺流程图
合成氨
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o合成氨工艺流程图
o合成氨的在线分析检测点。
合成氨工艺流程图
合成氨
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o合成氨工艺流程图
o合成氨的在线分析检测点。
合成氨工艺流程图
合成氨工艺流程图合成氨合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
? 天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1,,0.3,(体积)，经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
? 重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
? 煤(焦炭)制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o 合成氨工艺流程图1o 合成氨的在线分析检测点序检测点被测组分典型量程备注号A1 半水煤气 O2 0~1% A2 脱硫 H2S、SO2 0~5% A3 中变出口 CO 0~5% A4 低变出口 CO 0~1% A5 脱碳出口 CO2 0~2% A6 再生CO2(入口) O2 0~15% A7 精练气(甲烷化)出口 CO2+CO2 0~50ppm A8 合成塔入口新鲜气 H2 50~80% CH4 0~15% A9 合成循环气 H2 40~70% A10 天然气制氢一段炉 CH4 0~15% A11 天然气制氢二段炉 CH4 0~1% A12 重油制氢汽化炉 CH4 0~10%23。
合成氨工艺流程图
合成氨
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨,世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0。
1%~0。
3％（体积)，经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨.重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂.
③煤(焦炭）制氨.随着石油化工和天然气化工的发展,以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o合成氨工艺流程图
o合成氨的在线分析检测点。
合成氨工艺流程图Microsoft Office Word 文档
—→七段出口缓冲器——→七级冷却器——→七级油水分离器——→合成
7、低温甲醇洗甲醇循环泵
8、变换流程图
9、空分现场
10、精炼流程图
11、精炼现场
12、尿素现场图
13、尿素氨泵
14、尿素总控流程
一段分解
二段分解
闪蒸 二表液
一段蒸发
二段蒸发
造粒
原 料 的 净 化 和 压 缩
尿 素 的 合 成
一分气
一表液 二分气
一段回收
二段回收
解吸
废液
解吸气 地沟
下工序
15、尿素蒸发流程
循环槽 喷射泵 闪 蒸 冷
气 相 液 相
喷射泵
一表冷 粒度
液 气 相 相
二表冷、 中间冷
气 相
液 相
洗涤槽
循环槽
二表槽 二 蒸 发 蒸 蒸 发 蒸发 造 粒 发 蒸 蒸 发 蒸发
二 分 塔
闪蒸
一段蒸发
1、氨合成流程图
新鲜气油分
新鲜气氨冷压缩机来新Βιβλιοθήκη 气氨分离器冷交换器
循环机
循环油分
热交换器
二级氨冷器
一级氨冷器
水冷器
废热锅炉
合成塔
水冷器
2、氨合成循环机
3、氨合成现场
4、氨冰机
5、HN 气压缩机
6、HN 压缩机气体流程
气柜来半水煤气——→静电除焦——→一级两个进口前置水分—→一 段缸——→一段两出口缓冲器——→一级冷却器——→一级油水分离器——→二段进口缓 冲器—→二段缸———→二段出口缓冲器——→二级冷却器——→二级油水分离器——→ 三段进口缓冲——→三段缸——→三段出口缓冲器——→三级冷却器——→三级油水分离 器——→三段出口——→四段进口缓冲器———→四段缸————→四段出口缓冲器—— —→四级冷却器——→四级油水分离器——→四段出口大阀——→变换——→低温甲醇洗 ——→五段进口大阀——→五段进口水分——→五段进口缓冲器——→五段缸———→五 段出口缓冲器——→五级冷却器———→五级油水分离器———→六段进口缓冲器——— →六段缸——→六段出口缓冲器—→六级冷却器——→六级油水分离器——→六段出口大 阀——→铜洗 ——→七段入口大阀————→七段进口缓冲器———→七段缸——
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当压力较高时，气体混合物视为非理想气体，Kp不仅与温 度有关，还与压力、气体在组成有关，当压力在1.0-
100MPa下，Kp可用以下经验公式计算：
lK g 2 p . 8 0 / T 2 . 4 7l9 T 4 g B 4 1 . 8 T 3 1 5 7 T 2 0 6 I
9
其中β和 I 为与压力有关的系数，见下表：
15
结论： 提高平衡氨含量 升高压力、降低温度和减少惰气含量。
16
四、氨合成反应速率
❖ 1.反应机理 ❖ 在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一气固相催
化反应。由以下几个步骤所组成： (1)气体反应物扩散到催化剂外表面； (2)反应物自催化剂外表面扩散到毛细孔内表面； (3)气体被催化剂表面(主要是内表面)活性吸附(与普通吸附
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2.影响反应速率的因素
反应速度--是以单位时间内反应物质浓度的减少量或生成 物质浓度的增加量表示。
影响氨合成反应速度因素： ①压力的影响 当温度和气体组成一定时，提高压力，正反应速率增大， 逆反应速率减小。提高压力净反应速率提高。 ②氢氮比的影响 反应初期的最佳氢氮比为1，随着反应的进行，氨含量不 断增加，欲使rNH3保持最大值，最佳氢氮比应随之增大。
11
三、平衡氨含量及其影响因素
平 衡
氨合成反应达到化学平衡时，混合气体中氨的含 量称为平衡氨含量，又可称为氨的平衡产率。
氨
有了平衡常数Kp，计算平衡氨含量就比较容易。
含 量
设进口氢氮比为r，平衡混合气中NH3的平衡含量为 yNH3，惰性气体组成为yi，则：
1
r
yN2 (1yi yNH 3)r1 yH2 (1yi yNH 3)r1
知r=3时，yNH3为最大值； 高压下，气体偏离理想状
煤为原料的合成氨工艺流程简图
以煤为原料的合成氨工艺煤合成氨工艺的核心问题是制备纯净的氢气，而制备纯净的氢气，就涉及到脱硫脱碳工序！含硫、含碳的气体，都是酸性气体！C+H2O(水蒸气)=CO+H2（水煤气法） CO+H2O=CO2+H2拥有氢气与氮气，即可制得氨。
氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵（简称甲铵），进一步脱水生成尿素！2NH3+CO2==COONH2NH4（放热），COONH2NH4==CO(NH2)2+H2O（吸热）。
尿素加热分解可以制成三聚氰胺6CO(NH2)2==C3N3(NH2)3(三聚氰胺)+3CO2+6NH3。
工艺流程(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%到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。
变换反是： CO+H2O→H2+CO2=-41.2kJ/mol 0298HΔ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(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
合成氨工艺流程图
合成氨工艺流程图合成氨合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
? 天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1,,0.3,(体积)，经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
? 重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
? 煤(焦炭)制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o 合成氨工艺流程图1o 合成氨的在线分析检测点序检测点被测组分典型量程备注号A1 半水煤气 O2 0~1% A2 脱硫 H2S、SO2 0~5% A3 中变出口 CO 0~5% A4 低变出口 CO 0~1% A5 脱碳出口 CO2 0~2% A6 再生CO2(入口) O2 0~15% A7 精练气(甲烷化)出口 CO2+CO2 0~50ppm A8 合成塔入口新鲜气 H2 50~80% CH4 0~15% A9 合成循环气 H2 40~70% A10 天然气制氢一段炉 CH4 0~15% A11 天然气制氢二段炉 CH4 0~1% A12 重油制氢汽化炉 CH4 0~10%23。
工业合成氨简易流程图-
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结论： 提高平衡氨含量 升高压力、降低温度和减少惰气含量。
硫及其化合物 氯及其化合物 磷及其化合物
催化剂的改进： ①降低活性温度 ②改变外形降低 催化剂床层阻 力，节省功耗。
砷及其化合物
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第三节 氨合成的工艺条件
前面讨论过氨合成的热力学、动力学及催化剂，实际生产 过程中，反应不可能达到平衡，合成工艺参数的选择除了 考虑平衡氨含量外，还要综合考虑反应速率、催化剂使用 特性以及系统的生产能力、原料和能量消耗等，以期达到 良好的技术经济指标。需要选择氨合成的工艺参数。
Kp
pNH 3
p p 1.5 H2
0.5 N2
1 yNH 3
p
y y 1.5 H2
0.5 N2
压力较低时，气体混合物视为理想气体。
Kp值仅与温度 有关
lK g 2 p . 6 0 / T 2 . 0 6l1 9 T g 5 . 5 1 1 1 1 5 T 0 9 1 . 83 1 4 7 T 2 0 8 3 . 6 9 8
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(5)产物自催化剂表面解吸； (6)解吸后的产物从催化剂毛细孔向外表面扩散； (7)产物由催化剂外表面扩散至气相主流。
以上七个步骤中，(1)、(7)为外扩散过程；(2)、 (6)为内 扩散过程；(3)、4)和（5）总称为化学动力学的过程。
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2.影响反应速率的因素
反应速度--是以单位时间内反应物质浓度的减少量或生成 物质浓度的增加量表示。
合成氨工艺流程图
合成氨合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1 ％～0.3 ％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为 3 的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
o 合成氨工艺流程图o 合成氨的在线分析检测点序检测点被测组分典型量程备注号A1 半水煤气O2 0~1%A2 脱硫H2S、SO2 0~5%A3 中变出口CO 0~5%A4 低变出口CO 0~1%A5 脱碳出口CO2 0~2%A6 再生CO2（入口）O2 0~15%A7 精练气（甲烷化）出口CO2+CO2 0~50ppmA8 合成塔入口新鲜气H2 50~80%CH4 0~15%A9 合成循环气H2 40~70%A10 天然气制氢一段炉CH4 0~15%A11 天然气制氢二段炉CH4 0~1%A12 重油制氢汽化炉CH4 0~10%。
合成氨生产工艺简介
合成氨生产工艺简介目前国内生产合成氨的工艺大同小异，忽略各自的设备差异和工艺上的微小不同，我们可以将氨的生产过程，粗略的讲可分成一下几步：造气；脱硫；变换；变换后脱硫；铜洗；氨合成几个步骤，如下是此类流程的一个极简示意图：图1合成氨的极简化流程1造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。
所制的半水煤气（主要成分为CO 和H 2，另有其他杂质气体）进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。
造气工段脱硫工段变换工段煤块 水蒸汽CO, N 2, H 2 H 2S 等其他杂质 CO, N 2, H 2变换气脱硫工段CO 2, N 2, H 2H 2S 等其他杂质 甲醇合成工段少量CO, CO 2, N 2, H 2精炼工段N 2, H 2 极少量CO X 等其他杂质 氨合成工段N 2, H 2冷冻工段NH 3 液氨图2 造气工艺流程示意图2脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。
气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。
脱硫液再生后循环使用。
图3 脱硫工艺流程图3变换工段气体从脱硫工艺中处理过后，已不含H2S等有毒气体。
变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。
经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。
说明：合成气的中的CO（一氧化碳）经蒸汽转换成CO2（二氧化碳）与H2，转换后气体称为“变换气”。
合成氨工艺流程图
概述氮肥生产是高能耗的工业，其生产成本主要取决于系统的能耗，系统能耗除了与采用的工艺流程有关外，在很大程度上取决于系统控制的算法及稳定性，因此，化肥生产过程的控制系统对整个生产成本具有关键意义。
氮肥生产系统是由一个个相对独立的单元（工段）组成的。
各单元之间具有密切关系。
上一单元的产品或输出，即为下一单元的原料或输入，各个单元相互紧密联系形成一个连续的生产过程。
各个单元在地域上相互分散，但距离又不很远。
整个生产过程可以分为造气、脱硫、压缩、变换、脱碳、合成、甲醇、尿素等主要单元（工段）。
上述各单元（工段）的操作在工艺上密切联系，但在地域上分散、在控制上相对独立。
浙江威盛DCS在氮肥生产过程控制方面具有许多特点：●生产工艺的优化控制。
●各单元工艺参数的集中监控。
●在紧急情况下的遥控措施（阀门、马达等）。
●必要的报警和联锁。
●方便地查阅实时趋势和历史趋势。
●可以与企业管理网相连，实现数据共享。
1、造气造气一般是以块煤为原料，采用间歇式固定层常压气化法，在高温和程控机油传动控制下，交替与空气和过热蒸汽反应。
反应方程式：吹风C+O2→CO2+QCO2+C→2CO-Q上、下吹C+H2O(g)→CO+H2-QA、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，同时加入部分氮气。
C、下吹阶段下吹阶段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、二上吹阶段二上吹的主要作用是将炉底及进风管道中煤气吹净并回收，确保生产安全。
E、吹净阶段吹净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，以满足合成氨生产对氮氢比的要求。
造气工艺流程图控制方案在生产中，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，为了保证造气炉在吹风阶段的风量，必须对造气炉的吹风阶段进行顺序控制。
对造气炉进行吹风排序，也就是要实现吹风时间自寻优及动态跟踪。
合成氨生产流程简图
水蒸汽 Ｈ２等其他杂质 Ｈ２Ｓ等其他杂质
少量ＣＯ和ＣＯ２ Ｎ２,Ｈ２和极少 Ｎ２,Ｈ２ＮＨ３液氨
Ｎ２,Ｈ２量ＣＯＸ等其他杂质
图１ 合成氨的极简化流程
燃烧尾气放空
合ห้องสมุดไป่ตู้系统放空气
合成系统弛放气
煤 吹风气 氨库大槽减压
蒸汽
图２ 造气工艺流程示意图
煤气柜来半水煤气
经水封水封 水封
水封
硫泡沫去融硫釜
脱硫后的半水煤气送至压缩机一段
图３ 脱硫工艺流程图
压缩机三段
出口来变换气
净化气去
压缩机四段入口富 贫
闪蒸气放空 液
液
二氧化碳
去尿素
空气放空
空气风机 真空泵
图５ 变换与脱硫工艺流程图
合成氨工艺流程简述(word文档良心出品)
合成氨生产工艺简介
一、工艺流程图：
二：流程简述：
无烟块煤经加工成Φ30－100的块状，在造气炉内燃烧并蓄热，后与蒸汽反应生产半水煤气作为合成氨的原料气，原料气经过脱硫后送压缩，经一、二段加压后送变换、变脱，变换气回压缩三进，经三段（或三、四段）加压送脱碳净化后回压缩四进（或五进），经四、五段（或五、六段）加压送甲醇工段，经甲醇工段精制后的甲醇气回压缩，经六段（或七段）加压后送醇烃化工段净化，最后合格的H2、N2气送往合成工段，在一定的温度、压力和催化剂存在的条件下反应生成NH3，用于生产尿素和其他产品。