合成氨的工艺流程.doc
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——
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、化肥、塑料、纺织品和燃料电池等工业领域。
合成氨的工艺流程主要包括催化剂的选择、反应条件的控制、氨的分离和纯化等几个关键步骤。
下面将详细介绍合成氨的工艺流程。
1.催化剂的选择:2.原料准备:合成氨的原料主要包括空气和氢气。
空气中的氮气和氧气是制取氨的主要原料,而氢气则是为了提供还原剂。
为了保证原料的纯净度,通常会进行空气分离和氢气净化处理。
3.原料压缩:由于合成氨反应需要较高的压力,所以需要将原料气体进行压缩。
通常采用多级压缩机将氮气和氢气分别压缩到较高压力下。
4.原料进料与预热:将压缩后的氮气和氢气分别进入合成氨反应器前的预热器进行预热,提高其反应温度。
预热器中通常使用废热回收的方式,将反应后的热量传递给进料气体,以提高能量利用效率。
5.反应器:合成氨反应通常采用通过铁-铝催化剂催化的低温高压合成方法。
反应器中的催化剂床层通常采用多层填料堆积,以增加反应面积和接触时间,提高反应效率。
同时,反应器内部的温度和压力需要严格控制,一般为300-400℃和100-250atm。
6.反应气体的冷却与净化:经过反应后,反应气体中除了产生的氨气外,还会有未反应的氮气、氢气以及其他杂质气体。
这些气体需要经过冷却器和废热回收器进行冷却和净化处理,以去除其中的杂质。
7.氨的分离与纯化:在反应气体中,氨气的浓度相对较低,需要进行分离与纯化。
常用的方法是采用低温吸附分离技术,将氨气吸附在吸附剂上,然后通过加热解吸的方式将氨气从吸附剂中释放出来。
8.尾气处理:总的来说,合成氨的工艺流程包括催化剂的选择、原料准备、压缩、进料与预热、反应器、冷却与净化、分离与纯化以及尾气处理等主要步骤。
合理控制每个步骤的条件和参数,能够提高合成氨的产率和质量,减少能源消耗和环境污染。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下,N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后,将余料在送回反应器进行反应,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、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。
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。
用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。
液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。
液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年,6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.1. 工艺路线:以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1,2工段-> 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采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH32. 技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa(2) 产品: 合成氨:氨含量(99.8%)残留物含量(0.2%)3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)(3) 循环水: 100M3(4) 占地: 29,000M24. 主要设备:(1) 造气炉(2) 压缩机(3) 铜洗(4) 合成塔。
什么是合成氨合成氨的工艺流程
什么是合成氨合成氨的工艺流程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,为一种基本无机化工流程。
那么你对合成氨了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是合成氨的内容,希望大家喜欢!合成氨的工艺流程(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120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。
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。
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。
合成氨工艺流程与工艺指标
合成氨工艺流程与工艺指标第一节工艺流程1 工艺流程简述:1.11#合成工艺流程由压缩机七段(六段)出口总管送来的铜洗精炼气经导入阀送入氨冷器出口管,与循环气混合后,进入冷凝塔底部分离套筒内,分离气体中的液氨与油水后进入上部换热器管间,与管内来自水冷排的热气体换热后去循环机加压,气体自循环机出来后进入油分,分离掉油水后气体分四路进入合成塔(一路主线、一路冷副、二路冷激),主线气体由合成塔顶部一次入口进入合成塔内外筒间的环隙,换热后从一次出口出塔,进入气气换热器管间,和管内气体换热后从合成塔二次入口进入塔内下部换热器,与催化剂层来的反应气体换热提温后经中心管进入催化剂层反应,反应后的气体自塔二次出口进入废热锅炉管内。
与废锅内的软水换热,使软水汽化,副产的饱和蒸汽,供变换使用,从废锅出来的混合气体进入软水加热器进行换热,换热后的热软水供铜洗再生使用,出水加热器的气体再进入气气换热器管内,和合成塔一出气体换热。
换热后自换热器底部出,进入水冷却器冷却降温,出冷却器的气体再进入冷凝塔上部换热器管内进一步冷却后进入氨分,分离掉部分液氨,其后气体再进入氨冷器进一步冷却降温,出氨冷器后的循环气和补入的新鲜气混合后一同进入冷凝塔分离液氨,并洗除油水后送循环机加压进行下一个循环,不断产生液氨。
本流程中塔后放空设在氨分离器后,放空气体送提氢岗位回收氢。
氨分和冷交换器分离出来的液氨,放入液氨贮槽。
液氨贮槽的液氨分别再输送到尿素车间生产氨及有关岗位,或送氨冷器做冷冻剂使用,各个氨冷器蒸发后的气氨送至冷冻岗位重新液化成液氨后循环使用。
1.22#合成工艺流程由压缩六段.七段送来合格的精练气经导入阀与氨冷器出口的循环气混合后进入超虑的上部,液氨被分离下来,分离后气体从顶部出来进入冷凝塔底部氨分离套筒内,分离气体中的液氨,油水后进入上部换热气器的管间,与管内冷排来的热气体换热后从上部出来进入循环机,气体经循环机加压后进入油分离器,分离掉油水后的气体分两路进入合成塔(一路线.一路冷副)主线从上部进入沿内外筒环隙顺流而下进入螺旋板换热器板间,从下部螺旋板换热器板间出来进入上部列管换热器的管间,换热后的气体与冷副管来的气体混合进入分器盒,气体被分配到三套管的内管,从外冷管进入集器盒,提温后的气体经中心进入触媒反应,反应后的气体经上部列管内出来进入废锅的管内,气体从废锅出来从二进进入下部螺旋板换热器的板内,经降温后的气体从二出出来进入水冷排下部,气体在冷排被水降温后由上部出来进入冷交上部,气体经换热后从塔顶部出来进入氨分的上部,气体中的氨进一部分离后从顶部出来进入氨冷器的上部,气体在氨冷器降温,气体从底部出来与导入来的气体混合进行下一步的循环.放空气去提氢岗位.2 工艺流程图合成塔油分废 锅去蒸汽管冷 排循环水氨冷氨分冷交气氨去冰机去提氢去提氢导入放空液氨去尿素减压去等压回收塔冰机来去铜洗去冰机放氨液氨贮槽缓冲罐超滤冷副主阀主线近路第二节工艺指标催化剂热点温度:445-500℃(根据催化剂活性情况调整,A±5℃) 成品氨的纯度:≥99.6%循环气中入口甲烷:10-14%循环气中入口氨含量:≤3.5%1#合成塔压差:≤1.0MPa2#合成塔压差:≤2.0MPa废锅炉水碱度:≤10mgN/L废锅炉水氯根:≤30 mgN/L循环机出口压力:≤32.0MPa系统压力:≤31.0MPa系统压差:≤2.5MPa循环机油压:0.3-0.6 MPa循环机填料加氨:0.3-0.4MPa 1#合成废锅压力:≤1.4MPa2#合成废锅压力:≤1.3MPa 中间槽压力:≤2.1 MPa系统升压速率≤0.5MP/分氨冷器气氨压力:≤0.3MPa合成塔塔壁上部温度:≤100℃合成塔塔壁中下部温度:≤150℃水冷温度:≤50℃氨冷温度:-5-5℃废热锅炉液位:1/2~2/3中间槽液位:10-30吨冷交液位:0-50循环机曲轴箱液位:1/2-2/3电炉绝缘电阻值:≥0.2兆欧催化剂同平面温差:≤30℃运行中电机绝缘: >0.5兆欧注油量:20-30滴/分保护气温度:5-20℃保护气流量:500-800m3/h轴承温度:<75℃定子温度:<120℃透平机电流:<1150A透平机功率:<680KWh循环气入口温度:<40℃循环氢:>60%轴承运行时间:2880小时功率记录仪指示无突跳.轴承定子运行温度记录平稳透平机进出口压差:≤3.0Mpa。
合成氨生产工艺流程
合成氨生产工艺流程合成氨是一种重要的化学原料,广泛应用于农业、医药、冶金、塑料等行业。
合成氨的工艺流程主要包括两个步骤:制备氢气和制备氮气。
以下是合成氨的详细工艺流程:1.制备氢气合成氨的生产需要大量的氢气。
目前常用的制备氢气的方法有水煤气转化法和重油加热法。
水煤气转化法是将煤炭和水蒸气在高温下进行催化反应,生成一氧化碳和氢气。
反应过程中产生的一氧化碳和氢气通过一系列的分离和净化步骤,得到纯净的氢气。
重油加热法是将重油和蒸汽在高温下进行催化反应,生成氢气和炭黑。
反应过程中的氢气经过冷却和净化,得到纯净的氢气。
制备氢气的方法还包括天然气蒸气重整法、煤气重整法等。
2.制备氮气制备氮气有很多方法,包括空分法、膜法和吸附法等。
其中,空分法是最常用的制备氮气的方法。
空分法是将空气通过冷凝和膜分离等步骤,将氧气和其他杂质去除,得到纯净的氮气。
3.合成氨反应合成氨反应是指将制备好的氢气和氮气进行催化反应,生成氨气。
合成氨反应一般采用哈布斯过程。
哈布斯过程是将氢气和氮气通过铁催化剂进行反应,在高温和高压下,生成氨气。
反应过程中,氮气和氢气经过多级催化剂反应器,进行一系列的反应和净化步骤,得到高浓度的氨气。
为了提高合成氨的产量和效率,可以采用以下措施:1.优化催化剂:改进催化剂的配方和制备工艺,提高催化剂的活性和稳定性。
2.调整反应条件:通过调整反应温度、压力和气体流量等参数,优化反应条件,提高反应效率。
3.循环气体:将反应后的气体进行回收和再利用,减少气体的浪费,提高氨气的产量。
4.节能减排:采用节能的加热和冷却设备,减少能量的消耗和二氧化碳的排放。
5.安全措施:建立完善的安全管理系统,确保生产过程中的安全。
总之,合成氨的生产工艺流程包括制备氢气和制备氮气两个步骤,通过优化反应条件和提高催化剂的活性,可以提高合成氨的产量和效率,从而满足农业、医药、冶金等行业对氨气的需求。
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%。
天然气合成氨工艺流程
天然气合成氨工艺流程氨是一种重要的化工原料,广泛用于制造化肥、合成纤维和其他化工产品。
天然气合成氨是一种重要的工艺流程,通过利用天然气中的氮气和氢气来合成氨气。
下面将介绍天然气合成氨的工艺流程。
1. 天然气净化。
天然气中含有少量的硫化氢、二氧化碳和水蒸气等杂质,需要进行净化处理。
首先,天然气通过除硫装置,将硫化氢去除,然后通过脱水装置,去除水蒸气。
最后,通过脱碳装置,去除二氧化碳。
经过净化处理后的天然气成分符合合成氨的要求。
2. 空气分离。
空气中含有大量的氮气,通过空气分离装置,可以将氮气和氧气分离。
通常采用的是低温分馏法,将空气冷却至液态,然后通过分馏将氮气和氧气分离。
得到纯净的氮气用于后续的合成氨反应。
3. 合成氨反应。
合成氨反应是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应,生成氨气。
通常采用的是哈贝-波希反应,反应条件是在高压(100-250atm)和高温(400-500℃)下进行。
催化剂通常采用铁或钼化合物。
反应过程中,氮气和氢气按一定的摩尔比混合,通过催化剂的作用生成氨气。
4. 氨气提纯。
合成氨反应生成的氨气中还含有少量的氮气、氢气和甲烷等杂质,需要进行提纯处理。
首先经过冷凝器,将氨气冷却成液态,然后通过分馏将杂质分离出去,得到纯净的氨气。
5. 氨气压缩。
提纯后的氨气需要进行压缩,以便于储存和运输。
通过氨气压缩机,将氨气压缩至一定的压力,通常为10-20MPa。
6. 氨气储存和运输。
压缩后的氨气可以储存在氨气储罐中,也可以通过管道或罐车进行运输。
在储存和运输过程中需要注意防止氨气泄漏和避免与氧化剂接触,以防止火灾和爆炸事故的发生。
综上所述,天然气合成氨工艺流程包括天然气净化、空气分离、合成氨反应、氨气提纯、氨气压缩和氨气储存和运输等步骤。
通过这些步骤,可以高效地将天然气转化为合成氨,为化肥和化工产品的生产提供重要的原料。
合成氨各工序工艺详细流程
合成氨各工序工艺详细流程
一、蒸汽炒烧式合成氨工艺
1、反应原料预处理及收集:以天然气为反应原料进行洁净预处理,将其中的硫氢离子捕集处理;
2、冷凝:利用空冷凝器将原料液冷凝后进入反应釜;
3、蒸汽炒烧:将原料液放入釜中增温,增温到某个温度时,将蒸汽灌进反应釜并炒烧反应;
4、气-液回收:将反应釜中产生的氰气和氨气经过冷凝式压缩凝结回收;
5、洗涤液回收:将氰气和氨氧化后产生的洗涤液回收处理;
7、回收固体:将反应釜中凝聚的氯化磷等固体物质回收并进行进一步处理;
二、NH3-NH3-N2反应式氨的制备
1、原料准备:准备碘化氨、碳氢气、氮气等原料进行反应;
2、液-液混合:将碳氢气、碳氢气、氮气和碘化氨通过特定设备混合液化;
3、反应:将液态原料放入反应器中,加热反应工艺,由气相催化剂催化反应,化学反应过程中产生的氨收集回收;
4、冷凝:将反应后的气体回收到冷凝器中,通过冷凝介质冷凝凝结;
5、收集:将氨从冷凝罐中收集。
合成氨的工艺流程
目录摘要: (3)ABSTRACT (4)1.概述 (5)1.1合成氨的工艺流程 (7)1.1.1原料气制备 (7)1.1.2净化 (8)1.1.3氨合成 (9)2.氮氢比操纵 (12)2.1操纵方法 (12)2.1.1先进操纵 (12)2.1.2优化操纵 (13)2.2氮氢比操纵方案设计 (13)2.2.1基于先进操纵算法的氮氢比操纵 (13)2.2.2基于先进操纵软件包的氮氢比操纵 (14)2.2.3基于优化常规过程操纵(PID)的氮氢比操纵 (14)2.3氢氮比操纵方案比较 (15)2.4推举合成氨装置氢氮比优化操纵设计方案 (16)3.温度 (17)3.1反应速度 (17)3.2对温度的操纵 (17)3.3多段冷激式氨合成塔温度先进操纵 (18)4.压强 (20)5.催化剂 (21)5.1催化剂在还原前的化学组成及其作用 (21)5.2催化剂的还原与钝化 (21)5.2.1催化剂的预还原 (21)5.2.2催化剂的还原与钝化 (21)5.3催化剂中毒与衰老 (22)6.合成氨的危险分析 (23)6.1环境风险识不 (23)6.1.1化学品风险识不 (23)6.1.2生产工艺和设施风险识不 (23)6.1.3重大危险源识不 (24)6.2风险防范措施及应急预案 (24)6.2.1降低事故发生概率 (24)6.2.2减小事故污染排放量 (24)7.合成氨工艺中的设备改进方案 (26)7.1改造变换炉 (26)7.2改进合成塔内件 (26)7.3改进铜塔内部结构 (26)7.4改造铜液再生器 (27)7.5改造洗气塔 (27)7.6增设降温清洗三用塔 (28)8.合成氨装置腐蚀与防护 (29)8.1碳钢-液氨体系 (29)8.2奥氏体不锈钢-氯离子体系 (30)8.3氢腐蚀 (31)8.4二氧化碳腐蚀 (32)9、结论 (33)9.1 安全治理 (33)9.2 合成氨技术的以后进展趋势 (34)参考文献 (37)谢辞 (38)综述 (39)摘要:氨是重要的无机化工原料,也是化肥工业和有机化工的要紧原料,在国民经济中占有重要地位。
合成氨的工艺流程.doc
合成氨的⼯艺流程.doc合成氨的⼯艺流程氨是重要的⽆机化⼯产品之⼀,在国民经济中占有重要地位。
除液氨可直接作为肥料外,农业上使⽤的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。
合成氨是⼤宗化⼯产品之⼀,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨⽤来⽣产化学肥料,20%作为其它化⼯产品的原料。
德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮⽓和氢⽓直接合成氨。
于1908年申请专利,即“循环法”,在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6%以上。
这是⽬前⼯业普遍采⽤的直接合成法。
反应过程中为解决氢⽓和氮⽓合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的⽓体中分离出来,未反应⽓和新鲜氢氮⽓混合重新参与合成反应。
合成氨反应式如下:N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"⾼温,⾼压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和⽓体原料。
经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了⼀⼤批各有特⾊的⼯艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料⽓制备过程、净化过程以及氨合成过程。
合成氨是由氮和氢在⾼温⾼压和催化剂存在下直接合成的氨。
别名:氨⽓。
分⼦式NH3英⽂名:synthetic ammonia。
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。
1.合成氨装置模型图:⼯业⽣产上合成氨装置图2、合成氨⼯艺流程叙述:(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
【专用文档】合成氨工艺操作规程.doc
第一篇合成工艺操作规程精炼后的氢、氮混合气在较高的压力、温度及催化剂存在的条件下合成为氨。
由于反应后气体中氨含量不高,故分离氨后的氢、氮气循环使用。
目前工业上仍普遍采用中压法生产,使用铁系催化剂。
近年来围绕合成氨生产的节能降耗,对合成操作条件进行优化,在工艺流程、设备及催化剂上作了某些改进,尤其是在氨合成反应热的利用上作了不少工作,取得了一定成效。
第一章岗位任务与工艺原理第一节岗位任务由压缩机七段(六段)出口总管送来的合格精炼气,在高温高压下,借助催化剂的作用,进行化合反应生成氨,经冷凝分离得到液氨,液氨送尿素车间生产尿素,部分液氨送有关岗位氨冷器,汽化后去冷冻岗位循环使用,合成放空气经提氢岗位回收后,氢气回压缩机四段加压后返回系统重复利用,尾气与净氨后的氨贮槽解吸气混合送造气吹风气回收燃烧炉助燃。
第二节 基本原理1 氨合成的生产原理氨合成反应的化学方程式:N2+3H 2 2NH 3+Q氨合成反应的特点: ①可逆反应②放热反应: A 标准状况下(25℃)101325KPaB 每生成1mol NH 3放出46.22KJ 热量③体积缩小的反应:3摩尔氢与1摩尔氮生成2摩尔氨,压力下降 ④必需有催化剂存在才能加快反应2 氨合成反应的平衡氨合成反应是一个可逆反应,正反应与逆反应同时进行,反应物质浓度的减少量与生成物质浓度的增加量达到相等,氨含量不再改变,反应就达到一种动态平衡。
从平衡观点来看:提高反应温度,可使平衡向吸热反应方向移动,降低温度向放热方向移动。
3 氨合成反应速度及影响合成反应的因素反应速度是以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示的。
影响氨反应速度的因素:3.1压力:提高压力可以加快氨合成的速度,提高压力就是提高了气体浓度,缩短了气体分子间的距离,碰撞机会增多,反应速度加快。
3.2温度:温度提高使分子运动加快,分子间碰撞的次数增加,又使分子克服化合反应时阻力的能力增大,从而增加了分子有效结合的机会,对于合成反应当温度升高,加速了对氮的活性吸附,又增加了吸附氮与氢的接触机会,使氨合成反应速度加快。
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。
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨工作原理与工艺流程摘要:氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的,其反应式为3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩... 合成氨工艺包括:往复循环机工艺流程,透平循环机工艺流程,合成塔工艺流程。
一.往复循环机工艺流程经合成反应,水冷器冷却、氨分离器分离后的混合气体,进入循环机气缸压缩提高压力,再送入系统与新鲜气混合进入合成塔。
关键词:氨工作;原理;工艺流程Abstract: The basic principle of ammonia synthesis, ammonia by gaseous hydrogen and nitrogen in ammonia catalyst under reaction, the reaction equation: 3H2+N2 =2NH3 + heat which is a reversible exothermic, volume shrinkage... In synthetic ammonia process includes: reciprocating circulation machine process, turbine circulation machine process, synthetic tower process.Key words: ammonia; principle; technical process一、氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的,其反应式为:3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩小的反应,对其反应机理存在着不同的观点,一般认为:氮在铁催化剂上被活性吸附,离解为氮原子,然后逐步加氢,连续生成NH、NH2和NH3。
即:N2(扩散)→2N(吸附)→2NH(吸附)→2NH2(吸附)→ 2NH3(脱附)→2NH3(扩散到气相)由质量作用定律和平衡移动原理可知:1.温度升高,不利于反应平衡而有利于反应速度。
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合成氨的工艺流程氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。
除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。
合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。
于1908年申请专利,即“循环法”,在此基础上,他继续研究,于1909年改进了合成,氨的含量达到6%以上。
这是目前工业普遍采用的直接合成法。
反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
合成氨反应式如下:N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温,高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
合成氨是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
别名:氨气。
分子式NH3英文名:synthetic ammonia。
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。
1.合成氨装置模型图:工业生产上合成氨装置图2、合成氨工艺流程叙述:(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+H2OH→2+CO2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。
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(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),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100cm3/m3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。
甲烷化反应如下:CO+3H2→CH4+H2OCO2+4H2→CH4+2H2O(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。
氨合成反应式如下:N2+3H2→2NH3(g)3.合成氨的催化机理热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时,反应的活化能很高,反应几乎不发生。
当采用铁催化剂时,由于改变了反应历程,降低了反应的活化能,使反应以显著的速率进行。
目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
上述反应途径可简单地表示为:xFe + N2→FexNFexN +[H]吸→FexNHFexNH +[H]吸→FexNH2FexNH2+[H]吸FexNH3xFe+NH3在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335 kJ/mol。
加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。
第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。
由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。
3.催化剂的中毒催化剂的催化能力一般称为催化活性。
有人认为:由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变,一旦制成一批催化剂之后,便可以永远使用下去。
实际上许多催化剂在使用过程中,其活性从小到大,逐渐达到正常水平,这就是催化剂的成熟期。
接着,催化剂活性在一段时间里保持稳定,然后再下降,一直到衰老而不能再使用。
活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命,其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。
催化剂在稳定活性期间,往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏,这种现象称为催化剂的中毒。
一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。
中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。
例如,对于合成氨反应中的铁催化剂,O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。
但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,因此这种中毒是暂时性中毒。
相反,含P、S、As 的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。
催化剂中毒后,往往完全失去活性,这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理,活性也很难恢复。
催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。
工业上为了防止催化剂中毒,要把反应物原料加以净化,以除去毒物,这样就要增加设备,提高成本。
因此,研制具有较强抗毒能力的新型催化剂,是一个重要的课题。
4.我国合成氨工业的发展情况解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂,解放后合成氨工业有了迅速发展。
1949年全国氮肥产量仅0.6万吨,而1982年达到1021.9万吨,成为世界上产量最高的国家之一。
近几年来,我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。
这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料,生产中能量损耗低、产量高,技术和设备都很先进。
5.化学模拟生物固氮的研究目前,化学模拟生物固氮的重要研究课题之一,是固氮酶活性中心结构的研究。
固氮酶由铁蛋白和钼铁蛋白这两种含过渡金属的蛋白质组合而成。
铁蛋白主要起着电子传递输送的作用,而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合N2或其他反应物(底物)分子,并进行反应的活性中心所在之处。
关于活性中心的结构有多种看法,目前尚无定论。
从各种底物结合物活化和还原加氢试验来看,含双钼核的活性中心较为合理。
我国有两个研究组于1973—1974年间,不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型,能较好地解释固氮酶的一系列性能,但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化。
国际上有关的研究成果认为,温和条件下的固氮作用一般包含以下三个环节:①络合过程。
它是用某些过渡金属的有机络合物去络合N2,使它的化学键削弱;②还原过程。
它是用化学还原剂或其他还原方法输送电子给被络合的N2,来拆开N2中的N—N键;③加氢过程。
它是提供H+来和负价的N结合,生成NH3。
目前,化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是,N2络合了但基本上没有活化,或络合活化了,但活化得很不够。
所以,稳定的双氮基络合物一般在温和条件下通过化学还原剂的作用只能析出N2,从不稳定的双氮络合物还原制出的NH3的量相当微少。
因此迫切需要从理论上深入分析,以便找出突破的途径。
固氮酶的生物化学和化学模拟工作已取得一定的进展,这必将有力地推动络合催化的研究,特别是对寻找催化效率高的合成氨催化剂,将是一个有力的促进。
6.生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。
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。
合成氨工艺流程图合成氨的工艺流程图7、合成氨的在线分析检测点合成氨的在线分析检测点序号检测点被测组分典型量程备注A1 半水煤气O20~1%A2 脱硫H2S、SO20~5%A3 中变出口CO 0~5%A4 低变出口CO 0~1%A5 脱碳出口CO20~2%A6 再生CO2(入口)O20~15%CO2+CO20~50ppmA7 精练气(甲烷化)出口A8 合成塔入口新鲜气H2 50~80%CH40~15%A9 合成循环气H240~70%A10 天然气制氢一段炉CH40~15%A11 天然气制氢二段炉CH40~1%A12 重油制氢汽化炉CH40~10%(1) 制原料气的制取.N2:将空气液化、蒸发分离出N2,或将空气中的O2与碳作用生成CO2,除去CO2后得N2.H2:用水和焦炭(或煤、石油、天然气等) (中国主要以煤生产氨)在高温下制取。