无水氨工艺介绍1.
液氨(无水)储罐设计要点
液氨(无水)储罐设计要点摘要:本文主要介绍了液氨储罐在设计过程中工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力的确定、设备选材原则及相应的技术条件要求等。
简介:液氨,又称为无水氨,呈无色液体状,有强烈刺激性气味。
氨作为一种重要的化工原料,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。
存储液氨的压力容器,主要应用的场合有医院、制冷业、气体生产厂等场合,它可以为这些企业提供存储的载体,在使用过程中安全可靠、降低成本。
1.设计数据:根据客户提供要求,本罐为常温储存液化气体储罐,无保冷措施,介质为无水液氨,最低设计金属温度-9℃,设计使用年限10年,固定卧式安装,设备公称直径DN1400,容积V=5m³。
2.液氨储罐过程设计要点2.1设计压力、温度确定常温储存液化气体的设计压力,应当以规定温度下的工作压力为基础来确定,根据TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》条款3.1.9.3规定,液氨临界温度≥50℃,无保冷措施,以液氨50℃饱和蒸气压设为工作压力,液氨50℃饱和蒸气压Pw=1.93MPa,设计压力确定Pc=(1.05~1.1)Pw ≈2.2MPa。
2.2设备材料选择原则根据液氨介质特性含水量不高于0.2%,且有可能受空气中O₂或CO₂污染,使用温度高于-5℃,属于液氨应力腐蚀环境。
对本设备根据设计压力、温度、介质特性,主体板材选用GB/T713-2017《锅炉和压力容器用钢板》低合金钢Q345R,供货状态正火;根据介质危害程度,最低设计金属温度,本设计选用符合GB/T9948的钢管,材料选择10#钢,供货状态正火;法兰锻件根据压力、介质不允许微量泄漏等特性,依照HG/T20592-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》选择带颈对焊法兰,公称压力等级PN40,材质为16MnⅡ锻件,密封面形式凹凸面。
2.3最高允许工作压力的引入及计算过程根据HG/T20660-2017《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准》氨属于中毒危害介质,泄漏时易挥发可燃气体,爆炸极限为16%~25%,属于易爆介质,对于盛装不允许有微量泄漏的压力容器,应进行泄漏试验,该设备选择气密性试验,试验压力等于设计压力,并且试验时,需要将安全附件装配齐全,为了确保泄漏性试验顺利进行,所以引入最高允许工作压力,最高允许工作压力[PMAWP]是根据容器各受压元件有效厚度计算得到的,考虑了该元件承受的所有载荷,取各受压元件承受最高允许工作压力的最小值;综上各压力之间关系:工作压力Pw<设计压力Pc<安全阀整定压力Pz<最高允许工作压力。
氨水的生产工艺
氨水的生产工艺氨水是一种无色、有刺激性气味的液态化合物,化学式为NH3,也称为氨气溶液或氨溶液。
它在工业上被广泛应用于各个领域,如农业、医药、化工等。
下面我将介绍氨水的生产工艺。
氨水的生产可以通过多种方法进行,包括炭化氨法、氨纯化法和合成氨法等。
其中,合成氨法是目前最常用的工艺。
合成氨法是利用合成氨工艺,通过反应原料来合成氨气,然后将氨气溶解在水中,最终得到氨水。
合成氨法主要包括以下步骤:1. 合成气制备:合成氨的原料主要是水蒸气和天然气。
首先,将天然气与水蒸气经过催化剂反应,生成一氧化碳和氢气。
然后,将一氧化碳和氢气再次经过催化剂反应,生成合成气。
合成气中的一氧化碳和氢气的比例要符合合成氨反应的要求。
2. 合成氨制备:将合成气与过量空气混合,然后通过高温和高压的条件下,在催化剂的作用下进行反应。
反应生成氨气和水蒸气。
3. 氨水制备:将产生的氨气通过水洗设备,将氨气吸收进水中,生成氨水。
水洗设备一般采用填料塔或者吸收塔,通过水的喷淋或者喷洒将氨气吸附到水中。
4. 解压和分离:将压缩后的氨气通过解压设备,减压到常压或低压,得到普通的氨气。
然后,通过分离设备将氨气和水分离,得到纯度高的氨水。
需要注意的是,合成氨法中的反应条件和催化剂的选择非常重要。
合成氨的反应通常在高温(400-500摄氏度)和高压(100-200巴)的条件下进行,这样可以提高反应速度和转化率。
而催化剂通常采用铁、铑、钼等金属,具有促进反应的作用。
以上是氨水的生产工艺的概要介绍。
合成氨法是目前最常用的氨水生产工艺,它具有高效、环保等优点,能够满足工业生产的需求。
随着科技的不断进步,氨水的生产工艺也在不断改进和创新,使其更加高效和环保。
合成氨工艺流程简介
合成氨工艺流程简介在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。
无水氨生产(弗萨姆工艺
编辑: 12.03 1/02.3434.02 无水氨生产(弗萨姆工艺)弗萨姆法制取无水氨是20世纪60年代美国钢铁公司开发的,1968年美国钢铁公司在克莱尔顿厂试验成功了处理260km 3/h 煤气的无水氨生产装置。
无水氨生产是以磷酸二氢铵溶液吸收煤气中氨生成磷酸氢二铵溶液,然后加热将氨解吸,获得纯度极高的无水氨新工艺,即弗萨姆流程。
90年代中国在一些焦化厂采用,该工艺氨回收率高,可得到含氨99.99%的无水氨。
1、用磷铵溶液吸收煤气中氨无水氨生产包括三个主要过程,即用磷铵吸收煤气中的氨、洗氨富液的解吸和解吸得氨气冷凝液的精馏。
以磷酸溶液洗氨实质上是以磷酸吸收煤气中的氨。
磷酸分子式为H 3PO 4,在水溶液中它能离解为磷酸二氢根离子(H 2PO 4-)、磷酸一氢根离子(HPO 42-)、磷酸根离子(PO 43-)和氢离子(H +)。
由于水溶液中含有上述离子,所以氨与磷酸水溶液作用,能生成磷酸一铵(NH 4H 2PO 4)、磷酸二铵[(NH 4)2HPO 4]和磷酸三铵[(NH 4)3PO 4]。
上述的三种磷酸铵盐均为白色固体结晶物质,它们的主要性质如表1所示。
表1 三种磷酸铵盐性质氨蒸气压 Pa名 称分子式每100g水25℃时的溶解度 g/g生成热kJ/kmol 0.1mol溶液的PH值 100℃ 125℃ 磷酸一铵 磷酸二铵 磷酸三铵 NH 4H 2PO 4 (NH 4)2HPO 4(NH 4)3PO 441.6 72.1 24.11.21×1052.03×105 2.45×1054.4 7.8 9.00.0 49.0 6305.90.5 294.2 11549.7由表1可见,磷酸一铵是十分稳定的,当温度达到125℃时,蒸汽压仅为0.5Pa;磷酸二铵较不稳定;而磷酸三铵最不稳定,在室温下就能分解编辑: 12.03 2/02.34放出氢而变成磷酸二铵。
因此,在无水氨生产中所用磷铵溶液中主要含有的是磷酸一铵和磷酸二铵。
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。
氨水生产工艺流程
氨水生产工艺流程
氨水是一种氨(NH3)溶液,通常以浓度为10%-35%的氨水被广
泛应用于化工、医药、农药、冶金等领域。
下面介绍氨水的生产工艺流程。
1. 原料准备:氨水的原料主要是氨气(NH3)和水(H2O)。
氨气
可以通过蒸发法、溶液吸收法、氨工等方法获得。
水可以通过自来水或蒸馏水供应。
2. 氨气吸收:将氨气通过气体吸收器,与水进行接触吸收。
氨气溶解于水中,生成氨水。
3. 过滤:将吸收后的氨水经过滤器,去除其中杂质和固体颗粒。
这一步骤可以提高氨水的纯度。
4. 浓缩:将过滤后的氨水进一步浓缩,提高其氨含量。
常用的浓缩方法有蒸发浓缩和逆渗透浓缩。
在蒸发浓缩中,氨水被加热,水分蒸发,留下浓缩的氨水。
逆渗透浓缩则通过半透膜的渗透作用,将水分从氨水中分离出去。
5. 贮存和分装:浓缩后的氨水可以被暂时贮存在氨水罐内。
根据客户需求,氨水可以被分装成不同规格的罐装或桶装产品。
6. 检验和包装:对氨水进行质量检验,确保符合相关标准和规范。
合格后,将氨水进行包装,并附上相应的标签和说明书。
以上就是氨水的生产工艺流程。
值得注意的是,在整个生产过
程中,需要控制好工艺参数,确保产品的质量和安全性。
此外,操作人员需要严格遵守相关的安全操作规程,以防意外事故的发生。
氢氰酸生产工艺
氢氰酸生产工艺1、氢氰酸的用途氰化氢HCN亦名无水氢氰酸。
是一种剧毒化学品在常温常压下极易扩散。
这种性质使它在运输和使用中受到限制,甚至还可能被恐怖分子用来危害人类。
鉴于这些,主要的氢氰酸生产国家开始对氢氰酸的生产和使用进行了严格的限制。
在美国一些主要道路上已被禁止运输氢氰酸,一些出口商必须从相关政府获得出口证书,同时保证它的合法使用才可以出口。
氢氰酸的用途很广,可用于制造尼龙、杀虫剂、丙烯腈和丙烯酸树脂、金银铜等的电镀、金银等的采矿业、制药灭鼠药、有机合成等离子蚀刻等。
尤其是已二醇和甲基丙烯酸酯树脂,对氢氰酸的需求就显示出很大的市场强劲。
仅在美国2007年对氢氰酸的需求量将达84.8万吨,就世界范围来说全世界氢氰酸年产量约120万吨左右,且每年以1~1.5的速度递增,其中74%来源于直接法生产,其余来自丙烯腈的副产。
为了确保使用安全、减少对环境的影响、提高生产效率、合理利用资源,必须加快对氢氰酸合成技术与生产工艺的研究,以满足不断增长的市场需求。
2、氢氰酸生产工艺生产HCN的传统工艺主要有Andrussow法以及由它引出的一系列氨氧化法、BMA 法、丙烯腈副产法、轻油裂解法。
在国外主要使用直接法,也就是Andrussow法。
我国主要采取丙烯腈副产法生产氰化氢。
主要氢氰酸生产企业有上海石化股份有限公司、大庆石化总厂、抚顺石化公司、河北诚信、安徽曙光等。
2.1、安氏法氨氧化法就是在氨氧化催化剂的存在下,将氨源和氧源以及可氨氧化的有机物高温转化为氰化物的方法。
最传统的氨氧化法是Andrussow法,是由德国I.G公司安德罗索夫(L.Andrussow)提出,并在德国首先实现工业化生产氢氰酸的一种方法。
Andrussow法亦称安氏法或直接法,采用的主要原料是甲烷、氨气和氧气,故又叫甲烷氨氧化法。
它是20世纪50年代完成的工业生产方法,是生产氢氰酸的主要方法。
该法是在常压、1000℃以上的条件下,将原料混合气通入由铂、铑合金催化剂(铂和铑按9:1制成直径为0.076 mm的丝网)或由铂铱合金制成的丝网状催化剂床,进行的氨氧化反应,其反应式为:2CH4+2NH3+3O2→2HCN+6H2O需要注意的是,该法的转化率一般为60~70%,且为保证产率,生产过程要求较高的温度和较短的时间,使反应速度达到平衡。
无水氨情况介绍
无水氨材料一、无水氨工艺流程简介:从脱硫塔来的焦炉煤气进入吸收塔下段,与磷酸溶液逆流接触,煤气中90%以上的氨在下段被吸收。
煤气进入吸收塔上段后,其中剩余的氨进一步被吸收。
除氨后的煤气从吸收塔顶排出,进入洗苯塔。
吸收塔上、下两段磷酸溶液分四台循环泵供给(两开两备)。
下段循环泵把部分富液(吸氨后的磷酸溶液)送至过滤器,除去富液中的焦油和萘等杂质,干净的富液自流至富液槽。
富液泵把富液送入贫富液换热器,富液与从解吸塔塔底来的贫液(解吸后的磷酸溶液)进行热交换,富液被加热到沸腾状态,进入脱气器,富液中少量的酸性气体在此被脱出,酸性气体进入吸收塔前煤气管道。
解吸塔原料泵将富液送至解吸塔冷凝却器上段与从解吸塔塔顶溢出的氨蒸汽进行热交换,富液被再一次加热,进入解吸塔上部,富液与来自解吸塔底的间接蒸汽加热器加热的贫液蒸汽逆流接触,氨从富液中解吸出来,塔底贫液在贫富液换热器中被冷却,再进入贫液一二段冷却器进一步冷却,然后贫液同吸收塔上段循环液合并进吸收塔循环使用。
从解吸塔塔顶出来的氨蒸汽,在解吸塔冷凝冷却器上段被部分冷凝,随后在下段被冷却水全部冷凝浓氨水,自流至氨水槽(精馏塔原料槽)。
为了进一步除去浓氨水中的酸性气体,用32.5%的苛性钠连续地加入到氨水槽(精馏塔原料槽),同酸性气体中和后生成钠盐,随精馏塔塔底废水一同排出。
精馏塔原料泵将浓氨水从精馏塔中部送入,在精馏塔内,浓氨水被精馏塔底部进来中压蒸汽加热、蒸馏,氨气在塔顶积聚,产生99.8%的氨气,经精馏塔冷凝器冷凝成39.9℃的液氨,进入回流槽,液氨由精馏塔回流泵升压后,部分作塔顶回流,剩余部分作为产品,送至液氨储槽,产品以装车形式出厂。
塔底废水自压至氨水蒸馏装置。
为了保证精馏塔操作稳定,在精馏塔油气采出点侧线排出油污。
二、产能:年处理煤气27720万m³,生产无水氨产品2180t/a(液氨的浓度≥99.8%wt)三、效益:社会效益:无水氨工段投产后,将塔后含氨降到<0.1g/m³,精馏后废水含氨≤0.1%,废水直接进入生化站进行生化处理,处理后废水送往焦炉循环使用。
无水氨操作要点
无水氨操作要点(1)氨的吸收。
氨的吸收是由化学平衡控制的,即温度、压力和溶液中NH3与H3PO4的摩尔比。
相对而言,温度和压力对氨的吸收影响较小,而影响较大的主要有两个因素:(1)进入吸收塔的贫液量;(2)贫液中NH3与H3PO4的摩尔比。
在一定吸收温度下,氨的吸收主要取决于磷酸铵溶液液面上氨的分压,即取决于溶液中磷酸二铵的含量。
所以,控制溶液中铵盐总量、一铵和二铵的质量比(NH3与H3PO4的摩尔比)是十分重要的。
而贫液中NH3与H3PO4的摩尔比取决于解吸工序的操作效率,因此在吸收工序,主要控制进入氨吸收塔的贫液量。
通常,贫液中NH3与H3PO4的摩尔比为1.2—1。
3时,吸收塔底得到的富液中NH3与H3PO4的摩尔比为1.7—1.8。
如果溶液量减少,装置的运行成本降低,经济性好,但富液摩尔比将升高,当超过1.8时,吸收过程吸收的酸性组分将增多,使装置的腐蚀程度加剧。
生产中除对贫富液组成按规定进行化验外,还可对溶液进行简单的密度和pH值测定,以便及时调整操作。
下式表示溶液密度与溶液组分的关系,其关系式:D=0.975+0.00675X-0.0004TX—溶液中铵盐总量(质量分数)%;T—溶液温度,℃以下数据位某焦化厂无水氨贫富液数据,供参考。
贫液富液NH3与H3PO4的摩尔比 1.2 1.75溶液组成(质量分数)/%NH3 6.2 9.5H3PO4 30 31.4PH值 4.75 6.6结晶点/℃25 <25相对密度 1.20 1.233(2)系统水平衡。
控制系统水平衡,即控制吸收和解吸工序水平衡,目的在于控制溶液中H3PO4的浓度。
溶液中H3PO4的浓度对溶液结晶点和密度有影响。
H3PO4浓度低,溶液密度下降,影响除焦油器的正常工作;反之,溶液结晶点升高,易引起结晶堵塞。
当贫液中H3PO4浓度达到35%时,结晶点将升高至40℃左右。
因此,正常操作中控制系统的水平衡,使溶液中H3PO4的浓度控制在30%,基本保持稳定,在此条件下,溶液相对密度为1.2—1.3,结晶点<25℃。
合成氨生产工艺
合成氨生产工艺合成氨生产原理:氨是一种重要的化工原料,特别是生产化肥的原料,它是由氢和氮合成。
合成氨工业是氮肥工业的基础。
为了生产氨,一般均以各种燃料为原料。
首先,制成含H2和CO等组分的煤气,然后,采用各种净化方法,除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质,以获得符合氨合成要求的洁净的1:3的氮氢混合气,最后,氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上,借助催化剂合成氨。
1、合成氨生产工艺介绍造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应,主要过程为吹风和制气。
具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。
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。
所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温,最后送入半水煤气气柜。
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。
脱硫工艺流程图3、变换工段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。
河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。
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。
变换工艺流程图4、变换气脱硫与脱碳经变换后,气体中的有机硫转化为H2S,需要进行二次脱硫,使气体中的硫含量在25mg/m3。
脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除,对气体进行净化,河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。
来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气,进入水分离器,分离出来的水排到地沟。
无水氨工艺及设备简介
NH 4 H 2 PO4 NH
吸收 3 解吸
NH4 2 HPO4
1.2无水氨生产原理 采用磷铵溶液吸收氨时,吸收塔后煤气含氨量,主要 取决于在吸收操作温度下入塔贫液液面上的氨分压,即取 决于磷铵溶液中的磷酸二铵含量。所以在一定的吸收温度 下,入塔贫液中的总铵量,一铵和二铵之间的质量比(可 以用NH3/H3PO4的克分子比表示),是十分重要的。一般喷 洒贫液中的含氨为(6~8.5)%,含磷酸约41%,NH3/H3PO4 克分子比约在1.2~1.4之间,循环母液(吸收塔下部循环 铵溶液)含氨为(8.5~10.5)%,含磷酸约44%,NH3/H3PO4 克分子比为1.65~1.85之间,当吸收操作温度为(40~ 60)℃时,煤气中99%以上的氨可被吸收下来。 由于磷酸吸收具有选择性,只吸收焦炉煤气中的氨而 焦炉煤气中的酸性组分(CO2、H2S及HCN)不被溶液吸收 (只有痕量),因此无需再经化学净制,即可生产出极纯 的产品。
28000
基本风压 N/m2
350
7
S30403,S31603
全容积
15.86
设计使用年 限
10
解吸塔用于解吸磷铵富液,通过从塔底引入1.6MPa的 中压蒸汽与从塔顶来的富液进行直接接触,蒸馏得到14~ 20%的浓氨汽。 解吸塔操作注意事项: 解吸的操作主要是根据富液摩尔比来调节富液进解吸 塔富液处理量,一般每次增加富液处理量1~2m3/h时,相 应提高解析蒸汽量。保持解吸塔顶温度在180±5℃左右, 解吸塔压力是由解吸塔冷凝冷却器下段有效面积的改变而 被控制的,是通过解吸塔压力调节控制在1234±60Kpa, 使氨水不完全从解吸塔冷凝冷却器底部排出而达到目的的。 解析塔塔顶温度过高或过低对操作都是不利的,温度过高, 蒸汽用量势必增大,塔顶的氨蒸汽浓度就会降低,从而影 响精馏操作;温度过低,蒸汽用量不够,解析效果不佳, 影响吸氨效率。 解析蒸汽用量的调节不宜过分频繁,防止解析塔压力产 生波动,使解析塔的压差升高或降低,而造成判断失误。
无水氨生产工艺在焦炉煤气净化回收氨的应用实践
1 无水氨的生产原理无水氨的生产流程包括吸收、解吸、精馏三个部分,在磷酸溶液中需要第一步电离生成。
H2PO4,NH3与煤气中的氨可以形成稳定的磷酸二氢铵,在合理控制溶液摩尔比的基础上,煤气中的氨与部分磷酸铵生成磷酸氢二铵,在两种铵盐同时存在的溶液中,弗萨姆工艺流程中,将溶液的比例控制在合理的范围内进行生产制备,将磷酸二氢铵与煤气中的氨反应制成磷酸氢二铵。
1.1 吸收过程首先,煤气中的氨与磷酸溶液发生反应,形成磷酸二氢铵,当磷酸二氢氨转化为稳定的氢二铵,与溶液中的氨进行反应,并且继续与煤气中的氨反应形成磷酸氢二氨,进行系统吸收和进一步的化学反应。
1.2 解吸过程磷酸二氢铵的化学性质较为稳定,在加热的过程中,磷酸氢二氨分解释放出氧气,并转化为磷酸二氢铵,随着温度的升高,并且分解出来氨,分解后的氨气与水蒸气混合,冷凝进入精馏塔原料槽,完成解吸过程。
1.3 精馏过程蒸馏的过程利用了水和氨的沸点不同的特性,根据水与氨的沸点相差较大的原理,实现二者的分离,利用氨更容易挥发这一特性,在同样的温度下。
气态中的氨浓度比液态中的氨浓度要大很多,在精馏塔中,水蒸气冷凝形成液态水,液态的氨热化变为气态,在塔板的不断累积后,最终在精馏塔塔顶得到浓度较高的氨气,从而实现了氨气的生产。
2 无水氨的生产因素2.1 温度在煤气的脱硫过程中,HPF湿法在脱硫的过程中导致煤气的温度上升,煤气出入系统的温差可达5度,只有煤气的温度低于42℃时,才符合无水氨工艺的要求,进入吸收塔后煤气温度不得低于42℃,溶液系统温度越高,氨在溶液中承受的压力越大,磷酸与氨的融合效率越低,直接导致含氨指标不达标,甚至产生系统平衡失调,溶液温度与煤气温度失去控制,系统发生紊乱甚至生产事故。
2.2 溶液的摩尔比弗萨姆装置在制取的过程中主要通过控制磷酸二氢铵与磷酸氢二铵的比例,保持良好的系统循环,维持整个制备系统的稳定,通过气体的不断循环与更新,将摩尔比控制在一定的范围内,对煤气中的氨进行回收,当摩尔比高于1.4时,溶液中的磷酸氢二铵含量会较多,磷酸二氢铵含量较少,氨不能被及时吸收,当摩尔比低于1.2时,从能耗比的角度考虑,需要更多的蒸汽去解吸磷酸二氢铵中的铵离子,成本较高,生产周期较长。
合成氨的生产过程的三个主要步骤
合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化工和医药等领域。
合成氨的生产过程是一个复杂而精密的工艺流程,包括多个主要步骤。
本文将从以下三个主要步骤来详细介绍合成氨的生产过程。
一、氮气和氢气的准备合成氨的生产过程首先需要准备氮气和氢气。
氮气通常从空气中通过分离提炼获得,而氢气则是通过蒸汽重整、水煤气变换或其他方法制备。
这两种气体的准备需要高纯度和高效率,以确保生产后的合成氨质量。
1. 氮气的提炼氮气的提炼通常采用分子筛吸附法或低温分馏法。
在分子筛吸附法中,空气首先经过过滤和去除杂质的处理,然后通过分子筛吸附剂进行分离,从而获得高纯度的氮气。
而低温分馏法则是利用空气中的氮气和氧气的沸点差异,通过低温冷却凝结氮气,然后采用分馏的方法将氮气和氧气分离。
2. 氢气的制备氢气的制备方法多种多样,常见的包括蒸汽重整法和水煤气变换法。
在蒸汽重整法中,石油制品或天然气经过蒸馏和蒸汽重整反应产生氢气;而水煤气变换法则是通过水蒸气与煤气或重油反应得到氢气。
无论是哪种方法,制备氢气都需要高效能的反应装置和精密的控制系统,以确保生产出高纯度的氢气。
二、氮氢混合气的合成当氮气和氢气准备好后,接下来的主要步骤是将两者合成为氨气。
这一步骤通常采用哈布法,通过高温高压下的催化反应将氮气和氢气合成氨气。
1. 反应装置哈布法的反应装置是合成氨过程中最关键的部分。
通常采用的是固定床反应器,反应器内填充有合成氨的催化剂,然后将预热的氮氢混合气以一定的流量输送到反应器中。
反应器的设计和运行需要考虑到高温高压下的工艺安全和高效能的问题,同时还要考虑催化剂的运转和再生等技术性问题。
2. 反应条件在哈布法的反应条件中,温度和压力是两个至关重要的因素。
一般情况下,合成氨的反应温度在350-550℃之间,压力在100-300大气压之间。
还需要考虑反应速率与选择性、热力学与动力学等因素,以保证合成氨的产率和质量。
三、氨气的精馏和提纯合成氨的最后一个主要步骤是氨气的精馏和提纯。
氨的脱除
氨的脱除1.1 硫铵工艺生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法,我国在20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵,该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重,硫铵质量差,煤气系统阻力大。
随着宝钢一期工程的建设,我们引进了酸洗法生产硫铵工艺,该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。
与饱和器法相比,由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开,可获得优质大颗粒硫铵结晶。
酸洗塔为空喷塔,煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4,可大幅度降低煤气鼓风机的电耗。
采用干燥冷却机将干燥后的硫铵进一步冷却,以防结块,有利于自动包装。
我院开发的酸洗法工艺也已成功地用于天津煤气二厂。
随着宣钢、北焦的建设,我们还引进了间接法饱和器生产硫铵工艺,该工艺是从酸性气体中回收氨,其产品质量要比饱和器法好,但因在较高温度(100℃左右)下操作,对设备和管道材质要求高,加之饱和器尺寸并不比半直接法小,因此投资高于半直接法。
鞍钢二回收还从法国引进了喷淋式饱和器以代替半直接法的饱和器。
喷淋式饱和器的特点是煤气系统阻力小,设备尺寸也相应减小,硫铵质量有所提高。
但是,不管采用那种生产硫铵的工艺,从经济观点分析,其共同的致命缺点是回收硫铵的收入远远不够支付其生产费用。
1.2 无水氨工艺另一种可供选择的脱氨方法是用弗萨姆法生产无水氨。
弗萨姆工艺是由美钢联开发的,它可以从焦炉煤气中吸收氨(半直接法),也可以从酸性气体中吸收氨(间接法)。
宝钢二期工程是从美国USS公司引进的从焦炉煤气中吸收氨的弗萨姆装置,焦炉煤气导入吸收塔,,体气体xn磷酸铵溶液与煤气直接接触,吸收煤气中的氨,然后经解析、精馏制取产品无水氨。
该工艺主要是利用磷酸二氢铵具有选择性吸收的特点,从煤气中回收氨,并精馏制得纯度高达99. 98 %的无水氨。
但由于介质具有一定的腐蚀性,且解吸、精馏操作要求在较高的压力下进行,故对设备材质要求较高。
但该工艺的经济性受生产规模影响较大,规模过小时,既不经济也不易操作。
氨的合成方法范文
氨的合成方法范文氨是一种无色气体,化学式为NH3,由氮和氢原子组成。
氨的合成方法有多种,下面将介绍几种常用的合成方法。
一、半水法合成氨半水法合成氨是最常用的合成方法之一,其原理是通过在高温高压和催化剂的作用下,使氮和氢反应生成氨。
1. 哈伯-博丁-波斯特法(Haber-Bosch Process)这是目前应用最广泛的氨合成方法。
该方法使用铁或钼作为催化剂,氮气与氢气在高温高压的条件下反应,生成氨。
该方法的工艺复杂,需要高温高压的反应条件和催化剂的使用,但是产量和效率较高。
2.低温催化氧化法该方法使用银负载的铁催化剂作为催化剂,在低温下进行氨的合成。
该方法具有操作简单、反应速度快的特点,但是产量较低。
3.电解法电解法是一种通过电解水制备氢气,并将氢气与氮气在电解池中反应生成氨的方法。
该方法具有环保、高效、可持续性等优点,但是电解过程中需要消耗大量能量,成本较高。
二、氨的其他合成方法除了半水法合成氨外,还有其他一些方法可以用于合成氨。
1.亚硝酸铵还原法该方法是通过将亚硝酸铵在催化剂的作用下还原生成氨。
该方法的反应条件较温和,催化剂选择也比较多样化,但是产量较低。
2.氨水合成法该方法是通过氨水与酸或氢离子反应生成氨。
这种方法操作简单,但是产量较低,且需要大量的氨水作为原料。
3.热反应法该方法是通过燃烧氢气和氮气生成水,然后通过水的蒸气与还原剂(如金属钛)反应生成氨。
该方法适用于小规模的氨合成。
总结:氨的合成方法有多种,其中半水法合成氨是最常用的方法之一、通过在高温高压和催化剂的作用下,氮和氢反应生成氨。
除了半水法合成氨外,还有其他一些方法可以用于合成氨,如亚硝酸铵还原法、氨水合成法以及热反应法等。
每种方法都有其适用的场景和特点,可以根据实际需要选择合适的方法进行氨的合成。
无水氨存储技术确保安全
无水氨存储技术确保安全无水氨是一种常用的化工原料,在许多行业中被广泛使用。
然而,无水氨的特殊性质使得其存储和使用过程中存在一些安全隐患。
为了确保无水氨的安全性,科学家们致力于开发和改进无水氨存储技术。
本文将介绍一些有效的无水氨存储技术,以确保安全性。
1. 冷却式无水氨存储系统冷却式无水氨存储系统是一种常用的无水氨存储技术。
该系统通过将无水氨冷却至低温来减少其蒸发和泄漏的风险。
冷却式存储系统通常使用低温冷却剂,如液氮或制冷剂,将无水氨保持在恒定的低温环境中。
这种存储系统减少了无水氨的蒸发速率,从而降低了泄漏和爆炸的风险。
2. 密封式无水氨容器密封式无水氨容器是为了减少无水氨泄漏风险而设计的另一种存储技术。
这些容器采用了特殊的密封材料和结构,以确保无水氨不会泄漏到外界环境中。
这种容器通常具有多重密封设计和可靠的安全阀装置,以在发生异常情况时迅速减压和释放无水氨。
密封式无水氨容器能够有效地防止气体的外泄和外界的气体进入,从而确保存储环境的安全。
3. 安全监测和报警系统为了进一步确保无水氨存储的安全性,安全监测和报警系统是必不可少的。
这些系统可以实时监测无水氨的压力、温度和泄漏情况,并在检测到异常时发出警报。
这种系统通常包括气体传感器、温度传感器和压力传感器等设备,可以及时发现潜在的安全隐患,以便采取适当的措施。
4. 定期维护和检修定期维护和检修是确保无水氨存储安全的关键步骤。
无水氨存储设备和系统应按照规定的维护计划进行定期检查和保养。
这些检查包括设备的清洁、密封件的更换、仪表的校准以及相关部件的维修或替换。
通过定期维护和检修,可以及时发现并修复潜在的问题,以确保无水氨存储设备和系统的正常运行,最大程度地减少安全隐患。
总结:无水氨存储技术的发展为无水氨的安全使用提供了有效的解决方案。
冷却式存储系统、密封式容器、安全监测和报警系统以及定期维护和检修等措施可以共同确保无水氨的安全存储和使用。
在实际应用中,我们应该选择适合自己需求的存储技术,并加强对相关设备和系统的维护及定期检查,以确保无水氨的安全性。
ABFT工艺介绍
常温、低温条件下的 脱氮效果 氨氮去除效果与生化 反应时间的关系 ABFT工艺抗氨氮负荷 的能力
平均值
项目 进水
NH3-N平均值
出水 去除率(%)
秋季(常温)
冬季(低温)
2.59
7.14
0.04
0.35
96.9
95.2
100 95 90 85 80 75 70 65 60
• 工艺原理
• 原理介绍 • 技术核心
• 工艺构造
ABFT工艺原理介绍
1) 曝气生物流化池Aeration biological
fluidized tank(简称ABFT)工艺是近年新 兴的一种生化法去除氨氮的污水处理技术。 该工艺综合了介质流态化、吸附和生物化 学过程,运行机理上较为复杂,但运行管 理方便、操作简单。特别是物理化学法与 生物法相结合,同时兼顾了活性污泥法、 生物膜法和固定化微生物技术的长处,因 此已越来越受到水处理界的重视。
96 94 92 90
进水氨氮浓度 去除率
• 上图中显示了逐渐增大进水氨氮浓度,氨氮 去除率基本稳定,ABFT工艺具有良好的抗 氨氮负荷能力。
去除率(% )
98
5运行过程中每个载体内部都存在着良好的好氧缺氧厌氧环境使其内部形成无数个微型的硝化反硝化反应器故而造成在同一个反应器中同时发生氨氧化硝化和反硝化联合作用有力的保证了氨氮的高效去除abft工艺构造由图可知每个曝气生物流化池从结构上共分成四个区域即集泥区缓冲配水区生物载体区清水区abft工艺设计说明
ABFT工艺
ABFT工艺构造
由图可知,每个曝气生物流化池从结构上共分成四 个区域,即集泥区、缓冲配水区、生物载体区、 清水区 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
-5-
二、无水氨工艺特点
1、用磷酸法脱焦炉煤气中的氨环保效果好,无废气外 排,废液和废渣可集中处理。
2、相对硫铵工艺设备的腐蚀轻。
3、可降低劳动强度,减少操作人员。 4、操作环境好,无粉尘和噪音污染。 5、液氨产品市场价格相对硫铵比较稳定。不受季节 影响。
6、磷酸在整个工艺过程中起到载体作用,消耗量少。
-4-
除酸后的富液用泵加压送入解吸塔,在进解吸塔之前,富液在解 吸塔冷凝冷却器中与热氨汽换热升温到178℃,解吸塔在1.3MPa下 操作,塔底通入1.6MPa直接蒸汽,富液中的氨被解吸出来,脱氨后 的贫液经贫富液换热器与富液换热进行初步冷却,再经贫液冷却器 用循环水进一步冷却至70℃左右,返回到吸收塔循环使用,解吸塔 顶逸出的氨汽经冷凝冷却在供料槽中形成泡点状态下的浓氨水,加 入一定量的NaHO溶液,与残留在氨水中的酸性组分生成相对稳定的 钠盐,以避免精馏塔的腐蚀并确保产品的质量。 供料槽中的浓氨水,用泵送入精馏塔,精馏塔在1.5MPa压力下 操作,塔底通入1.6MPa过热蒸汽,将氨水汽提和精馏,塔底排出的 废水送往蒸氨塔回收其热量(同时可减少蒸氨塔蒸汽用量),塔顶 得到的纯氨气经冷凝冷却后为无水氨流入回流槽,一部分泵送回精 馏塔顶做回流用,剩余部分用泵送往贮罐作为产品外销。 整个磷酸吸收氨法工艺从原理上看是不消耗磷酸,但由于溢流 等原因需定期补充一定量的磷酸,以稳定正常的脱氨效果。
-7-
2、主要原材料消耗定额对比表
序 号 1 2 3 项目名称 硫酸(93%) 磷酸(75%) 碱(32.5%) 计量单位 Kg/t(吨氨) Kg/t(吨氨) Kg/t(吨氨) 10 60 无水氨 装置 硫铵 装置 806 备注
-8-
3、主要公用介质消耗量对பைடு நூலகம்表
序 号 1 2 3 4 项目名称 循环水 蒸汽(低压) 蒸汽(中压) 电(运行容量) 计量 单位 m3/t t/t t/t Kw.h/t 无水氨 装置 300 2.0 10.0 350 440 硫铵 装置 8.0 4.5 备注
磷酸吸收氨制取无水氨包括三个主要过程,即用磷 酸一铵吸收煤气中的氨生成富液、吸氨富液解吸成浓氨水 和浓氨水精馏生成无水氨。
-3-
含氨煤气进入氨吸收塔,与塔顶喷洒的贫液逆流接触, 吸收塔为三段空喷塔,设置循环泵以保证一定的喷淋密度, 在下段约有95%的氨被吸收,在上段用贫液进一步吸收氨, 使脱效率达到99.4%以上,塔顶喷洒的贫液NH3/H3PO4摩尔 比为1.2 ,塔底得到的富液摩尔比为1.75,连续抽出一定量 的富液去解吸系统。 含氨富液在解吸之前,需经脱焦油和脱酸,以防后续设 备堵塞和腐蚀,富液用泵送入除焦油器中,利用空气悬浮形 成的气泡除去焦油和萘,干净的富液靠重力流入溶液槽,被 气泡浮起的焦油和萘流入焦油槽送到配煤工段,除焦油后的 富液用泵送往贫富液换热器,与热贫液换热温度达到123℃ 进入接触器,富液在接触器内闪蒸脱除其中的酸性组分,酸 汽返回到吸收塔前煤气系统 。
-9-
4、维护与管理对比
序号 项目名称 无水氨装置 硫铵装置 备注
1 2 3 4 5
腐蚀程度 操作人员 自动化程度 劳动强度 维修费用
轻 4 人/ 班 高 低 少
严重 6 人/ 班 低 高 多
-10-
5、生产成本经济比较
无水氨工艺 序号 1 2 3 4 5 6 项目名称 2.0MPa蒸汽 0.6MPa蒸汽 磷酸(75%) 碱(32.5%) 电 循环水 合计 单价 110元/吨 110元/吨 5500元/吨 1000元/吨 450元/103kWh 300元/103m3 消耗量 (吨/吨氨) 10 2 0.01 0.06 360 380 成本(元) 1100 220 55 60 162 114 1711 备注
-11-
按南钢焦化处理煤气量9万Nm3/h,氨含量为7g/Nm3 计算: 1)生产硫铵22000吨/年,成本在900元/吨,市场价格在1100元/吨,一年大 约赢利440万元。 2)生产无水氨5400吨/年,成本在2000元/吨,市场价格在3000到3500元/ 吨,一年大约能赢利540万到810万元。 结论:生产无水氨比硫铵一年多赢利有100到370万元。
-13-
3、技术优势
1)、是国内第一家将无水氨装置设备实现国产化的公司; 2)、是国内唯一一家具有多个无水氨设计业绩的公司; 3)、已形成完整的无水氨开车方案,同时可提供无水氨操作人 员培训。
-14-
五、应用业绩
1、山东铁雄能源煤化工有限公司(2008年)——装置全景
-15-
山东铁雄能源煤化工有限公司——解吸塔、换热器部分
-12-
四、技术创新成果及优势
1、技术创新
1)解吸塔和精馏塔盘的改进。
2)吸收塔喷嘴的改进。 3)采用高效填料。
4)对无水氨工艺进行了局部改进。
2、技术成果
1)吸收气体中氨的生产浓氨水系统 ZL 200910050269.X。
2)悬空溢流堰 ZL 200920074777.7。
3)多段喷洒脱氨吸收塔 ZL 200920071364.3 。 4)一种多段喷洒脱除气体中氨的吸收塔工艺方法 200910050268.5。
-16-
山东铁雄能源煤化工有限公司——精馏塔、换热器部分
-6-
三、无水氨与硫铵工艺对比
1、排放废液、废气、废渣量及噪音指标对比表
序号 项目名称 1 2 3 4 计 单 量 位 无水氨 装置 无废气 排放 4.0 相同 70 硫铵 装置 ~16 8.0 相同 110 备 注
排放废气中 mg/Nm3 含硫铵量 废水 固体废弃物 噪音 m3/h t/a dB
南钢焦化厂
焦炉煤气脱氨生产无水氨项目
方案汇报
宝钢工程技术集团有限公司 焦化部
2012.5.8
提纲
一、无水氨工艺流程 二、无水氨工艺特点 三、无水氨与硫铵工艺对比 四、技术创新成果及优势 五、应用业绩 六、改造方案
-2-
一、无水氨工艺流程
用磷酸吸收法吸收煤气中的氨,其原理是利用磷酸中 的三个氢原子,在水溶液中可被氨离子逐步取代,形成磷 酸铵溶液,利用磷酸一铵和磷酸二铵之间的转化,通过低 温吸收高温解吸,实现煤气中氨的吸收和回收,其反应式 如下: