合成氨-氨合成塔-演讲PPT

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Theme 氨合成塔
——合成氨生产的主要设备之一
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——李飞龙 合肥学院
目录
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结构特点及基本要求 冷管式氨合成塔 冷激式氨合成塔
结构特点及基本要求
一、氢、氮对碳钢有明显的腐蚀作用。 其原因： （1）氢脆 （2）氢腐蚀 （3）高温、高压下，氮与钢中的铁及其他 元素生成硬而脆的氮化物，导致金属性能的 降低。
举例：径向激冷
右图为不带底部的S-200型径向 氨合成塔 与轴向冷激式合成塔相比，径向合 成塔具有以下优点： A.气体呈径向流动，流速远较轴向 流动为低，使用小颗粒催化剂时， 其压力降仍然较小，因而合成塔的 空速较高，催化剂的生产强度较大； B.对于一定的氨生产能力，催化剂 装填量较少，故塔直径较小，采用 大盖密封便于运输、安装与检修。
上图为“凯洛格四床层轴向合成塔”改 为“三床层轴-径向合成塔”的数据 布朗工艺合成氨装置采用的合成塔形式 都是绝热型的，结构相同，仅尺寸不同。 优点：塔径小，制造方便，内部结构简 单，不易损坏.
布朗绝热式合成塔
轴-径向氨合成塔内件
卧式合成塔： 这种塔为径向流动而横卧设置，具有径向合 成塔的优点，床层压力降小，可采用小颗粒催化 剂。 该塔分为冷激型和中间换热式的卧式合成塔 两种。 下图为中间换热式的，由耐压壳体、封头和 内件三大部件构成。
（根据空速、气体入床层温度、氨含量 及催化剂活性等确定）
• 冷管比传热面
（即1m³ 催化剂所需冷管的传热面积）
• 换热器比传热面
（即每立方米催化剂所需换热器的传热 面积）
• 塔的压力
（空速提高往往受到压力降制约）
单管并流式内件： 优点： 使结构简化，塔内部件 比较紧凑，不受管径和 分气盒的限制，有利于 减小床层径向的温差。 缺点： 结构不够牢固，由于温 差应力大，升气管、冷 管焊缝容易裂开。
二、合成塔内件的催化剂床层根据“换 热形式”不同分类： 连续换热式 多段间接换热式 多段激冷式 三、氨合成塔内件结构繁多，目前主要 有两种塔型： 冷管式（连续换热式） 冷激式（多段冷激式）
冷管式氨合成塔
• 内件组成：催化剂框，分气盒，换交换器 和电加热器
工艺设计中主要考虑的问题： • 绝热层高度
冷管形状有圆管、扁平管和带翅 片的冷管。来自换热器的气体有 的是先经中心管，后入冷管；有 的是先经冷管，后入中心管。 如图，换热器的气体是先经冷管， 后入中心管。 轴向冷激式氨合成塔 （凯洛格型）
冷激式氨合成塔
轴向激冷（如下图）
类别
径向激冷（如下图）
举例：轴向激冷
轴向冷激式氨合成塔： 该塔优点：用冷激气调节 反应温度，操作方便，结构 简单，内件可靠性好合成塔 简体与内件上开设入孔，装 卸催化剂时，不必将内件吊 出，外筒密封在缩口出。 明显缺点：虽便于密封， 但焊接合成塔封头前，必须 将内件装妥。维修不便，难 以检查修理。