合成氨工艺总流程与压缩机教学提纲
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,在许多行业中被广泛应用。
本文将介绍合成氨的生产工艺流程,以及其中涉及到的化学反应和工艺设备。
生产工艺流程合成氨的生产工艺流程可以分为以下几个步骤:1.准备原料:其中主要原料是氢气和氮气,同时需要一定的催化剂。
2.压缩空气:将空气压缩到一定程度,将其中的氧和氩排除掉,以保证原料中的氮气含量高达99%以上。
3.合成反应:在特定的反应器中,将氢气和氮气进行反应,并通过催化剂加速反应过程,生成合成氨。
该反应通常采用哈伯-卡西反应。
4.分离纯化:将合成氨从反应器中分离出来,并通过分离纯化设备进行纯化。
5.尾气处理:将反应器中剩余的气体进行处理,通常采用吸收、脱附等方法,以减少尾气对环境的污染。
化学反应哈伯-卡西反应是合成氨生产的核心化学反应,其化学方程式为:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)该反应是一个可逆反应,所以产物中可能存在一定量的氮气和氢气。
催化剂通常采用铁-铝-钾等复合催化剂,以加速反应并提高反应的选择性。
工艺设备在合成氨生产过程中,涉及到以下几个主要的工艺设备:1.压缩机:用于将氧、氩等杂质气体排除,将气体压缩。
2.反应器:用于进行哈伯-卡西反应,通常采用固定床反应器,反应器内填充着催化剂。
3.分离塔:用于从反应器中分离出合成氨。
4.吸收塔:用于处理反应器中剩余的尾气。
合成氨是一种十分重要的化学原料,其生产工艺流程麻烦且多种化学反应涉及其中,因此需要一系列的工艺设备来完成整个生产过程。
哈伯-卡西反应是该生产过程的核心反应,通过复合催化剂加速反应过程并提高反应的选择性。
通过合理的工艺流程设计和设备选型,能够实现高效、稳定的合成氨生产。
合成氨工艺1
合成氨工艺1————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:压缩第一节岗位任务将脱硫工段,变换工段,脱碳工段,铜洗工段的气体,分别加压达到工艺指标所要求的相应压力,输送到有关工段使用。
第二节基本原理1活塞式压缩机的工作原理电机带动曲轴做旋转运动,曲轴带动连杆做上下运动,连杆带动活塞杆.活塞做往复运动从而把曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动,在气缸内达到压缩气体的目的。
它的工作过程包括膨胀.吸气.压缩.排气四个过程。
第三节设备构造1主机部件主要是由曲轴箱. 曲轴. 气缸. 中体. 连杆. 活塞杆. 十字头活塞. 活塞环. 气缸. 轴瓦. 气阀. 填料函等构成。
2辅助部件润滑部件一般分为2部分气缸润滑与运动部件润滑气缸润滑一般用注油器。
运动部件一般用循环油泵第四节正常开停车工作原理:气体是依靠在气缸内做往复运动的活塞来进行压缩的,开停操作:开车:开车前的准备与有关工段联系,做好开车准备先通知配电室合闸再启动注油泵循环油泵通风机检查各润滑油供油是否正常再检查各应开应关阀门开车前应开的阀门(各段上水阀一进阀一回一阀二回一阀1-6级放空阀2-3通阀3-4通阀5-6通阀1-6级油水阀)开车前应关的阀门(2出阀3进阀3出阀4进阀5出阀6进阀6出阀)各阀门检查好了以后盘车3-5转然后启动主机让主机空运3-5分钟一切正常后开始加压送气首先关闭一回一二回一阀1放阀2放阀以及各段油水阀用2-3通调节2出压力当2出压力达到工艺要求打开2出阀3进阀迅速关死2-3通接着关闭3放阀用3-4通调节3出压力当3出压力达到工艺要求打开3出阀4进阀迅速关死3-4通接着关闭4放阀5放阀用5-6通调节5出压力当5出压力达到工艺要求时打开5出阀6进阀迅速关死5-6通然后用6放阀置换3次以后打开6出阀送气到合成开车结束停车:1 与有关工段联系,做好停车准备。
合成氨工艺学大纲
《合成氨工艺学》课程教学大纲适用专业:化学工程与工艺学时:60学时学分:3一、课程的性质和目的合成氨生产是典型的化工工艺生产过程,反映了现代化工工艺的先进性和复杂性,具有相当强的代表性。
其目的是从加强工艺基础理论出发,分析其工艺特点,从热力学、动力学和技术经济的角度,分析和讨论各参数对反应的影响,工艺条件的确定和反应设备的选择。
同时介绍不同路线和流程的经济技术指标,能量的回收利用以及副产物综合利用等工艺问题,从而达到加强学生处理生产实际问题以及工艺研究开发和技术经济评价方面的工作能力的培养。
二、课程教学内容第一章绪论(2学时)要求一般理解与掌握:1、本课程的作用、目的、要求2、合成氨发展史3、合成氨生产典型工艺流程4、氨的性质、用途粗原料气制取(12学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、煤气化的化学反应与平衡;2、半水煤气生产的特点;3、间歇制气的工作循环;4、间歇制气的工艺条件;5、工艺流程与设备;6、续气化法的理论分析。
要求一般理解与掌握的内容有:1、反应速率;2、原料煤耗和热量回收;3、连续气化法的典型方法介绍。
自学:1、气态烃蒸汽转化法;2、重油部分氧化法。
一氧化碳变换(10学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、变换反应热力学;2、变换催化剂;3、工艺条件;4、工艺流程。
要求一般理解与掌握的内容有:反应速率及动力学方程式。
第三章第三章硫化物的脱除(8学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、湿法脱硫:①基本原理和氧化的催化剂选择,②改良ADA法;2、干法脱硫:①氧化锌法,②钴钼加氢法;3、脱硫方法的选择要求一般理解与掌握的内容有:1、脱硫原因;2、脱硫方法分类;3、中国近年开发的脱硫方法。
自学:干法脱硫:①活性炭法,②氧化铁法,③硫氧化碳水解催化法。
第四章第四章二氧化碳的脱除(8学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、物理吸收和化学吸收的比较;2、化学吸收法:热碳酸钾法;3、物理吸收法:低温甲醇洗涤法;4、脱碳方法的选择。
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。
合成氨各工序工艺详细流程
合成氨各工序工艺详细流程合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于合成各类农药、肥料、化学品等。
下面将详细介绍合成氨的工序和流程。
合成氨的工艺主要分为三个步骤:气体净化、气体压缩和反应制氨。
1.气体净化:合成氨的原料气体主要有空气和甲烷。
在进入反应装置之前,需要进行气体净化处理。
空气首先经过过滤装置去除微小杂质、灰尘和固体颗粒物。
然后通过制冷装置降低气体温度,使其中的水蒸气凝结成液体,然后被排放。
甲烷通过碳分子筛吸附去除杂质。
这样可以保证反应装置中气体的纯度和稳定性。
2.气体压缩:经过气体净化后的空气和甲烷被分别压缩到一定压力,以满足反应器中的需求。
通常使用压缩机进行压缩,然后将压缩后的气体分别输送到反应器中。
3.反应制氨:反应制氨是整个过程的关键步骤。
通常采用哈柏法(Haber-Bosch)来实现反应制氨。
反应器中,高温高压的空气与甲烷的混合气体通过催化剂床进行催化反应。
常用的催化剂是铁与铁-铝的混合物,也可以加入少量的钾、镁等元素。
反应是一个放热反应,反应温度一般在380-550°C 之间,压力一般在1.7-3.5 MPa之间。
催化剂的存在可以提高反应速率,但也会增加反应的等离子体强度,导致了碳催化剂和蒸汽的选择性降低,产生非氮气杂质。
反应过程中,氮气与氢气进行反应生成氨气。
原料气体经过催化剂床后,反应转化率不高,需要多次通过催化剂床进行反应。
一般采用多级反应器和中间冷却装置,提高氨气的产率和纯度。
经过多级反应后,氨气还需要进行冷却和净化处理,以达到合成氨的纯度要求。
以上是合成氨的工序和流程的详细介绍。
合成氨的过程需要进行气体净化、气体压缩和催化反应制氨。
这个过程需要确保原料气体的纯度和稳定性,通过压缩提高原料气体的压力,催化剂的存在可以提高反应速率和转化率。
经过多级反应,最终得到高纯度的合成氨。
合成氨工艺的不断优化和改进,可以提高合成氨的生产效率和氨气的纯度,降低生产成本。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程1. 简介合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、涂料、塑料、制冷剂等工业领域。
合成氨工艺是通过催化剂在适当的温度和压力下将氮气和氢气合成氨气的过程。
本文将介绍合成氨工艺的流程及其相关操作步骤。
2. 合成氨工艺流程合成氨工艺流程主要包括气体净化、气体压缩、催化反应、分离纯化等环节。
2.1 气体净化合成氨工艺的第一步是将氮气和氢气进行净化,去除其中的杂质和不纯物质,以保证催化剂的正常使用。
常见的气体净化方法包括吸附、吸收、脱水等。
在吸附过程中,氮气和氢气通过吸附剂床层,吸附剂可以去除其中的水分、氧气、二氧化碳等杂质。
在吸收过程中,气体经过溶剂床层,其中的硫化氢等有毒气体被吸收掉。
同时,还可以使用脱水剂去除气体中的水分。
2.2 气体压缩在气体净化后,将净化后的氮气和氢气进行压缩,提高其压力,以便后续的催化反应。
氮气和氢气分别进入压缩机进行压缩,压缩机通常采用多级压缩,保证气体压力的稳定和可控。
2.3 催化反应经过气体压缩后的氮气和氢气进入催化剂床层,进行合成氨的催化反应。
催化剂通常采用铁、钼或镍等金属催化剂,催化剂在适当的温度和压力下,使氮气和氢气发生反应,生成合成氨气。
催化反应是一个放热反应,需要控制温度以避免过高的温度导致副反应的发生。
2.4 分离纯化经过催化反应生成的合成氨气含有大量的副产物和未反应的氮气、氢气等杂质。
在分离纯化环节中,需要进行吸附、压缩、蒸馏等操作,将合成氨气中的杂质去除,提高纯度。
常见的分离纯化方法包括低温吸附法、压缩法和蒸馏法。
3. 工艺条件和参数合成氨工艺的实施需要满足一定的工艺条件和参数,以确保反应的进行和产出的质量。
常见的工艺条件和参数包括温度、压力、催化剂种类和配比、气体流速等。
3.1 温度催化反应的温度是合成氨工艺中的关键参数之一。
温度过高会导致副反应的发生,影响合成氨气的产量和纯度;温度过低则会降低反应速率。
一般情况下,催化反应的温度在300-500°C之间控制。
合成氨 工艺流程
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、塑料、药品等行业。
它的工艺流程一直以来都备受关注,因为合成氨的生产需要高温、高压和复杂的催化反应。
下面我们来了解一下合成氨的工艺流程。
首先,合成氨的工艺流程主要分为两步:氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成。
氮气一般来自空气中的分离,氢气则通常是通过蒸汽重整、乙烷裂解等方式制备。
其次,氮氢气混合气的合成是合成氨的关键步骤。
这一步通常使用哈勃-波希过程,即在高温高压下,利用铁、铁钾、铁钼等金属作为催化剂,使氢气和氮气在反应器中发生化学反应,生成合成氨。
在这个过程中,需要对反应温度、压力和催化剂进行精确控制,以确保合成氨的产率和质量。
最后,合成氨的后续处理包括冷凝、脱碳、洗涤等步骤,以去除反应器中产生的杂质和副产物,使得合成氨的纯度达到要求。
这样就得到了可供工业生产和应用的合成氨。
综上所述,《合成氨工艺流程》涉及氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成和合成氨的后续处理等关键步骤,通过精确控制各项参数和操作条件,才能产生高质量的合成氨,为化工行业提供了重要的原料。
合成氨工艺设计总流程及压缩机
合成氨工艺设计总流程及压缩机合成氨是一种重要的工业原料,广泛用于生产化肥、合成塑料、合成纤维等领域。
其工艺设计总流程包括制备氢气、制备氨合成气、氨合成和氨的压缩。
首先,制备氢气。
氢气是合成氨工艺的重要原料之一、传统的氢气制备方法是通过水蒸气重整反应制取,该反应将甲烷和水蒸气在催化剂的作用下反应生成氢气和一氧化碳。
制备氢气的其他方法还包括电解水法、重氮化法等。
制备好的氢气需要经过净化和压缩处理,以确保其质量和使用要求。
其次,制备氨合成气。
氨合成气是由氢气和氮气按一定比例混合制备而成。
制备氨合成气的主要方法有露点吸附法、交换吸附法和冷凝吸附法等。
其中,露点吸附法是最常用的方法之一、该方法通过在特定温度下,利用吸附剂对水蒸气进行吸附,从而使氢气和氮气按一定比例混合。
制备好的氨合成气需要经过净化、压缩和调节处理,以确保其质量和使用要求。
接下来是氨的合成。
氨的合成是通过氨合成反应实现的,该反应主要是在一定压力和温度下,将氢气和氮气经过催化剂的作用进行反应生成氨。
氨合成反应通常采用固定床反应器或浮动床反应器进行。
固定床反应器是将催化剂装填在反应器中,氨合成气通过催化剂层与催化剂发生反应。
浮动床反应器则是将催化剂浆料悬浮在反应器中,氨合成气通过催化剂浆料与催化剂发生反应。
氨的合成反应需要控制合适的压力、温度和催化剂的选择,以实现高效率的合成氨反应。
最后是氨的压缩。
合成氨在合成时会产生大量的废气,其中包括未反应的氢气和氮气以及一些氨合成反应的副产物。
为了提高氨反应的效率,并方便运输和储存,需要对合成氨进行压缩处理。
氨的压缩通常采用多级压缩的方式进行,通过多级压缩机将合成氨的压力提高到所需的工艺压力。
压缩机的选型需要根据氨的流量和压力要求进行,压缩机的排气温度需要进行控制,以避免催化剂受热而失效。
总之,合成氨工艺设计总流程包括制备氢气、制备氨合成气、氨的合成和氨的压缩。
其中制备氢气和制备氨合成气是提供合成氨原料的关键步骤,氨的合成是核心反应步骤,氨的压缩则是提高效率和方便运输的必要步骤。
合成氨的工艺流程
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。
合成氨装置模型图: 1.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。
? 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%。
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。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程合成氨工艺流程是指用天然气与空气作为原料,通过一系列化学反应,制得合成氨的工艺过程。
下面是合成氨工艺流程的基本步骤:1. 原料准备:准备氨合成的原料,包括天然气和空气。
天然气中含有甲烷,经过净化处理去除杂质后,成为合成气的组成气体。
空气通过压缩和过滤处理后,去除其中的杂质,得到纯净空气。
2. 原料混合:将合成气和纯净空气按一定比例混合,通常合成气的摩尔比为3:1,即合成气中氢气和氮气的比例为3:1。
3. 催化转化:将混合气体送入催化转化器中进行反应。
转化器内放置着催化剂床,常用的催化剂是铁-铝催化剂和铁-钾催化剂。
反应温度通常在350℃ - 450℃之间,压力为150-250倍大气压。
在催化剂的作用下,合成气中的氮气和氢气发生反应生成氨气。
4. 合成氨回收:将反应后的气体送入冷凝器中冷却,以使其中的氨气液化。
冷凝液中含有大量的氨,经过分离装置,将液态氨与未反应的气体分离。
分离装置通常采用吸收分离法或膜分离法。
5. 氨气压缩:将氨气通过压缩机进行压缩,提高氨气的压力。
通常将氨气压缩到50-100倍大气压。
6. 氨气净化:将压缩后的氨气送入净化装置,去除其中的杂质。
常见的净化方法包括活性炭吸附法和干燥剂吸附法。
7. 氨气脱水:为了提高氨气的纯度,通常还需对氨气进行脱水处理。
常用的方法是通过吸附剂或分子筛吸附剂去除氨气中的水分。
8. 氨气储存:将经过净化和脱水处理后的氨气储存起来,常用的储存方式有液氨储罐和气氨储罐。
合成氨工艺流程是一个复杂的过程,需要控制好各个环节的温度、压力和反应速度等参数,保证反应效果和产品质量。
合成氨被广泛用于制造化肥、合成树脂、合成纤维等各种化学工业领域。
合成氨工艺设计总流程及压缩机
合成氨工艺总流程本装置以中原油田天然气为原料,采用传统流程的一二段烃类水蒸气转化,上下变,脱碳及甲烷化法。
1、原料气压缩和脱硫来自界区,压力2.25巴〔绝〕、温度30℃,含总硫50p.p.m的天然气,经别离器(01-F001)别离掉所带油水后,进入原料气压缩机(01-K001),经四段压缩至52.5巴〔绝〕、温度114℃。
出原料气压缩机的气体与来自合成压缩机〔07-K001〕的少量合成气相集合,控制含2-5%H2,作为予脱硫钴-钼加氢转化用。
一二段烃类水蒸汽转化是在镍催化剂上进展,硫及其化合物对镍催化剂毒害极大,要求进入转化的原料气中含硫量在0.1p.p.m以下,因此转化前必须脱硫。
经压缩和返氢后的原料气,入对流段盘管〔03-B002E04〕加热至370℃,于钴-钼加氢反响器〔01-R001〕中反响,将有机硫转化为无机硫。
然后在氧化锌脱硫槽〔01-R002A/B〕里硫被脱除,控制含硫小于0.1p.p.m。
2、转化经脱硫的原料气与来自工艺冷凝液汽提塔〔05-C003〕的水蒸汽和来自冰机的蒸汽透平〔09-MT01〕或发电机蒸汽透平〔85-MT01〕的背压蒸汽,按比例调节进展混合,控制水碳比为2.75左右、温度在372℃。
此原料-水蒸汽混合气相继进入一段转化炉对流段盘管〔03-B002E01A〕和〔03-B002E01B〕换热,在两盘管间还设置喷雾温度调节器〔03-B002E08〕用它来调节出盘管〔03-B002E01B〕的混合气加热至580℃。
此混合气从转化炉管顶部进入,在镍催化剂作用下进展转化反响。
出一段炉的转化气压力43.5巴、温度804℃,含16.3%CH4。
含CH416.3%的一段转化气自二段炉〔03-R001〕底部进入,经中心管至炉顶,与来自空压机〔02-K001〕,压缩至45巴,途径加热盘管〔03-B002E03〕加热至500℃的工艺空气相混合,于炉中上部空间进展燃烧反响,反响后气体温升至1250℃左右。
合成氨生产工艺讲义ppt课件
接下去的中温变换和低温变换(简称中变 和低变),各自在不同的温度下使气体中的 CO与水蒸气反应,生成等量的CO2和H2,从 而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。这 个反应叫做变换反应。
以上转化工序和变换工序构成了合成氨装 置的造气系统,制出了合成氨所用的粗原料 气,主要成分是H2和CO2
粗原料气进入脱碳工序,在这里用一种 MDEA溶液把气体中的CO2吸收掉,随后又使溶 液加热并减压,把CO2释放出作为副产品。溶液 循环使用。 来自脱碳的工艺气,首先按氢氮比约为3:1 配入来自空分的氮气,然后进入甲烷化工序,把 工艺气中残余的少量CO2和CO经甲烷化反应变 成水蒸气和CH4。水蒸气经过冷凝排出,而CH4 对后续工序是无害的惰性气体。 脱碳和甲烷化合称净化,即把粗原料气净化 为合成氨所需要的纯净的氢氮混合气。
156
300
500
500
1500
五、本装置生产规模(设计值)
合成氨产能 年操作时间 年操作时数 12万吨/年 333天 8000小时 (小时产量15吨)
(日产量360.36吨)
第二节
本装置合成氨工艺全流程、装置特点和催化 剂知识简介 一、本装置合成氨工艺全流程方块示意图如 下:
说明: 来自焦化装置的焦炉气送入合成氨装置界区后, 首先经过电捕焦油器和脱硫工序,脱除焦炉气中 的焦油、尘及硫化物后,送至转化工序。在这过 程中,焦炉气用焦炉气压缩机压缩3.75Mp(G)。 压力3.75Mpa(G)焦炉气送入转化工序,先进 入饱和塔被工艺水饱和增湿,然后经加热炉,再 进入转化炉,在此引入来自空分的氧气。氧气在 炉内燃烧掉一部分CH4,放出热量供转化反应。 出转化炉的焦炉气中残余的CH4已经很少了。
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。
简述合成氨的工艺流程和生产技术
简述合成氨的工艺流程和生产技术下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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合成氨生产工艺介绍教学文稿
合成氨生产工艺介绍1、合成氨生产工艺介绍1)造气工段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。
变换气进入吸附塔进行吸附,吸附后送往精脱硫工段。
被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下,将从吸附塔下端释放出来,这部分气体称为解析气,解析气分两步减压脱附,其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收,低于常压的解吸气经阻火器排入大气。
变换与脱硫工艺流程图5)碳化工段5.1、气体流程来自变换工段的变换气,依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔,变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。
合成氨工艺操作规程合成分册(上)
第一篇压缩工艺操作规程在合成氨的过程中,原料气的净化和氨的合成都要在一定的压力下进行,所以需用压缩机将原料气逐级压缩至各工艺要求之压力,送至各有关工序。
由于合成氨的生产流程不同,对压缩工序的流程和压力要求也不一样。
我厂现有M8、H16、MH三种机型,压缩级数为六级、七级压缩压缩两种形式的活塞式压缩机共14台。
第一章工艺原理第一节岗位任务将脱硫工段、变换工段、脱碳工段、铜洗工段的气体,分别加压达到工艺指标所规定的相应压力,输送到有关工段使用。
第二节基本原理1 活塞式压缩机工作原理驱动机通过皮带轮、联轴器或变速箱等将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动,在气缸内达到压缩气体的目的。
它的工作过程包括膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。
1 .1 压缩过程图—1所示是一单动压缩机,这种压缩机当活塞在气缸中往复一次,只有一次吸气过程和排气过程。
其压缩气体的过程共分为三步即:1、吸入2、压缩3、压出。
现将三者分述如下: (1) 吸入——当活塞2向左移动时(见图1),缸内体积增大,压力下降,当压力下降到稍小于进气管的气体压力时,则进口管中的气体便顶开进气阀3的弹簧进入气缸,并随着活塞的向左移动继续进入缸内,至到活塞移至左边的末端为止。
(2)压缩——当活塞调转方向向右移动时,缸内体积开始缩小,压力也随之上升。
由于进气阀3有止逆作用,故缸内气体不能倒入进气管中,同时,因出口管内气体的压力又高于气缸内部的气体压力,则缸内的气体也无法从排气阀4流出缸外,而出口管中的气体又因排气阀的止逆作用,也不能流回缸内。
此时缸内的气体量保持一定。
只因活塞继续向右移动,缩小了缸内的容气空间,便使气体的压力升高了。
14 排气伐3 进气伐单动的气缸简图2 活塞1 气缸图1423(3) 压出——由于活塞右移压缩了缸中的气体,便提高了气体的压力。
当缸内的气体压力提高到稍大于出口管中的气体压力时,缸内气体便顶开排气阀的弹簧而压入出口管中,并继续压出到活塞移至到右边末端为止。
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合成氨工艺总流程与压缩机合成氨工艺总流程本装置以中原油田天然气为原料,采用传统流程的一二段烃类水蒸气转化,高低变,脱碳及甲烷化法。
1、原料气压缩和脱硫来自界区,压力2.25巴(绝)、温度30C,含总硫50p.p.m的天然气,经分离器(01-F001)分离掉所带油水后,进入原料气压缩机(01-K001),经四段压缩至52.5巴(绝)、温度114C。
出原料气压缩机的气体与来自合成压缩机(07-K001)的少量合成气相汇合,控制含2- 5%”,作为予脱硫钻-钼加氢转化用。
一二段烃类水蒸汽转化是在镍催化剂上进行,硫及其化合物对镍催化剂毒害极大,要求进入转化的原料气中含硫量在O.lp.p.m以下,因此转化前必须脱硫。
经压缩和返氢后的原料气,入对流段盘管(03-B002E04)加热至370C,于钻-钼加氢反应器(01-R001)中反应,将有机硫转化为无机硫。
然后在氧化锌脱硫槽(01-R002A/B)里硫被脱除,控制含硫小于O.lp.pm2、转化经脱硫的原料气与来自工艺冷凝液汽提塔(05-C003)的水蒸汽和来自冰机的蒸汽透平(09-MT01)或发电机蒸汽透平(85-MT01 )的背压蒸汽,按比例调节进行混合,控制水碳比为 2.75左右、温度在372C o 此原料-水蒸汽混合气相继进入一段转化炉对流段盘管(03-B002E01A)和(03-B002E01B)换热,在两盘管间还设置喷雾温度调节器(03-B002E08)用它来调节出盘管(03-B002E01B)的混合气加热至580C。
此混合气从转化炉管顶部进入,在镍催化剂作用下进行转化反应。
出一段炉的转化气压力43.5巴、温度804C,含16.3%CH4。
含CH416.3%的一段转化气自二段炉(03-R001 )底部进入,经中心管至炉顶,与来自空压机(02-K001),压缩至45巴,途径加热盘管(03-B002E03)加热至500C的工艺空气相混合,于炉中上部空间进行燃烧反应,反应后气体温升至1250C左右。
此高温气体相继流经炉中催化剂床层,继续进行转化反应。
出二段炉的转化气(工艺气),温度983 C左右,残余甲烷含量0.9%以下。
为回收此高温工艺气的热量,入工艺气冷却器(03E001)使之产生328C、125巴的高压蒸汽。
出(03-E001)温度588C的工艺气继续入高压蒸汽过热器(03-E002),喷雾温度调节器(03-E005),控制其出转化工序的工艺气温度为370 C左右。
经预热后的锅炉给水注入汽包(03-D001),汽包与工艺气冷却器(03-E001)、废热锅炉(04-E001)和辅助锅炉相连通,设计为自然循环。
自汽包输出的高压蒸汽,依次流经高压蒸汽过热器(03-E002)(03-B003E01)和(03-B002E02),将蒸汽过热至535C,再分别送入冰机和发电机的蒸汽透平作动力。
3、变换CO变换采取高低变流程。
370C的转化工艺气,自高温变换炉顶部进入,于铁-铬系催化剂条件下进行反应,温升到444C, CO含量降至3.87%。
高变气由炉底出来,入废热锅炉(04-E001),回收热量产生高压蒸汽,高变气被冷却至375C,继入锅炉给水预热器(04-E002),降温至204C,而后入低温变换炉。
低变是在铜-锌-铝系催化剂条件下进行反应,反应后气体温升至236C, CO含量为0.36%。
低变气在锅炉给水预热器(04-E003)中换热,冷却至176C,此温度下已有水蒸汽冷凝。
为便于低变催化剂的升温还原,还专设置一套氮循环系统。
4、脱碳CO2脱除,采用节能型的苯菲尔脱碳流程。
为回收低变气中的热能,含CO217%左右的低变气依次流经气体冷却器(05-E001),再沸器(05-E002)及脱盐水预热器(05-E009)而得以产生低压蒸汽,发生汽提蒸汽和加热了脱盐水。
低变气冷却至95C左右,自吸收塔(05-C001)下部进入,与塔顶喷淋下来的吸收液(贫液)逆流接触。
经下塔吸收后的气体中CO2含量降至0.4%,再经上塔吸收,从塔顶逸出的脱碳气,温度70C, CO2含量却为0.1%。
而后经分离器(05-F002)回收随气体带出的溶液。
吸收塔底流出的富液,经水力透平(05-MT01)送至解吸塔(05-C002)顶部,溶液减压闪蒸出部分水蒸气和二氧化碳,然后向下流经解吸塔填料,此时溶液与再沸器(05-E002)及闪蒸槽(05-D002)返回的蒸汽逆流接触,实现汽提,达到再生目的。
解吸塔顶部压力控制为1.52巴(绝)时,塔底溶液温度为118C左解吸塔底流出的溶液,入闪蒸槽(05-D002),经五级闪蒸压力降至0.89巴(绝),此时溶液温度为100C左右。
闪蒸释放出的蒸汽由蒸汽喷射器(05-A001,05-A002,05-A003,05-A004)和蒸汽压缩机(05- K001)注回解吸塔。
为节省蒸汽压缩机功耗,在最后一级闪蒸溶液用锅炉给水做适当加热。
再生好的溶液,经贫液泵(05-P001A/B)送出,分两路送入吸收塔:一路为大致25%的溶液量,经热水加热器(05E010A/B),将溶液冷却至70C入上塔;另一路则将其与75%的溶液量,不经冷却器直接送入下塔。
且溶液泵(05-P001A/B)与水力透平(05-MT01 )是在同一轴上,由此水力透平所回收的能量可以补偿溶液泵轴功率的40%。
脱碳系统中,自分离器(05-F001 )分离出来的工艺冷凝液,经冷凝液预热器(05-E008),被冷却至98C。
由冷凝液泵(05-P006A/B )送经冷凝液预热器(05-E011A/B)被加热后入汽提塔(05-C003),与来自冰机蒸汽透平(09-MT01)或发电机蒸汽透平(85-MT01 )的背压蒸汽与塔中逆流接触,进行汽提。
使用水蒸汽量每小时15吨。
塔顶逸出的汽提蒸汽(其中包括转化、变换的付产物甲醇、乙醇、氨等)送往转化工序。
从解吸塔顶(1.52巴、94C)排出的CO2气,入脱盐水预热器(05-E004A/B)、水冷却器(05-E007A/B)换热,冷却至40C。
此CO2气冷凝液于(05-F003)和(05-F005)分离器中将冷凝液分离下来,用泵(05-P002A/B)将少量冷凝液分别送入解吸塔顶的洗涤塔板、闪蒸槽的洗涤料盘作洗涤水和溶液泵、水力透平的清洗液。
而其余冷凝液经(05-E008)预热至120C,送回(05-E001 )作为锅炉给水用。
分离器分离出的CO2气,送尿素装置CO2气压缩机的吸入端。
5、甲烷化脱碳气中含0.1%CO2、0.44%CO,是远远超过对合成气中(C0+CO2)viop.p.m的要求,为此采用甲烷化法除去少量的CO和CO2。
70C的脱碳气,在换热器(06-E001)中被加热至300C,入甲烷化炉(06-R001),反应放热,温升至336C左右。
此热气在换热器(06-E001)中被冷却至100C。
继入水冷器(06-E003)中,冷却至40C, 气中含(CO+ CO2)viop.p.m,成为合格的N2.H2混合气,即新鲜气。
6、合成气的压缩及氨合成氮与氢在铁催化剂条件下合成氨,当压力98.24巴、440C时,平衡氨含量为17.92%。
因此,大量未参与合成的N2.出应循环使用。
同时,为降低合成氨能耗,采用了径向合成塔和两级氨冷。
甲烷后的工艺气(新鲜气),在38.3巴、40C下,经分离器(07-F001 )分离水份,入离心式合成气压缩机(07-K001),经一段压缩至65.4巴、112C,此时少量气体送脱硫,用于钻-钼加氢,大量气体经中间冷却器(07-E002)和分离器(07-F002)冷却分离后,入合成气压缩机高压缸,压缩至101.95巴、100C。
为保证催化剂不受毒害,出高压缸的新鲜气进入第一氨冷器(08-E005),冷却器至5C此时新鲜气的水蒸汽和CO2气被冷凝,于分离器(07-F003)中分离掉。
自(07-F003)逸出的新鲜气与(08-E005)出口的回路气在管路中汇合,由于回路气中部分液氨的汽化,使汇合后的循环气降温至0.9C,继入第二氨冷器(08-E006),降温至-10C,在该温度下大部分气氨冷凝。
随之物流入氨分离器(08-F001),分离下来的液氨入氨闪蒸槽(08-D001),闪蒸后的液氨,用泵(08-P001A/B)送往尿素装置或球罐储存,从(08- F001)分理出的冷气,经冷热交换器(08-E004)回收冷量,而后入(07-K001)循环段进行压缩,以补充回路压降的损失。
出循环段的气体(105.8巴、32C),经热交换器(08-E002),温升至239C左右,入合成塔(08-R001)。
105巴、239C、含4.12%NH3的循环气,流经三床层的径向合成塔,在铁催化剂上进行合成反应。
出塔气压力为101巴、414C、含16.36%NH3,入废热锅炉(08-E001 )回收热量,产生127巴、329C的高压蒸汽。
合成气被冷却至275 C,继入(08-E002)、(08-E003)、(08-E004)换热器换热,合成气温度分别降至53C、38C、23C,而后入第一氨冷器(08-E005)。
出第一氨冷器的回路气与新鲜气相汇合为循环气。
这样形成的一个循环过程,称之“合成回路”。
因新鲜气中含惰气(CH4+Ar) 1.86%,在不断循环过程中惰气的含量会积累增多,影响氨的生成。
为此,出(07-K001)循环段的气体需要放空一部分,以控制循环气中惰气含量。
此放空气送往氨回收装置。
7、冷冻来自第二氨冷器(08-E006)的气氨(-15C、2.36巴)来自第一氨冷器(08-E005)及气体冷却器(10-E004)的气氨(05C、4.38巴),分别进入氨压缩机又称冰机(09-K001)—段的吸入侧,经一段压缩的出口气氨(86C、9.34巴),入中间冷却器(09-E005)冷却后与从氨闪蒸槽(09-D001)来的气氨相汇合,于42C、9.08巴压力下进入(09- K001)的二段吸入侧,压缩至16.6巴、100C,经水冷器(09- E002A/B )冷却冷凝,气氨液化为液氨,入氨受槽(09-D002)。
冰机由蒸汽透平(09-MT01)驱动。
氨受槽(09-D002)中的液氨,温度较高,可称为热氨。
此热氨流经换热器(09-E003A/B)、氨闪蒸槽(09-D001)及产品氨加热器(09- E004)与来自闪蒸槽(08-D001)的冷氨进行热交换,使之冷却、减压降温,重新作为冷冻剂送往氨冷器(08-E005)、(08-E006)和气冷器(10-E004)使用。
冷氨用泵(08-P001A/B)提压至22.6巴、20C送往尿素装置。
& 氨回收氨合成回路的放空气及氨闪蒸槽(08-D001 )的闪蒸汽(驰放气)中氨需要回收。