合成氨工业现状及节能技术(DOC)

化工工艺论文

题目名称：合成氨的工业现状

和节能技术

系别：化学与化工学院专业：应用化学

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摘要

本论文介绍了合成氨的一些生产方法,分别为煤制气合成法、固定床气化法、流化床气化法、气流床气化法、溶浴床气化法以及对现代典型合成氨工业生产流程详细介绍；节能技术分别从工艺改造和护手各项余热和余能进行研究。

关键字：合成氨，煤制气，固定床，节能，回收

abstract

This paper introduces some methods of production of synthetic ammonia,for coal gas synthesis method, fixed bed gasification, fluidized bed gasification, entrained flow gasification method, melting bath bed gasification method and typical of modern synthetic ammonia industry production process in detail.Energy-saving technology from process improvement and hand the residual heat and energy research.

key words: synthetic ammonia coal gas energy conservation reclaim

目录

第一章合成氨工艺现状 (1)

1.1 国外传统型蒸汽转化制氨工艺阶段 (1)

1.2 我国目前合成氨技术的基本状况 (2)

第二章几种典型的合成氨工艺介绍 (3)

2.1 煤制气合成氨工艺 (3)

2.2 固定床气化法 (3)

2.3 流化床气化 (4)

2.4 气流床气化 (5)

2.5 熔浴床气化 (5)

第三章合成氨典型工业生产工艺流程 (7)

3.1 造气工段 (7)

3.2 脱硫工段 (7)

3.3 变换工段 (8)

3.4 变换气脱硫与脱碳 (9)

3.5 碳化工段 (10)

3.5.1 气体流程 (10)

3.5.2 液体流程 (10)

3.6 甲醇合成工段 (11)

3.7 精炼工段 (12)

3.8 压缩工段 (12)

3.9 氨合成工段 (13)

3.10 冷冻工段 (14)

第四章合成氨的节能技术 (15)

4.1 选择先进的节能工艺 (15)

4.2 回收各项余热和余能进行热能综合利用 (17)

参考文献 (19)

第一章合成氨工艺现状

合成氨工业在整个国民经济中占有重要的地位。它的发展速度、产品产量在一定程度上说明了一个国家工业的发展水平。这主要是因为俺的用途非常广泛。氨是一种重要的化工原料和化工中间产品，其产量居各种化工产品的首位，世界上大约有10%的能源用于生产合成氨。它既可以用来制造尿素、碳铵、硝铵等氨类肥料，也可以用来做制药、高分子化学、有机化学等工业中的氨基原料。此外，氨还应用于国防和尖端科学技术部门。如制造各种硝基炸药、火药与导弹的推进剂等。工业上合成氨的方法，根据原料的不同分为三大类：固体燃料气化、重油分解及气体烃裂解制取。一下分别介绍国内外合成氨工艺的情况。

1.1 国外传统型蒸汽转化制氨工艺阶段

从20世纪20年代世界第一套合成氨装置投产,到20世纪60年代中期,合成氨工业在欧洲、美国、日本等国家和地区已发展到了相当高的水平。美国Kellogg公司首先开发出以天然气为原料、日产1000t的大型合成氨技术,其装置在美国投产后每吨氨能耗达到了4210GJ的先进水平。Kellogg传统合成氨工艺首次在合成氨装置中应用了离心式压缩机,并将装置中工艺系统与动力系统有机结合起来,实现了装置的单系列大型化(无并行装置)和系统能量自我平衡(即无能量输入),是传统型制氨工艺的最显著特征,成为合成氨工艺的/经典之作。之后英国ICI、德国Uhde、丹麦Topsoe、德国Braun公司等合成氨技术专利商也相继开发出与Kellogg工艺水平相当、各具特色的工艺技术,其中Topsoe、ICI公司在以轻油为原料的制氨技术方面处于世界领先地位。这是合成氨工业历史上第一次技术变革和飞跃。

传统型合成氨工艺以Kellogg工艺为代表,其以两段天然气蒸汽转化为基础,包括如下工艺单元:合成气制备(有机硫转化和ZnO脱硫+两段天然气蒸汽转化)、合成气净化(高温变换和低温变换+湿法脱碳+甲烷化)、氨合成(合成气压缩+氨合成+冷冻分离)。

传统型两段天然气蒸汽转化工艺的主要特点是:1)采用离心式压机,用蒸汽轮机驱动,首次实现了工艺过程与动力系统的有机结合；2)副产高压蒸汽,并将回收的氨合成反应热预热锅炉给水；3)用一段转化炉烟道气预热二段空气,提高一段转化压力,将部分转化负荷转移至二段转化；4)采用轴向冷激式氨合成塔和三级氨冷,逐级将气体降温至-23℃,冷冻系统的液氨亦分为三级闪蒸。在传统型两段蒸汽转化制氨工艺中,Kellogg工艺技术应用最为广泛,约有160套装置,其能耗为3717-41.8GJ/t。经过节能改造后平均能耗已经降至3517GJ/t左右。

1.2 我国目前合成氨技术的基本状况

我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。目前合成氨总生产能力为4500万t/a左右,氮肥工业已基本满足了国内需求,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性。