合成氨装置介绍讲解
合成氨装置介绍教材
3.精制 • 合成气生成的粗甲醇，一般采用蒸馏和化学 压力容器与管道安全评价 处理相结合的方法进行精制，常采用两塔或 三塔精馏流程。
ICI低压合成甲醇的工艺流程
900℃
200~250℃
压力容器与管道安全评价
240~270℃ 催化剂 甲醇浓度 3.5%~4%
工艺流程
压力容器与管道安全评价
气态烃或 液态烃、煤 原料气 制备 CO、CO2 H2 净化 H2、CO比例合适 含硫量小于0.6ppm
CO + 2H2
天然气为原料合成甲醇的能力占总生产能力的80％以上
（3）液体原料制取合成气
原料：轻质石脑油、重油、渣油等 压力容器与管道安全评价 水蒸气转化法 生产方法 部分氧化法
CnHm + n/2O2
CnHm + nH2O
nCO + （n+m/2）H2
n CO +m/2 H2
2.合 成 • 目的：通过合成反应将合成气通过反应合成 甲醇。 压力容器与管道安全评价
1.原料来源： 2.系统组成： （1）制氢： （2）制氮： （3）反应设备：氨合成塔 （4）储存设备：钢瓶、液氨罐 脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化 3H2十N2 催化剂 2NH3十Q
以天然气为原料的制氨工艺流程图
压力容器与管道安全评价
脱
天 然 气 硫 造 气 变 换 脱 CO2 脱 CO 压 缩 氨 合 成 氨 分 离 释 放 气
三、合成气制甲醇
低压法
低压（5MPa）、温度为548K， 铜基催化剂 压力容器与管道安全评价 高压法 特点:选择性高，精制甲醇质量好。 高温（613～693K）、高压 反应器生产能力小。
（30～50MPa） 锌基催化剂 生产能力大，单程转化率高 缺点：压力和温度高、设备
国内典型合成氨装置工艺介绍模板
国内典型合成氨装置工艺介绍模板合成氨是一种广泛应用于化工、农业和冶金等领域的重要化工原料。
合成氨装置工艺是指通过催化剂的作用，在合成气（氮气和氢气）的输入下，将氮气和氢气在一定的温度和压力条件下进行反应，生成合成氨。
国内典型的合成氨装置工艺包括Haber-Bosch工艺和低温催化合成氨工艺。
本文将对这两种工艺进行介绍。
首先是Haber-Bosch工艺。
该工艺主要采用的反应器是固定床催化剂反应器。
反应器内装有铁、钼、铝等金属氧化物催化剂。
氮气和氢气通过压缩机进行增压后经过预热器进行预热，然后进入反应器。
在反应器内，氮气和氢气与催化剂表面的活性位点发生反应，生成氨气。
由于反应生成的氨气会使反应体系产生压力增加，因此需要通过循环冷却系统将反应器冷却，使其保持在合适的反应温度。
反应器出口的混合气体经过除尘器去除杂质，然后通过冷却器进行冷却，进一步除去水蒸汽、一氧化碳等与氨气共存的成分。
最终得到高纯度的合成氨。
另一种典型的工艺是低温催化合成氨工艺。
该工艺主要采用的反应器是催化塔反应器。
反应器内填充有高活性的催化剂床。
氮气和氢气通过增压泵增压后，经过换热器进行预热，然后进入反应器。
在反应器内，氮气和氢气与催化剂床发生反应，生成氨气。
反应后的气体通过冷却器进行冷却，降低氨气的温度以便进一步处理。
冷却后的气体通过除尘器去除杂质，然后进入分离塔。
分离塔通过调节温度和压力，将氨气与未反应的氮气和氢气分离，得到高纯度的合成氨。
以上两种工艺都需要控制一定的反应温度和压力，以提高合成氨的产率。
此外，两种工艺均需要定期更换催化剂床，以保持反应的高活性。
综上所述，国内典型的合成氨装置工艺包括Haber-Bosch工艺和低温催化合成氨工艺。
这两种工艺都通过催化剂的作用，将氮气和氢气在一定的温度和压力条件下进行反应，生成合成氨。
工艺的选择主要根据生产规模、产品要求等因素进行决定。
实验室制氨气的装置和原理
实验室制氨气的装置和原理
实验室制备氨气的装置通常包括以下部分：
1. 氧化剂：通常使用铜或镍作为催化剂，用于催化氨气的合成反应。
铜或镍通常以颗粒状或线团状存在。
2. 加热装置：用于提供反应所需的高温条件。
3. 氨气收集装置：用于收集制得的氨气。
制备氨气的原理基于哈柏-博克过程，它是一种催化合成反应：
N2 + 3H2 →2NH3
该反应发生在高温下（通常在350-550摄氏度）和高压下（通常在100-200大气压）。
铜或镍的存在作为催化剂可以降低反应温度和增加反应速率。
反应中，氮气与氢气经过催化剂表面的活性位点，分子间发生氢化作用，生成氨气。
催化剂的存在提供了反应所需的活化能，促进气体分子的碰撞和反应。
制备过程中，反应物氮气和氢气以一定的流量通过加热的催化剂床（通常为管状），在催化剂的作用下进行氢化反应，生成的氨气经过冷却后被收集。
国内典型合成氨装置工艺介绍
国内典型合成氨装置工艺介绍合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥生产、化纤生产、农药生产和石油加工等行业。
国内典型的合成氨装置工艺可以分为三个主要步骤：气体制备、催化反应和分离纯化。
1.气体制备气体制备是合成氨装置的第一步，通常使用天然气和空气作为原料。
首先，天然气经过净化、压缩、预热和加热等处理后，进入转化炉。
在转化炉中，天然气与蒸汽在催化剂的存在下进行催化转化，生成主要的合成气体成分，即氢气和一氧化碳。
然后，合成气进一步冷却、除尘和脱硫等处理后，进入氧化器。
在氧化器中，氢气与空气进行反应，生成含有氮气的合成气体。
2.催化反应催化反应是合成氨装置的核心步骤，通常使用铁催化剂。
合成气进入催化转化器，通过高温高压条件下的催化反应，将氢气和氮气转化为氨气。
反应过程中需要控制气体的配比、温度和压力等条件，以实现高效的转化率和选择性。
催化反应的产物是含有氨气、未转化的氢气和一些惰性气体的混合气体。
3.分离纯化分离纯化是合成氨装置的最后一步，主要包括压缩、冷却、净化和纯化等过程。
首先，合成氨混合气体需要经过压缩，增加氨气的浓度。
然后，通过冷却过程，使氨气凝结成液体，同时降低氮气和其他惰性气体的浓度。
接下来，使用吸附剂进行净化，去除残留的氢气、一氧化碳、二氧化碳和其他杂质。
最后，对纯化后的氨液进行蒸馏分离，获得纯度高达99.95%的合成氨。
以上就是国内典型的合成氨装置工艺的简要介绍。
合成氨装置的设计和操作需要考虑许多因素，包括原料质量、催化剂选择、适宜的反应条件和高效的纯化技术等。
随着科技的不断进步，合成氨的装置工艺也在不断优化，以提高产能、降低能耗和减少环境污染。
合成氨装置流程简介
第一节装置简介合成氨装置设计生产能力为液氨5万吨/年（6.25t /h、150吨/天）、二氧化碳11.2万吨/年(7136Nm3/h、336吨/天)、产品氢气0.86万吨/年(11975Nm3/h、25.8吨/天)，2004年破土动工，2005年11月建成投产，建设投资3.2亿元人民币，占地面积32000m2。
装置共有设备226台，其中动设备88台，静设备138台。
该装置是以天然气为制氢原料，以原厂4500Nm3/h空分装置氮气为氮源生产合成氨。
主装置还包括蒸汽和发电系统，火炬系统，2000m3氨储罐等单元。
装置从1000单元到1800单元主要是制氢部分由德国林德公司（Linde AG）提供基础设计，其他单元由寰球公司做基础设计。
总体设计由寰球公司完成。
装置进口部分有MDEA溶液、转化炉烧咀、PSA变压吸附装置（外壳国内加工）、转化炉热端集气管、转化气余热回收器、合成气余热回收器及合成塔内件，部分调节阀，其余部分全部国产。
装置原料气压缩、脱硫单元；蒸汽转化和热回收单元；一氧化碳变换单元；MDEA脱碳单元；变压吸附PSA单元，主要是制氢部分由德国林德公司提供基础设计，其他单元由寰球公司做基础设计。
总体设计由寰球公司完成。
装置进口部分有MDEA溶液、转化炉烧嘴、PSA变压吸附装置（外壳国内加工）、转化炉热端集气管、转化气余热回收器、合成气热回收器及合成塔内件，部分调节阀，其余部分全部国产。
一、装置特点1．转化炉进料气的H2O/C=3.0,在此条件下装置所产H2和CO2的量，恰好可同时满足合同所要求的H2和CO2的数量。
如果不要求同时满足H2和CO2的生产能力，仅要求满足H2或仅要求满足CO2一种产品的数量，此时H20/C比可以改变，最低可降为：H2O/C=2.7的条件下进行正常生产。
2．装置中的钴-钼加氢、转化、高变、低变等催化剂的充填量是按国内催化剂活性末期的操作温度、允许空速，压降等条件设计的。
叙述氨合成反应塔的结构
叙述氨合成反应塔的结构氨合成反应塔是一种用于制备氨气的装置。
氨气作为重要的工业原料应用广泛，而氨合成反应塔作为一种成熟的技术设备已经被广泛应用于各行各业。
一般来说，氨合成反应塔包括反应器、加热器、冷却器、分离器、循环器、控制系统等几大部分。
其中，反应器是核心部分，它是进行氨合成反应的主要部位。
氨合成反应塔的反应器通常由一系列垂直圆柱状或矩形状容器组成，这些容器中充满了一种叫做催化剂的材料。
当气体在催化剂上通过时，它们会在催化剂表面发生反应，从而生成氨气。
在反应器中，气体和催化剂之间必须维持一定的物理和化学状态。
物理状态方面，要保证气体对催化剂表面的均匀通气，同时保持催化剂层的稠密度。
化学状态方面，要使反应器中的气体组分、气体速度、反应温度、反应压力等参数处于正确的区间范围内，以保证氨气的产量和质量。
除了反应器之外，氨合成反应塔还配备了加热器和冷却器，以保证反应器中正常的反应温度。
在加热器中，冷却液或蒸汽通过加热装置给反应器提供热量。
在冷却器中，水或其他冷却液通过冷却装置给反应器散热。
通过这样的加热和冷却措施，反应器中的温度可以在一定范围内控制，使氨气产量达到最大值或最大化。
反应器中产生的气体混合物还需要进行分离。
这是通过分离器完成的，分离器的作用是将氮、氢和氨等气体有效地分离开来。
分离器多采用洗涤塔、吸收塔或者膜分离器等技术实现。
循环器也是氨合成反应塔中的重要部分。
循环器将分离器中分离出的反应剂气体，经过压缩与冷却后，再回流至反应器中进行循环使用，以增加反应剂的利用率。
最后，氨合成反应塔还需要一个控制系统。
这个系统需要对反应器中的所有参数进行实时监控和调整，以保证反应器中物理和化学状态的稳定性，从而保证氨气的产量和质量。
控制系统包括多个传感器和控制器，可实现全自动化控制，保证整个系统的工作安全稳定和高产高效。
综上所述，氨合成反应塔是一种复杂的工业装置，它的结构涉及到多重设备与工艺过程，需要严密的设计与制造。
合成氨装置简介和重点部位及设备
安全管理编号：LX-FS-A23133 合成氨装置简介和重点部位及设备In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior oractivity reaches the specified standard编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑合成氨装置简介和重点部位及设备使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
一、装置简介(一)装置发展及其类型世界上第一座合成氨生产装置始于1913年。
我国首套合成氨生产装置建于20世纪30年代。
到70年代初，我国运行的合成氨生产装置绝大多数仍为以煤(焦)为原料，采用固定床制气技术的中、小型装置。
世界上，60年代起，大型合成氨生产装置由于具有工艺流程短、热利用率高、自动化水平高、单系列、运行时间长等优点，得到快速发展。
我国从1973年开始，从美国、日本、法国引进了13套日产合成氨1000t的大型合成氨生产装置。
这些装置均采用烃类蒸汽转化制气工艺技术，其中以天然气为原料的有10套(其中两套后来改用轻油)；以轻油为原料的有3套。
1978年以后，又引进了以渣油、煤为原料，采用部分氧化制气工艺技术的大型合成氨生产装置。
合成氨装置介绍讲解
煤和焦碳
原理
C + H 2O
CO +H2
难于大规模生产，只有小规模的生产甲醇的装置
（2）气体原料生产合成气
原料：天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等
压力容器与管道安全评价
CH4 + H2O CO + 3H2
蒸气转化法
CnHm + nH2O nCO + （n+m/2）H2
生产方法
部分氧化法
CH4 + 1/2O2
工艺流程之三：变换 • 变换的反应式是： 压力容器与管道安全评价
• 包括高温变换和低温变换。
为什么？
工艺流程——变换
• • • • • • • 1、第二废热锅炉； 2、第三废热锅炉； 3、高温变换炉； 4、低温变换炉； 5、甲烷化气换热器； 6、变换气分离罐； 7、急冷水泵
压力容器与管道安全评价
2CH3Cl + Ca（OH）2 CH3Cl + CH3OH CH3OCH3 + H2O
CH3Cl + H2O
压力容器与管道安全评价 NaOH CH3OH +HCl
速度仍很慢
CaCl2 +2CH3OH
CH3OCH3 + HCl 二甲醚
2CH3OH
甲醇产率67%,原料转化率达 98% 常压反应，工艺简单
合 成 气 制 甲 醇
中压法
压力为10～27MPa，温度508～ 548K，铜基催化剂 特点:处理量大、设备庞大、占地 面积大。
第二节 合成气生产甲醇
一、生产过程 压力容器与管道安全评价
合成 造气
精制
甲醇生产过程
第十一章合成氨装置
工艺流程——甲烷化
甲烷化反应如下：
工艺流程——甲烷化methanation
1、合成气压缩机段 间冷却器；
2、高变气换热器； 3、锅炉给水预热器； 4、水冷却器； 5、甲烷化炉； 6、液滴分离罐。
工艺流程——氨的合成 Synthetic ammonia
在高压(10～100MPa)，高温(300～ 500℃)及铁催化剂作用下使氢气和氮气合成 为氨。
工艺流程——脱碳 decarbonizing
苯菲尔溶液脱碳、 变压吸附法 其吸收和再生过程可用下列方程式表示：
工艺流程——脱碳
1、低变气再沸器；2、液滴分离罐；3、锅炉给水预热器；4、再生塔； 5、CO2水冷器；6、液滴分离罐；7、半贫液泵；8、过滤器； 9、蒸汽再沸器；10、冷凝液泵；11、吸收塔；12、贫液泵
工艺流程——脱硫 desulphurization
1.预脱硫：将有机硫转化为硫化氢，再用 汽提法将其除去；
2.终脱硫：氧化锌脱硫。
工艺流程——脱硫desulphurization
1、原料气压缩机吸 入罐；
2、原料气压缩机； 3、氧化锌脱硫槽； 4、天然气过滤器； 5、加氢转化器； 6、一段转化炉对流
现代大型氨厂的特点
1．生产能力大; 2．单系列生产; 3．采用高速回转的离心式压缩机，代替原来
的往复式压缩机，并用自产蒸汽推动透平与 离心式压缩机直接相连； 4．具有一套完整的热回收系统，把工艺过程 中的余热充分利用起来，产生生产需要的中、 高压蒸汽。
合成氨装置的单元组成
脱硫 转化 变换 脱碳 甲烷化 氨的合成 氨的冷冻
ห้องสมุดไป่ตู้
工艺流程——氨的冷冻 refrigerating
经合成塔合成后，其产品混合气中含有 部分未起反应的氮气和氢气。氨的冷凝温度 比氮和氢的冷凝温度高的多，所以可以用冷 凝方法进行分离。
合成氨装置简介和重点部位及设备
合成氨装置简介和重点部位及设备一、装置简介(一)装置发展及其类型世界上第一座合成氨生产装置始于1913年。
我国首套合成氨生产装置建于20世纪30年代。
到70年代初，我国运行的合成氨生产装置绝大多数仍为以煤(焦)为原料，采用固定床制气技术的中、小型装置。
世界上，60年代起，大型合成氨生产装置由于具有工艺流程短、热利用率高、自动化水平高、单系列、运行时间长等优点，得到快速发展。
我国从1973年开始，从美国、日本、法国引进了13套日产合成氨1000t的大型合成氨生产装置。
这些装置均采用烃类蒸汽转化制气工艺技术，其中以天然气为原料的有10套(其中两套后来改用轻油)；以轻油为原料的有3套。
1978年以后，又引进了以渣油、煤为原料，采用部分氧化制气工艺技术的大型合成氨生产装置。
合成氨装置生产工艺技术因原料制气、气体净化、氨合成工艺不同而有多种工艺技术。
原料气化有：煤(焦)固定床气化工艺；煤(焦)气流床气化工艺；渣油、水煤浆部分氧化制气工艺；烃类(轻油、天然气)蒸汽转化制气工艺。
气体净化工艺种类繁多。
硫化物脱除分为固定床吸附(如氧化锌吸附)和溶液吸收(如：乙醇胺法、甲醇法、NHD 法)。
一氧化碳变换工艺可分耐硫变换工艺和非耐硫变换工艺。
二氧化碳脱除可分为化学吸收法(如：G•V法，苯菲尔法)和物理吸收法(如：低温甲醇法、NHD法)。
气体精制工艺可分为“热法精制”(甲烷化工艺)和“冷法精制”(低温液氮洗或深冷净化工艺)。
氨合成工艺按压力等级，可分为高压法、中压法、低压法；按合成塔的气体流向，可分为轴向塔和径向塔；按床层换热方式，可分为内部换热式、中间换热式和中间冷激式。
世界上，由于合成氨原料成本价格不断上升，合成氨工艺技术目前向低能耗发展。
出现了多种低能耗合成氨工艺技术。
其中，以天然气为原料的蒸汽转化低能耗制合成氨装置，其能耗已降到28CJ／t.NH3的水平。
(二)装置的单元组成与工艺流程1，组成单元合成氨装置因工艺技术不同，组成的单元也不同。
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最新整理合成氨装置简介和重点部位及设备一、装置简介(一)装置发展及其类型世界上第一座合成氨生产装置始于1913年。
我国首套合成氨生产装置建于20世纪30年代。
到70年代初，我国运行的合成氨生产装置绝大多数仍为以煤(焦)为原料，采用固定床制气技术的中、小型装置。
世界上，60年代起，大型合成氨生产装置于具有工艺流程短、热利用率高、自动化水平高、单系列、运行时间长等优点，得到快速发展。
我国从1973年开始，从美国、日本、法国引进了13套日产合成氨1000t的大型合成氨生产装置。
这些装置均采用烃类蒸汽转化制气工艺技术，其中以天然气为原料的有10套(其中两套后来改用轻油)；以轻油为原料的有3套。
1978年以后，又引进了以渣油、煤为原料，采用部分氧化制气工艺技术的大型合成氨生产装置。
合成氨装置生产工艺技术因原料制气、气体净化、氨合成工艺不同而有多种工艺技术。
原料气化有：煤(焦)固定床气化工艺；煤(焦)气流床气化工艺；渣油、水煤浆部分氧化制气工艺；烃类(轻油、天然气)蒸汽转化制气工艺。
气体净化工艺种类繁多。
硫化物脱除分为固定床吸附(如氧化锌吸附)和溶液吸收(如：乙醇胺法、甲醇法、NHD法)。
一氧化碳变换工艺可分耐硫变换工艺和非耐硫变换工艺。
二氧化碳脱除可分为化学吸收法(如：G•V法，苯菲尔法)和物理吸收法(如：低温甲醇法、NHD法)。
气体精制工艺可分为“热法精制”(甲烷化工艺)和“冷法精制”(低温液氮洗或深冷净化工艺)。
氨合成工艺按压力等级，可分为高压法、中压法、低压法；按合成塔的气体流向，可分为轴向塔和径向塔；按床层换热方式，可分为内部换热式、中间换热式和中间冷激式。
世界上，于合成氨原料成本价格不断上升，合成氨工艺技术目前向低能耗发展。
出现了多种低能耗合成氨工艺技术。
其中，以天然气为原料的蒸汽转化低能耗制合成氨装置，其能耗已降到28CJ／t.NH3的水平。
(二)装置的单元组成与工艺流程1，组成单元合成氨装置因工艺技术不同，组成的单元也不同。
国内典型合成氨装置工艺介绍
国内典型合成氨装置工艺介绍
一、概述
合成氨工艺是指以天然气和煤炭为原料，经过一系列反应而产生的化学品。
合成氨工艺通常分为裂解氨工艺和汽油比例裂解装置工艺。
其中，裂解氨工艺一般指用煤炭或天然气作为原料，经过简化工艺的裂解技术和分离技术，最终产生氨，称为裂解氨工艺；汽油比例裂解装置工艺指以煤炭或天然气为原料，利用汽油比例裂解技术和分离技术，最终产生氨，称为汽油比例裂解装置工艺。
二、原料
合成氨装置的原料一般是煤炭和天然气，其中煤炭是主要燃料，而天然气则是关键原料，起关键作用。
合成氨过程中，需要氢气和氮气，而这些气体均可以从天然气中获得。
三、裂解氨工艺
裂解氨工艺是指以煤炭或天然气作为原料，经过简化工艺的裂解技术和分离技术，最终产生氨，称为裂解氨工艺。
1、裂解步骤：裂解氨工艺由裂解塔组成，其工作原理是将原料进行高温氧化，使其分解成氢和一氧化碳，然后在裂解塔中将氢和氮气混合，经过反应形成合成氨。
2、分离步骤：裂解后，合成氨会形成气态混合物，在有水蒸气的情况下，可以利用分离塔将氨、水蒸气和其他气体分离，最后得到纯度较高的合成氨。
国内典型合成氨装置工艺介绍
103-J改转子；并联101-JA； 净化使用ACT-1活化剂，更换规整填料；
司，成达
合成回路改塔后分氨、增加小合成塔1105-D工程公司 Nhomakorabea10
五大机组电子调 五大机组电子调速器改造，采用ITCC系统进行控制 速器改造
康吉森公 司
投用时 间
1984.4 1986.2
1990.8 1988.9
1993.9 1997.7 2002.7 2005.1 2008.8
每排42根转化管的底部都同一根集气管相连，后者靠近 一段炉的底部，每根集气管的中部有一上升管，这九根上升 管又把气体引到炉顶上一根装有水夹套的输气管线，再由此 把气体送至二段转化炉103-D的入口。一段炉的热量是由 200个顶部烧嘴供应的。部分转化后的混合气含有12.91%的 甲烷。
二段转化炉103-D所需工艺空气由蒸汽透平压缩机101-J （提供约65%的空气量）和电动压缩机101-JA（约35%）提 供。定量中压蒸汽与工艺空气混合，经过一段炉对流段空气/ 蒸汽混合气预热盘管被加热到599℃，经过二段炉的喷嘴与 来自一段炉的工艺气在燃烧室进行混合燃烧（空气中的氧与 一段转化气中的氢燃烧），接着在内衬耐火材料的圆筒式反 应炉内通过镍触媒进一步转化残余甲烷。二段转化炉出口气 含有0.38%的甲烷，温度约为1000℃，进入第一废热锅炉 101-CA/CB、第二废热锅炉102-C，被来自101-F的锅炉水 继续冷却，冷却后的转化气温度降低到371℃。
合成氨工艺的5个过程：
1、油田气脱硫：
R-SH+H2＝RH+H2S H2S+ZnO＝H2O(汽)+ZnS 2、转化：
CH4+H20(汽)＝CO+3H2 CH4+2H2O(汽)＝CO2+4H2 3、变换：
第十一章合成氨装置
合成氨装置的单元组成
脱硫 转化 变换 脱碳 甲烷化 氨的合成 氨的冷冻
工艺流程——脱硫 desulphurization
1.预脱硫：将有机硫转化为硫化氢，再用 汽提法将其除去；
2.终脱硫：氧化锌脱硫。
工艺流程——脱硫desulphurization
1、原料气压缩机吸 入罐；
2、原料气压缩机； 3、氧化锌脱硫槽； 4、天然气过滤器； 5、加氢转化器； 6、一段转化炉对流
大型合成氨原理流程
合成氨的合成反应式为：
3H2+N2＝2NH3+Q
工艺流程——氨的合成
1、合成气压缩机吸入罐；2、合成气压缩机；3、甲烷化气换热器；4、段 间水冷器；5、段间低冷器；6、段间液滴分离罐；7、水冷器；8、一级 氨冷器；9、二级氨冷器；10、三级氨冷器；11、冷热交换器；12、热热 交换器；13、高压氨分离器；14、合成塔；15、塔内换热器；16、锅炉 给水预热器；17、开工加热炉；18、放空气氨冷器；19、放空气液滴分 离罐
第十一章 合成氨装置 Synthetic ammonia
现代大型氨厂的特点
1．生产能力大; 2．单系列生产; 3．采用高速回转的离心式压缩机，代替原来
的往复式压缩机，并用自产蒸汽推动透平与 离心式压缩机直接相连； 4．具有一套完整的热回收系统，把工艺过程 中的余热充分利用起来，产生生产需要的中、 高压蒸汽。
工艺流程——脱碳 decarbonizing
苯菲尔溶液脱碳、 变压吸附法 其吸收和再生过程可用下列方程式表示：
工艺流程——脱碳
1、低变气再沸器；2、液滴分离罐；3、锅炉给水预热器；4、再生塔； 5、CO2水冷器；6、液滴分离罐；7、半贫液泵；8、过滤器； 9、蒸汽再沸器；10、冷凝液泵；11、吸收塔；12、贫液泵
合成氨装置简介和重点部位及设备(正式版)
文件编号：TP-AR-L7039In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________合成氨装置简介和重点部位及设备(正式版)合成氨装置简介和重点部位及设备(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
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一、装置简介(一)装置发展及其类型世界上第一座合成氨生产装置始于1913年。
我国首套合成氨生产装置建于20世纪30年代。
到70年代初，我国运行的合成氨生产装置绝大多数仍为以煤(焦)为原料，采用固定床制气技术的中、小型装置。
世界上，60年代起，大型合成氨生产装置由于具有工艺流程短、热利用率高、自动化水平高、单系列、运行时间长等优点，得到快速发展。
我国从1973年开始，从美国、日本、法国引进了13套日产合成氨1000t的大型合成氨生产装置。
这些装置均采用烃类蒸汽转化制气工艺技术，其中以天然气为原料的有10套(其中两套后来改用轻油)；以轻油为原料的有3套。
1978年以后，又引进了以渣油、煤为原料，采用部分氧化制气工艺技术的大型合成氨生产装置。
合成氨装置生产工艺技术因原料制气、气体净化、氨合成工艺不同而有多种工艺技术。
原料气化有：煤(焦)固定床气化工艺；煤(焦)气流床气化工艺；渣油、水煤浆部分氧化制气工艺；烃类(轻油、天然气)蒸汽转化制气工艺。
合成氨装置简介和重点部位及设备详细版
文件编号：GD/FS-6877（安全管理范本系列）合成氨装置简介和重点部位及设备详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________合成氨装置简介和重点部位及设备详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
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一、装置简介(一)装置发展及其类型世界上第一座合成氨生产装置始于1913年。
我国首套合成氨生产装置建于20世纪30年代。
到70年代初，我国运行的合成氨生产装置绝大多数仍为以煤(焦)为原料，采用固定床制气技术的中、小型装置。
世界上，60年代起，大型合成氨生产装置由于具有工艺流程短、热利用率高、自动化水平高、单系列、运行时间长等优点，得到快速发展。
我国从1973年开始，从美国、日本、法国引进了13套日产合成氨1000t的大型合成氨生产装置。
这些装置均采用烃类蒸汽转化制气工艺技术，其中以天然气为原料的有10套(其中两套后来改用轻油)；以轻油为原料的有3套。
1978年以后，又引进了以渣油、煤为原料，采用部分氧化制气工艺技术的大型合成氨生产装置。
合成氨装置生产工艺技术因原料制气、气体净化、氨合成工艺不同而有多种工艺技术。
原料气化有：煤(焦)固定床气化工艺；煤(焦)气流床气化工艺；渣油、水煤浆部分氧化制气工艺；烃类(轻油、天然气)蒸汽转化制气工艺。
国内典型合成氨装置工艺介绍
国内典型合成氨装置工艺介绍合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化工、石油、医药等行业。
典型的合成氨装置工艺是通过氮气与氢气在一定的温度和压力下，经过催化剂的作用，进行反应生成合成氨。
合成氨装置的主要工艺包括氮气净化、氢气净化、气体压缩、催化反应、分离和制氨副产物处理等步骤。
接下来是氢气净化，氢气通常通过石油或天然气的催化重整制得。
但催化重整产物中会含有一些有毒物质（如硫化氢、甲基硫醇、二甲硫醚等），这些物质对反应催化剂具有毒害作用，会降低反应效率。
因此，氢气需要经过净化处理去除其中的有毒物质。
然后是气体压缩，氮气和氢气净化后分别通过压缩机进行压缩，提高其压力。
高压氮气和氢气经过压缩后，进入反应器进行合成氨反应。
催化反应是合成氨装置的核心工艺。
合成氨的生成反应是一个放热反应，通常在高温高压条件下进行。
反应通常采用铁助剂的铁氧体催化剂，通过将氮气和氢气在催化剂上进行反应，生成合成氨。
反应温度通常在350-550摄氏度之间，压力在100-300大气压之间。
分离是合成氨装置中的另一个重要工艺。
反应器中生成的气体包括合成氨、未反应的氮气和氢气，还有少量的惰性气体如氩气、氦气等。
分离工艺主要是将合成氨从未反应的气体和惰性气体中分离出来。
常用的分离方法是通过升降管和吸附塔来进行。
在升降管中，分别利用合成氨和未反应气体的密度差，将两者分离。
而在吸附塔中，主要通过吸附剂对合成氨进行吸附和脱附的操作来实现分离。
最后是制氨副产物处理，合成氨装置在生成合成氨的过程中，会产生一定的副产品。
其中一个重要的副产品是甲醇，甲醇是合成氨反应中产生的一种中间物质，通常通过脱水和脱碳过程得到纯化的甲醇。
其他副产品还包括过量的氢气、未反应的氮气、水蒸汽等。
总之，合成氨装置的工艺是一个复杂的过程，包括氮气净化、氢气净化、气体压缩、催化反应、分离和制氨副产物处理等步骤。
每个步骤都需要严格的控制和操作，才能高效地生产合成氨。
合成氨工艺的优化和改进，对于提高合成氨的产量和质量，减少能耗和废弃物的排放，具有重要的意义。
国内典型合成氨装置工艺介绍模板
国内典型合成氨装置工艺介绍模板合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、化工等领域。
国内典型的合成氨装置工艺一般采用哈贝-Bosch工艺。
下面将对该工艺进行详细介绍。
哈贝-Bosch工艺是目前合成氨装置最常用的工艺之一，它是通过氢气和氮气的催化反应生成合成氨。
该工艺的基本步骤如下：1.原料气体的准备：氢气和氮气分别通过压缩机进行压缩，然后进入液化气体分离装置，进行液化分离处理，分离出杂质和不纯度较高的气体，得到纯净的氢气和氮气。
2.氢气和氮气的混合：将纯净的氢气和氮气按照一定比例混合，通常为3:1或4:1的体积比，得到混合气体。
3.合成氨的反应：混合气体经过冷凝器进行冷却，然后进入催化反应器，反应器内有特殊的催化剂，通过催化剂的作用，氢气和氮气发生氨合成反应，生成合成氨。
4.合成氨的分离和精馏：合成氨和未反应的氮气、氢气等混合气体进入分离器，分离出未反应的气体，回收利用。
然后将合成氨送入精馏塔，通过精馏过程将杂质和不纯度进一步去除，得到高纯度的合成氨。
5.产品的处理和储存：将高纯度的合成氨经过冷却、除水等处理，得到成品氨气。
成品氨气经过压缩机进行压缩，然后装入气瓶或者储存罐中，供应给用户使用。
该工艺的特点是能够生产高纯度的合成氨，并具有操作稳定、反应效率高等优点。
但是，该工艺的能耗较高，需要耗费大量的能源。
此外，该工艺还存在一些技术难题，如催化剂的选择和寿命、工艺过程中的热力学和动力学控制、氢气和氮气的准备和分离等问题，需要进行进一步的研究和改进。
总之，哈贝-Bosch工艺是国内典型的合成氨装置工艺，其基本步骤包括原料气体准备、混合、反应、分离和精馏、产品处理和储存等。
该工艺具有高纯度、稳定性好的特点，但也存在能耗高等问题。
对于提高工艺效率和降低能耗，仍需要进一步的研究和改进。
合成氨装置简介和重点部位及设备
合成氨装置简介和重点部位及设备合成氨是一种非常重要的化学原料，在化工、农业等领域都有广泛的应用。
其制备需要使用特定的装置和设备进行高温高压反应，下面将对合成氨装置的基本原理、结构构成、运行过程以及重要部位和设备进行简要介绍。
基本原理合成氨的制备过程主要是通过利用哈伯-博斯处理反应，将氮气和氢气经过高压、高温条件下进行反应，形成氨气。
这个反应过程在大规模工业制备中需要采用复杂的反应机构和催化剂。
同时，整个合成氨装置的设计和结构也需要考虑到许多因素，如反应的热力学、动力学特性、气体流动特性等等。
结构构成合成氨装置通常由氢制备、氮气制备、氨制备和尾气处理四个部分组成。
其中，氢气和氮气制备部分需要通过各种化学反应或物理分离、纯化技术，将原料气体进行初步准备。
而在氨制备这一部分，则需要将经过预处理的氢气与氮气经过催化反应，在高压、高温条件下生成氨气。
尾气处理部分则是为了防止反应产生毒性气体或其他有害气体对环境造成污染，需要对反应尾气进行处理。
同时，合成氨装置还需要配备必要的控制、仪表和安全系统，如压力表、温度计、流量计等等，以确保整个反应过程的安全可靠。
运行过程合成氨反应的实际运行过程需要经过多个阶段，包括压力调节、预热、反应、冷却等等。
其中，反应阶段是整个反应过程的核心，也是危险程度最高的部分，需要通过严格的控制和监测，确保反应的正确性和安全性。
在反应过程中，需要定期检测反应器内的催化剂状态，以及反应器壁温度、压力等参数。
重点部位和设备在合成氨装置中，反应器是最为关键的部位之一。
反应器需要承受高压高温、剧烈的化学反应，同时需要适应气体流动的特殊条件。
因此，反应器的材质、结构设计、通风、密封等方面都需要非常严格的要求。
催化剂是整个反应过程中的另一个重要部位。
催化剂可以提高反应速率和效率，也能够保证反应的稳定性和选择性。
在合成氨装置中，常用的催化剂有铁或钼的氧化物及铝和硅的混合物等。
压力容器也是合成氨装置中不可缺少的设备之一。
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三、合成气制甲醇
低压法
低压（5MPa）、温度为548K， 铜基催化剂 压力容器与管道安全评价 高压法 特点:选择性高，精制甲醇质量好。 高温（613～693K）、高压 反应器生产能力小。
（30～50MPa） 锌基催化剂 生产能力大，单程转化率高 缺点：压力和温度高、设备
投资和操作费用大、操作复 杂、温度压力不易控制、副 产物多，原料损失大。
CO + 2H2
天然气为原料合成甲醇的能力占总生产能力的80％以上
（3）液体原料制取合成气
原料：轻质石脑油、重油、渣油等 压力容器与管道安全评价 水蒸气转化法 生产方法 部分氧化法
CnHm + n/2O2
CnHm + nH2O
nCO + （n+m/2）H2
n CO +m/2 H2
2.合 成 • 目的：通过合成反应将合成气通过反应合成 甲醇。 压力容器与管道安全评价
No1. 合
成
氨
装
置
氨分子式NH3，相对分子质量为17.03。
压力容器与管道安全评价
无色气体，有强烈的刺激臭味。
熔点-77．7℃，沸点-33．5℃。 易溶于水，溶于醇
压力容器与管道安全评价
压力容器与管道安全评价
30万吨/年合成氨装置
主反应 压力容器与管道安全评价
合 成 气 制 甲 醇
中压法
压力为10～27MPa，温度508～ 548K，铜基催化剂 特点:处理量大、设备庞大、占地 面积大。
第二节 合成气生产甲醇
一、生产过程 压力容器与管道安全评价
合成 造气
精制
甲醇生产过程
1.造气
压力容器与管道安全评价
液体 气体
固体
造气原料
（1）固体原料制取合成气
压力容器与管道安全评价 原料
3.精制 • 合成气生成的粗甲醇，一般采用蒸馏和化学 压力容器与管道安全评价 处理相结合的方法进行精制，常采用两塔或 三塔精馏流程。
ICI低压合成甲醇的工艺流程
900℃
200~250℃
压力容器与管道安全评价
240~270℃ 催化剂 甲醇浓度 3.5%~4%
工艺流程
压力容器与管道安全评价
气态烃或 液态烃、煤 原料气 制备 CO、CO2 H2 净化 H2、CO比例合适 含硫量小于0.6ppm
第一节
压力容器与管道安全评价CO+H 生产方法
2
合成气生产甲醇
氯甲烷水解法
甲烷部分氧化法
一、甲烷部分氧化法
压力容器与管道安全评价
2CH4 + O2
2CH3OH
流程简单，原料便宜，节省投资 过程不易控制，易深度氧化生产甲醛 原料和产品损失,总收率不高（30%） 未工业化
二、氯甲烷水解法
与碱溶液共沸 与硝石灰作用
压力容器与管道安全评价
氨合成塔
压力容器与管道安全评价
氨合成塔是在高温、 高压下，使氢氮气体在催 化剂上发生反应，以生成 氨的一种结构比较复杂的 设备，是合成氨厂的心脏。
压力容器与管道安全评价
No2. 甲醇装置
甲醇的用途
压力容器与管道安全评价 对苯二甲酸
醋酸
二甲酯
甲醛
乙烯、丙烯等 低级烯烃
甲醇原料
图4-1 制氨工艺流程框图
工艺流程之一：脱硫 压力容器与管道安全评价
• 1.预脱硫：将有机硫转化为硫化氢，再用汽提法
将其除去 • 2.终脱硫：氧化锌脱硫
工艺流程之二：转化 1.一段转化： 压力容器与管道安全评价
2.二段转化：
可燃气体的燃烧（放热）： 残余甲烷的转化：
二段转化作用：甲烷的进一步转化；制得必须的氮气
工艺流程之四——脱碳
压力容器与管道安全评价 • 苯菲尔溶液脱碳、 变压吸附法 • 其吸收和再生过程可用下列方程式表示：
工艺流程——脱碳 压力容器与管道安全评价
低变气 • • • 1、低变气再沸器；2、液滴分离罐；3、锅炉给水预热器；4、再生塔； 5、CO2水冷器；6、液滴分离罐；7、半贫液泵；8、过滤器； 9、蒸汽再沸器；10、冷凝液泵；11、吸收塔；12、贫液泵
蒸汽 或氧、空气 精甲醇成品 精馏 粗甲醇 5MPa、10 MPa、 32 MPa 合成 压缩
工艺流程之五：甲烷化
• • • • • • 1、合成气压缩机段间冷却器； 2、高变气换热器； 3、锅炉给水预热器； 4、水冷却器； 5、甲烷化炉； 6、液滴分离罐
压力容器与管道安全评价
工艺流程之六：氨的合成
在高压(10～100MPa)，高温(300～500℃)及铁 压力容器与管道安全评价 催化剂作用下使氢气和氮气合成为氨。 合成氨的合成反应式为： 3H2+N2＝2NH3+Q 工艺流程之七：氨的冷冻 经合成塔合成后，其产品混合气中含有部分未 起反应的氮气和氢气。 氨的冷凝温度比氮和氢的冷凝温度高的多，所 以可以用冷凝方法进行分离。
工艺流程之三：变换 • 变换的反应式是： 压力容器与管道安全评价
• 包括高温变换和低温变换。
为什么？
工艺流程——变换
• • • • • • • 1、第二废热锅炉； 2、第三废热锅炉； 3、高温变换炉； 4、低温变换炉； 5、甲烷化气换热器； 6、变换气分离罐； 7、急冷水泵
压力容器与管道安全评价
甲酸
草酸 乙二醇
醋酸酐
甲醇是一种重要的有机化工原料,应用广泛
甲醇作燃料
压力容器与管道安全评价
甲醇有良好的燃烧 性能 辛烷值高(110～ 120)，抗爆性能好， 是一种无烟燃料。
甲醇和汽油混合物中 加入助溶剂MTBE （甲基叔丁基醚）等， 制成燃料甲醇。 可用于直接生产汽油、 汽油添加剂，合成以 甲醇为主的醇类混合 物燃料。
1.原料来源： 2.系统组成： （1）制氢： （2）制氮： （3）反应设备：氨合成塔 （4）储存设备：钢瓶、液氨罐 脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化 3H2十N2 催化剂 2NH3十Q
以天然气为原料的制氨工艺流程图
压力容器与管道安全评价
脱
天 然 气 硫 造 气 变 换 脱 CO2 脱 CO 压 缩 氨 合 成 氨 分 离 释 放 气
煤和焦碳
原理
C + H 2O
CO +H2
难于大规模生产，只有小规模的生产甲醇的装置
（2）气体原料生产合成气
原料：天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等
压力容器与管道安全评价
CH4 + H2O CO + 3H2
蒸气转化法
CnHm + nH2O nCO + （n+m/2）H2
生产方法
部分氧化法
CH4 + 1/2O2
2CH3Cl + Ca（OH）2 CH3Cl + CH3OH CH3OCH3 + H2O
CH3Cl + H2O
压力容器与管道安全评价 NaOH CH3OH +HCl
速度仍很慢
CaCl2 +2CH3OH
CH3OCH3 + HCl 二甲醚
2CH3OH
甲醇产率67%,原料转化率达 98% 常压反应，工艺简单