以煤为原料制取合成氨造气工段物料
煤为原料生产合成氨项目建议书说课讲解
四川（泸州）地区以煤为原料生产合成氨项目建议书项目承建：四川XXX股份有限公司项目书编制：XXX二O一四年九月十日目录一、项目建设目的和意义 (1)二、产品生产方案和生产规模 (4)三、工艺技术初步方案 (6)四、原材料、能源和动力的来源及供应 (8)五、建厂条件和厂址初步方案 (9)六、劳动卫生、安全保障及环境保护 (10)七、工人组织和人员配备 (11)八、投资估算和资金筹措方案 (12)九、经济效益和社会效益的初步评价 (13)十、结论与建议 (16)一、项目建设目的和意义1.项目提出的背景和依据目前，XXX公司仍以天然气为原料合成氨，进而生产其主要产品尿素。
但众所周知，我国是一个富煤、少气、贫油的国家。
特别是近年来，我国天然气开采供应日渐枯竭，已难以维持工业生产的需要，甚至需要从国外巨资购买维持民用。
地处长江边的泸州，是中国天然气化工的发源地。
化学工业一直是泸州规模最大、资产存量最厚、发展潜力最好的产业。
化学工业总量已占到了全省的25%左右。
XXX公司作为泸州地区化工行业领头企业，拥有雄厚的技术力量基础。
2.市场调研及预测分析我们可以通过下面一系列数据得以验证：2013年，我国天然气表观消费量达到1676亿立方米，同比增长13.9%，已成为世界第三大天然气消费国。
从2006年我国天然气开始进口，进口量逐年上升，天然气进口通道不断完善，对外依存度不断提高。
2013年，随着中缅管道建成投运，广东珠海、河北唐山和天津浮式LNG项目陆续建成投产，西北、西南、海上三条天然气进口通道初步建成。
天然气进口量继续快速增长，全年进口量530亿立方米，同比增长25%，对外依存度突破了30%升至31.6%，比上年同期增加2.8个百分点。
2013年，国家发改委出台了天然气价格改革方案，天然气定价机制市场化改革取得了重大突破。
预计2014年，消费量将达1860亿立方米，进口量达到630亿立方米。
未来我国天然气需求还将不断上升，基准情景下，2015年需求可能达到2000亿立方米，2020年达3000亿立方米，到2030年将接近5000亿立方米。
(工艺技术)合成氨工艺简介
合成氨工艺控制方案总结一合成氨工艺简介中小型氮肥厂是以煤为主要原料，采用固定层间歇气化法制造合成氨原料气。
从原料气的制备、净化到氨的合成，经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。
工艺流程简图如下所示：该装置主要的控制回路有：（1）洗涤塔液位；（2）洗涤气流量；（3）合成塔触媒温度；（4）中置锅炉液位；（5）中置锅炉压力；（6）冷凝塔液位；（7）分离器液位；（8）蒸发器液位。
其中触媒温度控制可采用全系数法自适应控制，其他回路采用PID控制。
二主要控制方案（一）造气工段控制工艺简介：固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时间里具体分为五个阶段；(1)吹风阶段约37s；(2)上吹阶段约39s；(3)下吹阶段约56s；(4)二上吹阶段约12s；(5)吹净阶段约6s.l、吹风阶段此阶段是为了提高炉温为制气作准备的。
这一阶段时间的长短决定炉温的高低，时间过长，炉温过高；时间过短，炉温偏低并且都影响发气量，炉温主要由这一阶段控制。
般工艺要求此阶段的操作时间约为整个循环周期的18％左右。
2、上吹加氮制气阶段在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。
空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调节H2/N2的主要手段。
但是为了保证造气炉的安全该段时间最多不超过整个循环周期的26％。
3、上吹制气阶段该阶段与上吹加氯制气总时间为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐渐下降，为了保证炉况和提高发气量，在此阶段蒸汽的流量最好能得以控制。
4、下吹制气阶段为了充分地利用炉顶部高温、提高发气量，下吹制气也是很重要的一个阶段。
这段时间约占整个循环的40％左右。
5、二次上吹阶段为了确保生产安全，造气炉再度进行吹风升温之前，须把下吹制气时留在炉底及下部管道中的半水煤气吹净以防不测，故进行第二次上映。
这段时间约占7％左右。
6、吹净阶段这段时间主要是回收上行煤气管线及设备内的半水煤气。
约占整个循环的3％。
合成氨工艺
合成氨工艺陈昶君化九三20090118921.合成氨生产工艺流程图(1)煤为源头工艺路线：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造气过程为以煤为原料，用间歇式固定层常压气化法，反应方程为煤+氧气→二氧化碳二氧化碳+煤→一氧化碳煤+水蒸气→一氧化碳+氢气(2)天然气为源头采用天然气、焦化千气力原料的合成氨生产工艺流程包括：脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序(一)脱琉原料气进入后，首先进入三段脱硫塔．第一、二段分别采用5—6％Na0H和10。
12％Na0H碱洗，第三段采用水洗。
在脱硫塔内。
气体中大部分无机硫和部分有机硫被碱液吸收，湿法脱硫后的焦化干气由压缩机道往一段转化炉对流段，加热至340—3500C后，进人干法脱硫槽。
干法脱硫剂通常采用氧化锰、氧化锌或钴—铜催化剂。
经干法脱硫后。
焦化干气中的总硫量要求低于3ppm．这里需要进行痕量硫的测定。
(二)转化经脱硫合格的焦化干气返回对流五段与来自废热锅炉的蒸汽混合，加热至500．610％后，进入一段转化炉(简称一段炉)，控制共水碳比为3．5．4．0。
在催化刘作用下原料气转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳。
反应所需的大量热能由转化炉两倜均匀分布的无焰燃烧喷嘴供给，反应温度控制在760—7的℃；出口气中残余甲烷含量要求小于10％。
一段沪出口气与空气压缩机送来的空气相混合，进人二段转化炉(简称二段炉)内燃烧，温度达到900一950。
C，在催化捌作用下，甲烷转化成一氧化碳和二氧化碳；二段炉出口气中残余甲烷应小于0．3％。
同时获取合成气所需的氮气，并控制氢、氮比在2．8—3．1之问。
在整个转化过程要进行原料气的总碳分析和一、二段炉出口气残余甲烷的分析。
煤化工合成氨的工艺
煤化工合成氨的工艺第一篇：煤化工合成氨的工艺煤化工合成氨的工艺气化工艺各有千秋1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为?准25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。
2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用?准8～10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。
3.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。
其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。
焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。
4.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。
其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。
可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。
缺点是操作压力偏低，对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待进一步解决。
此技术适合于中小型氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5.恩德粉煤气化技术属于改进后的温克勒沸腾床煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料煤不粘结或弱粘结性，灰分＜25%～30%，灰熔点高、低温化学活性好。
在国内已建和在建的装置共有13套22台气化炉，已投产的有16台。
属流化床气化炉，床层中部温度1000～1050℃。
目前最大的气化炉产气量为4万m3/h半水煤气。
缺点是气化压力为常压，单炉气化能力低，产品气中CH4含量高达1.5%～2.0%，飞灰量大、对环境污染及飞灰堆存和综合利用问题有待解决。
山东省安监局关于印发合成氨工艺安全控制指导意见的通知-鲁安监发[2010]128号
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山东省安监局关于印发合成氨工艺安全控制指导意见的通知正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 山东省安监局关于印发合成氨工艺安全控制指导意见的通知（鲁安监发[2010]128号）各市安监局，各县（市、区）安监局，各有关企业，有关设计、施工单位：为规范、指导全省合成氨工艺安全控制设计、安装和改造工作，确保安装改造后工艺装置的安全运行，省安监局组织山东化工规划设计院和有关专家，依据国家安监总局《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三[2009]116号）要求，研究制订了合成氨工艺安全控制指导意见，现印发给你们。
请按照省安监局《关于印发氯化、硝化、磺化、聚合、氟化、加氢6种危险化工工艺安全控制设计指导方案的通知》（鲁安监发[2009]108号）的有关要求，认真落实合成氨工艺安全控制指导意见，工作中发现的问题，请及时反馈省安监局（危化处）。
附件：合成氨工艺安全控制指导意见二〇一〇年十月二十七日附件：合成氨工艺安全控制指导意见为做好全省合成氨工艺的安全控制系统改造工作，指导设计单位的安全控制系统设计工作，并为各级安监部门的有关监督检查工作提供参考，依据国家安全监管总局《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三［2009］116号）、山东省安监局《关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见》（鲁安监发［2008］149号文件），制订本意见。
1概述1.1 工艺简介合成氨工艺复杂、流程长，制取合成氨常用的原料有天然气、煤、油。
目前山东省合成氨生产主要以煤为原料，液氨主要用于生产尿素。
以煤为原料制取合成氨及尿素经过以下工序。
以煤为原料的合成氨工艺选择
2. 2 常压气化路线 常压气化一般以无烟块煤或焦炭为原料, 用空
气或富氧空气气化, 经常压脱硫、低压段压缩、变换、 脱 CO2、净化、高压段压缩去氨合成。流程较长, 但 投资省, 技术风险小, 便于操作、管理, 灵活性大, 适 合国内中、小型氨厂。 3 常压气化主要工艺选择 3. 1 造 气
以无烟块煤或焦炭为原料的常压造气技术, 目 前有空气间歇气化及富氧连续气化二种。空气间歇 造气有多年使用经验, 中、小氮肥厂普遍采用, 投资 少, 不用氧气, 但能耗高, 吹风气排放时对环境有污 染。富氧气化效率高, 节省用煤, 单炉生产能力及蒸 汽分解率高, 流程简单, 无吹风气, 不影响环境。但 要加氧气或富氧空气, 制备氧气及富氧空气的装置 造价昂贵, 耗电量大。
合成反应热回收是必需的, 是节能的主要方式 之一。除尽可能提高热回收率, 多产蒸汽外, 应考虑 提高回收热的位能, 即提高回收蒸汽的压力及过热 度。高压过热蒸汽的价值较高, 当然投资要多, 根据 整体流程统一考虑。 4 节能措施及能耗
常压造气氨厂工艺的节能措施有: ( 1) 造气炉采用微机液压控制系统。
( 2) 造气用煤合理分配, 大、中块造气用, 小颗粒 及炉渣作为锅炉用煤。
( 3) 设置造气吹风气锅炉, 吹除气夹带的可燃成 份及本身的热量加以利用。
( 4) 采用全低温变换, 加入软水取代蒸汽, 节省 变换用工艺蒸汽。变换余热加热软水。
( 5) 脱 CO 2 采用物理吸收。 ( 6) 合成选用适当压力的废热锅炉, 产生的蒸汽 在工艺中使用。 ( 7) 合 成吹除气用氢回收 装置回收氢气, 其余 CH4 等作为燃料气。 ( 8) 全装置热能综合利用, 如合成废热产饱和蒸 汽供变换, 变换、造气产低压蒸汽供造气, 全装置做 到蒸汽自给。 采用上述节能措施后, 可使常压气化的氨装置 达到化工部颁要求的能耗水平, 初步能耗计算见表 4。
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介一合成氨工艺简介中小型氮肥厂是以煤为要紧原料，采纳固定层间歇气化法制造合成氨原料气。
从原料气的制备、净化到氨的合成，通过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。
工艺流程简图如下所示：该装置要紧的操纵回路有：（1）洗涤塔液位；（2）洗涤气流量；（3）合成塔触媒温度；（4）中置锅炉液位；（5）中置锅炉压力；（6）冷凝塔液位；（7）分离器液位；（8）蒸发器液位。
其中触媒温度操纵可采纳全系数法自适应操纵，其他回路采纳PID操纵。
二要紧操纵方案（一）造气工段操纵工艺简介：固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时刻里具体分为五个时期；(1)吹风时期约37s；(2)上吹时期约3 9s；(3)下吹时期约56s；(4)二上吹时期约12s；(5)吹净时期约6s.l、吹风时期现在期是为了提升炉温为制气作预备的。
这一时期时刻的长短决定炉温的高低，时刻过长，炉温过高；时刻过短，炉温偏低同时都阻碍发气量，炉温要紧由这一时期操纵。
般工艺要求现在期的操作时刻约为整个循环周期的18％左右。
2、上吹加氮制气时期在现在期是将水蒸汽和空气同时加入。
空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调剂H2/N2的要紧手段。
然而为了保证造气炉的安全该段时刻最多不超过整个循环周期的26％。
3、上吹制气时期该时期与上吹加氯制气总时刻为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐步下降，为了保证炉况和提升发气量，在现在期蒸汽的流量最好能得以操纵。
4、下吹制气时期为了充分地利用炉顶部高温、提升发气量，下吹制气也是专门重要的一个时期。
这段时刻约占整个循环的40％左右。
5、二次上吹时期为了确保生产安全，造气炉再度进行吹风升温之前，须把下吹制气时留在炉底及下部管道中的半水煤气吹净以防不测，故进行第二次上映。
这段时刻约占7％左右。
6、吹净时期这段时刻要紧是回收上行煤气管线及设备内的半水煤气。
约占整个循环的3％。
合成氨生产常用原料有些
合成氨生产常用原料有些1合成氨生产常用的原料有哪些？原料：（包括提供H2的原料和燃料）固体原料：焦碳、煤气体原料：天然气、重油、焦炉气等液体原料：石脑油、重油、原油等常用的原料有：焦碳、煤、天然气、重油2合成氨生产分哪几个基本工序？三个基本工艺步骤是什么/(1)造气：即制备含有氢、氮的原料气（2）净化:不论采用何种原料和何种方法造气，原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质，必须采取适当的方法除去这些杂质。
（3）压缩和合成：将合格的氮、氢混合气压压缩到高压，在铁催化剂的存在下合成氨。
3写出天燃气蒸汽转化法生产合成气的主要反应方程式、工艺条件和工艺流程图，说明天然气蒸汽转化法为何要进行二段转化操作？（1）主反应式：CH4 + H2O(g) = CO + 3H2 206.3KJ/mol （1）CO + H2O(g) = CO2 + H2 -41.2KJ/mol （2）副反应式：CH4 = 2H2 + C2CO = CO2 + CCO + H2 = H2O + C（2）工艺条件：压力3~4 MPa；一段转化反应温度800℃；二段转化反应温度1000℃；水碳比S=3~4；空间速度（根据炉型、分段情况、催化剂的不同以及反应的不同时期来确定）（4）书上18页第一段4干法脱硫与湿法脱硫各有甚么优缺点？干法：优点：既能脱除有机硫，又能脱除无机硫；出口气含S<1×10-6（无加氢）、S<2×10-8（有加氢）。
缺点：脱硫剂再生困难，只可用于脱微量硫。
湿法：优点：液态脱硫剂易于输送，可以再生，能回收硫磺，可用于脱除大量无机硫。
5改良ADA法脱硫由哪几个基本反应过程构成？原理：分为四步：①用pH=8.5~9.2的稀碱溶液吸收H2SNa2CO3 + H2S == NaHS + NaHCO3②硫氢化物被氧化为S2NaHS + 4NaVO3 + H2O == Na2V4O9 + 4NaOH + 2S偏钒酸钠焦性偏钒酸钠（有还原性）以上两步为脱硫，在脱硫塔中进行。
以煤为原料合成氨的工艺
以煤为原料合成氨1概述氨（Ammonia，旧称阿莫尼亚）是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、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生产的。
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。
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。
别名氨气，分子式为NH3，英文名：synthetic ammonia。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。
合成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生产。
液氨常用作制冷剂。
铵根离子：NH4+；其中氮的化学价为+ 3 ；NH3是氨气。
1.1发现和历史1.1.1怎样固氮——问题浮出水面氨（Amonia），分子式NH3，1754 年由英国化学家普里斯特利（J.Joseph Priestley）加热氯化铵和石灰石时发现。
1784 年，法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）确定了氨是由氮和氢组成的。
从那以后很长一段时间，氨的主要来源是氮化物，而氮化物的主要来源是自然界中的硝石矿产。
19 世纪以来，人类步入了现代化的历程。
随着农业的发展，氮肥的需求量在不断提高；同时随着工业的突飞猛进，炸药的需求量也在迅速增长。
1809 年，在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地；但是面对人类不断膨胀的需求，自然界的生物和矿产资源毕竟有限。
然而全世界无论何处，大气的五分之四都是氮，如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题，而合成氨，作为固氮的一种重要形式，也变成了19 至20 世纪化学家们所面临的突出问题之一。
型煤技术在合成氨造气生产系统中的应用
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以煤为原料的德士古煤气化合成氨流程
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煤合成氨工艺流程
煤合成氨工艺流程煤合成氨是将煤作为原料进行气化，生成合成气，再通过合成制成氨的过程。
其工艺流程主要包括煤气化、合成气净化、合成气制氨和氨回收等环节。
首先是煤气化过程。
煤经过高温和高压的条件下与氧气或蒸汽和氧气进行反应，生成一种富含CO和H_2的气体，即合成气。
煤气化的主要反应有两个：碳水化合物气化反应和碳气化反应。
碳水化合物气化反应是将煤中的碳水化合物转化为CO和H_2，碳气化反应是将煤中的碳转化为一氧化碳。
这两个反应共同生成合成气。
接下来是合成气净化过程。
合成气中的硫化氢、苯、氨等有毒和有害物质必须予以除去，以防止对催化剂和设备的腐蚀，同时也保障产品质量。
合成气净化的主要方法有吸附法、洗涤法、沉降法等。
其中，吸附法是将合成气通过吸附剂层，将有害物质吸附下来；洗涤法是将合成气通过水或有机溶剂中，利用物理吸附和化学反应将有害物质溶解掉；沉降法则是通过重力沉降和离心力来分离固体和液体。
然后是合成气制氨过程。
合成气制氨是将合成气经过低温、高压下与催化剂反应，生成氨的过程。
这个过程中，主要反应是H_2和N_2的结合反应，生成NH_3。
合成气中的CO和CO_2也参与了一些副反应，但是主要产物仍然是氨。
合成气制氨的催化剂一般采用铁、铑等金属催化剂，具有高效、高选择性和稳定性。
最后是氨回收过程。
合成氨中未反应完全的气体和产生的副产物需要进行回收利用，以提高资源利用效率。
回收过程主要包括气体的冷凝、分离和循环等。
气体经过冷凝处理，使其中的氨成为液体，然后通过分离装置将液体氨和未反应的气体分离出来，再进行循环利用。
总的来说，煤合成氨工艺流程包括煤气化、合成气净化、合成气制氨和氨回收等环节。
通过这些过程，煤可以转化为氨，实现煤资源的高效利用。
煤合成氨工艺在农业、化肥、能源等领域具有重要应用价值，对于提高能源利用效率、改善环境污染等都具有积极意义。
煤制合成氨合成全流程
煤制合成氨合成全流程氨可是个很重要的东西呢，在很多地方都能用到。
那煤制合成氨这个流程啊，就像是一场奇妙的化学之旅。
一、原料准备。
煤可是这个流程里的大主角啦。
咱们得先把煤好好处理一下。
这煤啊，有各种各样的，不是拿来就能用的哦。
要先把煤进行气化，这就像是给煤来个大变身。
把煤弄成煤气，这里面主要有一氧化碳、氢气之类的气体。
这个过程就像是给煤做个魔法，让它从固体变成气体，方便后面的操作。
这煤气里面还会有一些杂质呢，像什么硫化物之类的，这些杂质可不好，得把它们去掉。
就像给煤气洗个澡，让它变得干干净净的，这样才不会影响后面合成氨的质量。
二、合成气的调整。
经过前面的步骤得到的煤气还不能直接用来合成氨哦。
咱们要调整一下它的组成。
要把一氧化碳和水反应，变成二氧化碳和氢气。
这个反应可有趣啦，就像把两种东西重新组合一下。
然后呢，再把二氧化碳给除掉。
这二氧化碳在合成氨里是个多余的家伙，得把它弄走。
这时候得到的气体就比较适合用来合成氨啦，主要就是氢气和氮气的混合气体，这个混合气体就叫做合成气。
三、氨的合成。
现在到了最关键的氨合成步骤啦。
合成气要在高温、高压还有催化剂的作用下才能变成氨。
这个高温高压的环境就像是给合成气一个特殊的训练场地，在这个场地里，再加上催化剂这个小助手，氢气和氮气就开始拉手啦，它们结合在一起就变成了氨。
这个过程就像一场神奇的聚会，氢气和氮气在特定的条件下凑到一起，然后就变成了咱们想要的氨。
不过这个反应也不是一下子就完成的，需要一定的时间，就像做饭一样，火候到了，菜才能做好。
四、产品的分离和精制。
合成出来的氨可不是孤零零的在那，它还和其他的气体混在一起呢。
咱们得把氨从混合气体里分离出来。
这就像从一群小伙伴里把氨这个小朋友找出来一样。
可以用冷却的方法，氨比较容易液化，一冷却就变成液体了，就可以和其他气体分开啦。
但是这个时候的氨可能还不是特别纯，还需要再精制一下，把里面残留的一点点杂质去掉，这样得到的氨就很纯净啦，可以去发挥它各种各样的作用啦。
煤的固定层气化合成氨工艺
煤的固定层气化合成氨工艺摘要：本文通过以煤为原料生产合成氨工艺流程的总结，重点探讨造气工艺流程，以及造气工艺条件的选择及依据。
了解如何在合成氨工艺中得到最高的效益，达到节能减排的目的。
关键词：合成氨，煤，造气煤气是一种可燃性气体，其主要成分有CO、H2、N2、CO2等。
由煤和空气作用可制得空气煤气，由煤与空气和蒸汽作用制得混合煤气，混合煤气热值高于前者。
煤气的产生方式有很多种，如焦炉煤气、发生炉煤气、水煤气、油煤气、高炉煤气、裂化煤气等很多种。
发生炉煤气的产生方法是将煤在发生炉中燃烧后，将炉底的空气加以限制，使煤不能完全燃烧，产生大量的CO，使炉中排出的气体主要是N2、CO2和CO。
水煤气的制造方法是将煤在炉中点燃后，在炉底吹入充足空气，使煤炽热燃烧，然后停掉风机，依次从炉底和炉顶喷入水蒸气，与炽热的煤反应后产生大量的H2和CO，再与空气中的氮气和剩余的水蒸气混合，就形成了水煤气。
焦炉煤气的产生方法是原煤经过粉碎，洗煤后，按不同的煤种比例混合装入焦炉内，隔绝空气进行加热，高温使煤进行分解，产生煤气和煤焦油。
中小合成氨厂多采用固体燃料气化法制造原料气，即采用氧或者含氧气化剂对固体燃料如焦炭、块煤或型煤等进行热加工，使其转化为可燃性气体的过程。
合成氨生产中将这一过程简称为“造气”，气化所得到的可燃性气体称为煤气，进行气化反应的设备称为煤气发生炉，简称“造气炉”。
煤气的成分取决于燃料和气化剂的种类及气化条件。
对同一种固体燃料，采用不同的气化剂，可制造出不同组成的煤气；即使采用相同的气化剂，在不同的气化条件下所得到的煤气组成也不相同。
1.1 煤气化工艺分类[1]煤炭气化技术已有悠久历史，尤其自20世纪70年代石油危机的出现，世界各国广泛开展了煤炭气化技术的研究。
目前正在应用和开发的煤气发生炉有很多类型。
所有这些气化炉都有一个共同的特征，煤在气化发生炉中，高温条件下与气化剂反应，使固体燃料转化成气体燃料，只剩下含灰的残渣。
大学课程_合成氨各工段关键控制参数说明
氨的合成工段
氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任 务是将经过精制的氢氮混合气合成为氨。目前我国 一般采用15-32MPa压力进行合成氨生产。决定生产 条件最重要的因素是：气体成分、温度、压力、空 间速度和催化剂的选择。
氨的合成工段
气体成分：生产中一般规定进入合成系统的混合气中
CO+CO2≤15-20ppm以下。生产中认为，新鲜气中惰性气体含 量为0.5-1%的情况下，控制循环气中惰性气体的含量在1015%之间最为经济。
造气工段：脱硫
以煤为原料的半水煤气一般含有有机硫0.1-0.8g/Nm3和无机 硫硫化氢1-6 g/Nm3。硫化物的存在加剧了管道和设备的腐蚀， 而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。
针对晋城高硫煤，推荐采用的脱硫法为湿法脱硫，一般为栲 胶法。栲胶法脱硫属催化氧化法脱硫。
造气工段：脱硫主要反应
合成氨各工段 关键控制参数说明
合成氨
备煤工段
造气工段
合成氨工段
脱硫 一氧化碳变换 二氧化碳脱除 少量一氧化碳的清除
备煤工段：原料煤
煤中水分：为了保证正常的气化状态，要求煤中的水分含量 应远远低于临界水分，否则气化指标将会受到严重影响。 挥发分：一般煤的挥发分含量不允许超过6%。用高挥发分的 煤制取的半水煤气中甲烷含量很高，既消耗动力又浪费原料， 并且降低炉子的生产能力。 灰分：块煤入料必须低灰，16%以下，原因为保持单炉的造气 量，灰分高反而影响经济效益。制造型煤会使灰分增加。 硫分含量：含硫化合物腐蚀金属，并且导致催化剂中毒，因 此要求对含硫量有一定的要求。
水蒸汽比例：中温变换的水蒸汽比例为3-5。
空间速度：常压变换的空间速度一般为300-550h-1，加压变换的空 间速度为600-1500 h-1。
以煤为原料合成氨工艺流程
以煤为原料合成氨工艺流程
《以煤为原料合成氨工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、合成塑料和其他化工产品。
传统上，合成氨是通过对空气和天然气进行催化反应而得到的，但是这些原料资源的有限性以及能源消耗等问题促使科学家们转向寻找其他合成氨的方法。
以煤作为原料合成氨的工艺流程就是其中之一。
这种工艺流程利用煤炭中的碳和氢元素，通过一系列复杂的化学反应制得合成氨。
以下是合成氨工艺流程的概述：
首先，煤炭经过气化反应，将煤炭转化为一种气体混合物，包括一氧化碳、氢气和其他气体。
然后，这种气体混合物经过水气转化反应，将一氧化碳和水反应生成一氧化碳和氢气。
接着，这些气体再经过一系列反应步骤，包括变换反应和氨合成反应，逐步转化为合成氨。
整个工艺流程中涉及到多种催化剂和反应条件的控制，以保证反应的高效性和选择性。
此外，工艺流程中涉及到的一些中间产物和废气也需要进行有效的回收和处理，以减少对环境的影响。
以煤为原料合成氨的工艺流程具有一些优势，比如煤炭资源丰富、分布广泛，可以减少对天然气等其他资源的依赖，同时也可以降低能源成本。
然而，由于工艺流程较为复杂，催化剂的耗损和废气的处理等问题仍然需要进一步的研究和改进。
总的来说，以煤为原料合成氨的工艺流程为合成氨的生产提供了另一条新的途径，虽然还存在着一些挑战，但是随着科技的进步和工艺的改进，相信这种工艺流程将会在未来发挥越来越重要的作用。
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章合成氨综述 (3)1.1 氨的用途 (3)1.2 氨的性质 (3)1.2.1 氨的物理性质 (3)1.2.2 氨的化学性质 (4)1.3 合成氨的生产方法 (4)1.4 合成工艺条件的选择 (5)1.4.1操作压力 (5)1.4.2 反应温度 (6)1.4.3空速 (6)1.4.4合成塔进口气体组成 (6)1.5 合成氨工业的发展 (7)第二章合成工段工艺简介 (9)2.1 合成工段工艺流程简述 (9)2.2 工艺流程方框简图 (10)2.3 设备简述 (10)2.3.1 氨合成塔 (10)2.3.2 热交换器与废热锅炉 (10)2.3.3 冷交换器 (11)2.3.4 氨冷器 (11)第三章工艺设计计算 (12)3.1 设计要求 (12)3.3.1合成塔入口气体组分 (12)3.3.2 合成塔出口气体组分 (13)3.3.3 合成率 (13)3.3.4 氨分离器气液平衡计算 (13)3.3.5 冷交换器气液平衡计算 (15)3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 (16)3.3.7 液氨储槽物料计算 (19)3.3.8 合成系统物料计算 (20)3.3.9 合成塔物料计算 (22)3.3.10 水冷器物料计算 (23)3.3.11 氨分离器物料计算 (24)3.3.12 冷交换器物料计算 (24)3.3.13 氨冷器的物料计算 (26)3.3.14 冷交换器物料计算 (28)3.3.15 液氨贮槽物料计算 (30)3.4 热量衡算 (32)3.4.1 冷交换器热量计算 (32)3.4.2 氨冷凝器热量计算 (36)3.4.3 循环机热量计算 (37)3.4.4 合成塔热量衡算 (39)3.4.5 废热锅炉热量计算： (41)3.4.6 热交换器热量计算 (43)3.4.7 水冷器热量衡算： (44)3.4.8 氨分离器热量衡算： (45)第四章设备的选型与计算 (47)4.1 设备选型 (47)4.1.1 设备简述 (47)4.1.2 流程说明 (47)4.2 合成塔设计 (48)4.2.2 催化剂层设计 (49)4.2.3 下换热器 (55)4.2.4 层间换热器 (56)4.3 辅助设备选型 (57)4.3.1 废热锅炉 (57)4.3.2 热交换器 (57)4.3.3 水冷器 (57)4.3.4 冷交换器 (58)4.3.5 氨冷器I (58)4.3.6 氨冷器II (58)结论 (60)致谢 (52)参考文献 (53)附录 (62)年产30万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：氨是一种重要的化工产品，在国民经济中有重要的作用。
合成氨工艺原理
合成氨工艺原理合成氨不管采取什么原料和生产方法，大致上包含三个工艺过程：（1）原料气制造；（2）原料气净化（包含脱硫、变换脱除CO，碳化、脱碳脱除CO2，精炼脱除微量CO、CO2、H2S、O2等）；（3）氨合成和为了满足气体净化及合成各工序工艺条件提供能量赔偿压缩工序。
生产出氨以后再依据需要加工成碳铵、尿素、硝铵等。
其具体原理以下（以煤为原料）：一、造气工段合成氨生产所用半水煤气，要求气体中（CO+H2）和N2百分比为3：1左右。
所以生产上采取间歇地送入空气和蒸汽进行气化，将所得水煤气配入部分吹风气制成半水煤气。
即以石灰碳化煤球、无烟块煤为原料，在高温下交替和空气和过热蒸汽进行气化反应（C+O点燃CO2+Q 、2C+O点燃2CO+Q 、2CO+ O点燃2CO2+ Q2H2O（气）+C△CO+2H2-Q制得半水煤气，半水煤气经过除尘，余热回收，水洗降温制得合格半水煤气，供后工段使用。
二、脱硫工段从造气工段半水煤气中，除氢气和氮气外，还含有27%左右CO、9%左右CO2和少许硫化物，这些硫化物对合成氨生产是有害。
它会腐蚀设备、管道，会引发催化剂中毒，会损坏铜液成份。
所以，必需除去少许硫化物，其原理：用稀氨水（10—15tt）和硫化氢反应（NH3+H2S=NH4HS）将H2S脱除至0.07g/m3（标）以下，使半水煤气净化，以满足合成氨生产工艺要求。
三、变换工段将脱S后半水煤气（含CO25%—28%）由压缩工段加压后经增温、加热，在一定温度和压力下，在变换炉内借助催化剂催化作用，使半水煤气中CO和H2O（气）进行化学反应，转变为CO2和H2（CO+H2O（气）催化剂高温CO2+H2+Q），制得合格变换气，以满足后工段工艺要求。
其次，系统中设有饱和热水塔、甲交、一水加、二水加、冷却塔等换热设备，方便合理利用反应热和充足回收余热，降低能耗，同时降低变换气温度。
四、碳化和脱碳工段1、碳化将变换气中26%左右CO2用浓氨水和其反应（CO2+ H2O+ NH3=NH4HCO3）生成碳酸氢铵副产品，同时制得合格原料气。
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以煤为原料制取合成氨造气工段物料、热量衡算一、已知条件1、计算基准：按照100Kg煤为计算标准。
2、已知条件（1）煤的组成（2）吹风气组成（3）半水煤气组成（4）灰渣组成（5）带出物组成（6）现有生产消耗（7）循环时间（8）各物料进出煤气炉的温度空气：温度2℃吹风气：350℃上行煤气温度：360℃下行煤气温度：160℃灰渣：200℃入炉蒸汽：压力0.05Mpa 温度220℃（9）带出物的百分比：11.6%（10）千立方耗蒸汽790Kg/KM3，千立方耗煤625Kg/KM3，吨氨耗气3700M3，16台煤气炉产气量55000M3/h,每小时蒸汽用量845×55=46475Kg，每台炉每小时蒸汽使用量46475/16=2904.7Kg。
按照上下吹蒸汽手轮开启比例计算上下吹蒸汽用量：V=uA，上吹手轮为下吹手轮的1.8倍，面积是（1.8×1.8）/1=3.24倍，忽略入炉蒸汽压力波动，上吹蒸汽流量为1921.4Kg/h，下吹蒸汽流量为640.5Kg/h.每台里每小时产气量为55000/16=3437M3,使用煤量为3437×625/1000=2148Kg/h，每100Kg煤每小时蒸汽上吹用量为1921.4/2148×100=89.45Kg/h, 每小时蒸汽下吹用量为640.5/2148×100=29.82Kg/h。
二、基本的物料衡算（一）带出物中各组分的含量Kg100×11.6%=11.6其中：C 11.6×62.51%=7.25A 11.6×24.32%=2.82（二）由灰渣平衡计算灰渣质量Kg灰渣质量=（24.32-2.82）/0.8051=26.705其中：C 26.705×24.32%=6.49A 26.705×80.51%=21.5（三）煤种各组分损失带出物及灰渣中的总量Kg其中：C 7.25+6.49=13.74A 2.82+21.5=24.32（四）煤气化后进入煤气中的C元素的量Kg100Kg原料煤，固定碳含量为60.04%，其碳含量为100×60.04%=60.460.4-13.74=46.66三、吹风阶段的计算（一）物料衡算1、每m3吹风气中所含各元素的量KgC=12×(0.094+0.119+0.014)/22.4=0.122N=28×0.735/22.4=0.922、由碳平衡计算吹风气的产量M360.4/0.122=495.083、由氮平衡计算空气用量M3（495.08×0.92）×22.4/(0.79×28)=461M3（二）热量衡算（基准温度为0℃）计算依据根据反应前后碳反应所产生的热量，以及计算出热量的使用地方，如何才能够最大限度利用这部分热量。
计算时计算出原料煤的热值，半水煤气、吹风气的热值，并且计算出所占比例。
1、原料煤的热值煤的燃烧热主要是由所含的固定碳和可燃性挥发份燃烧氧化产生。
因此根据煤中固定碳和可燃性挥发份的含量及它们的比率关系，应用经典公式计算出煤的发热量：Q f = [100 K1/—（K1/+6）×A f —3V f] ×4.18式中：Q f —发热量， kJ/kg ；C f --固定碳含量，％；V f --挥发份含量，％；A f --灰份含量，％；K --为一变数，随可燃基挥发份和焦渣特征的不同而不同。
可燃基挥发份V r = 100×V f / ( C f + V f ) ，%V r=100×10.52/(60.04+10.52) %=14.9%由煤的挥发份和焦渣特征查表知：K=84.5Q f = [100 K1/—（K1/+6）×A f —3V f] ×4.18=[100×84.5—（84.5+6）×24.32 —3×10.52] ×4.18 =25989.1 kJ/kg100kg煤热值为：25989.1×100=2598910kJ对原料煤及干空气的焓忽略不计。
2、吹风气的热值查的吹风气中各组分的高热值为单位吹风气的热值为Q吹=∑H v,iyi=12769.7×0.034+12644.1×0.084+39858.3×1.4=2054.29kJ吹风气的热值=461×2054.29=947027.7kJ干吹风气的焓H吹=WCpmΔT干吹风气的平均恒压热容为：查得各组分在0-350℃的平均恒压热容为吹风气的平均摩尔恒压热容：Cpm=∑Cpiyi=（29.22×0.034+29.98×0.084+44.59×0.0131+31.07×0.004+29.73×0.735+46.89×0.014）/22.4=1.1932KJ/(M3. ℃)干吹风气的焓H吹=WCpmΔT=461×1.1932×350=192522.8KJ3、带出物的热值带出物的热值近似计算为=11.6×25989.1=301474KJ带出物焓值计算为=11.6×1.05×350=4263KJ4、灰渣的热值6.49×33913=220095KJ33913为C得到热值KJ/(Kg.℃)灰渣的焓计算为：煤质不一样，其比热是不同的，煤水分对煤的比热影响很大。
这里有一个范围: 烟煤：1.26-1.51 KJ/(kg.k) 无烟煤：1.09-1.17 KJ/(kg.k) 褐煤1取我们灰渣的平均热容为0.95 KJ/(kg.℃)灰渣的焓为：26.705×0.95×200=5074KJ5、散热损失（按照原料煤热值的6%，包括泄漏损失）2598910×0.06=155934.6kJ散热损失合计：947028+192523+301474+4263+220095+5074+155935=1826392kJ6、积蓄在碳层中间的热量积蓄在碳层中间的热量：2598910-1826392=772518kJ 吹风效率: 772518/2598910=29.7%.四、制气阶段的计算（一）物料衡算1、每m3半水煤气中所含各元素的量KgC=12×(0.226+0.152+0.029)/22.4=0.218N=28×0.189/22.4=0.236H=5.12×2/18=0.572、由碳平衡计算半水煤气的产量M360.4/0.218=277.06实际生产我们100Kg煤生产半水煤气：625Kg/KM3，1000/625×100=160M3.3、由氮平衡计算空气用量M3（277.06×0.236）×22.4/(0.79×28)=66.21M34、氢平衡假设条件上行煤气产量为X M3下行煤气产量为（277.06-X）M3上行煤气中的水气含量为0.28Kg/M3干气上行煤气中的水气含量为0.53Kg/M3干气上下吹蒸汽用量均为WKg上行阶段进项：Kg原料煤带入氢量：0.57X/277.06=0.0021X蒸汽带入氢量：W/9合计： 0.0021X+ W/9出项：Kg煤气中含氢量X/22.4×40.2/100×2+ X/22.4×2.9/100×4=0.04107X煤气中的水气含氢量0.28×2 X /18=0.031X合计：0.031X+0.04107X=0.0721X由氢平衡得：0.0021X+ W/9=0.0721X （1）下行阶段进项：Kg原料煤中带入氢量0.57（1- X/277.06）=0.57-0.0021X蒸汽带入氢量W/9出项：Kg煤气中含氢量（277.06-X）/22.4×40.2/100×2+（277.06-X）/22.4×2.9/100×4=12.37-0.04107X煤气中的水气含氢量0.53×2/18（277.06-X）=16.32-0.059 X 整理得：0.57-0.0021X+ W/9= 12.37-0.04107X+16.32-0.059 X联立以上（1）（2）式得X=166.24M3，W=104.73Kg上行煤气的量为166.24M3 下行煤气的量为110.8M3上行煤气中水气量为：0.28Kg/M3干气下行煤气中水气量为：0.53Kg/M3干气上行煤气中水气含量0.28×166.24=46.55Kg下行煤气中水气量为0.53×110.8=58.72Kg上吹蒸汽用量104.73Kg，蒸汽总量104.73×2=209.46Kg 上吹蒸汽分解率（104.73-46.55）/104.73=55.6%下吹蒸汽分解率（104.73-58.72）/104.73=43.9%平均蒸汽分解率（209.46-46.55-58.72）/209.46=49.74%(二)热量衡算1、进项kJ原料煤的热值 25989.1×100=2598910蒸汽的焓209.46×2910=609528.6忽略空气及空气中水汽的焓合计2598910+609528.6=3208438.62、出项kJ水煤气的热值单位水煤气的热值计算：Q半=∑H v,iyi=12769.7×0.402+12644.1×0.226+39858.3×0.029=9146.88kJ水煤气的热值=277.06×9146.88=2534234.573上行煤气的焓上行煤气的平均摩尔恒压热容：Cpm=∑Cpiyi=（29.22×0.402+29.98×0.226+44.59×0.152+31.07×0.002+29.73×0.189+46.89×0.029）/22.4=1.444KJ/(M3. ℃)上行煤气的焓H上=WCpmΔT=166.24×1.444×360=86418.2KJ下行煤气的焓H上=WCpmΔT=110.8×1.444×160=25599.23KJ 上行行煤气中水气的焓KJ/Kg46.55×3177+58.72×2802=312423KJ360℃和160℃过热蒸汽焓为3177KJ/Kg，2802KJ/Kg需从碳层中吸收的热量KJ3645516-3208438.6=437077.4制气效率=2534234.573/(2598910+437077.4+609528.6)=69.5% 热量平衡表五、总过程计算（一）原料煤的分配设100Kg原料煤中用于制气的量为XKg，根据热量平衡得：437077.4X=（100-X）×772518X=63.86100Kg原料煤用于制取半水煤气的量为63.86，用于吹风蓄热的为36.13Kg。