合成氨装置简介和重点部位及设备(正式版)

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合成氨装置流程简介

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〕(7136Nm3/h、336吨/天)(11975Nm3/h、25.8吨/天),2019年破土开工,2019年11月建成投产,建立投资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单元主要是制氢局部由德国林德公司〔Linde AG〕提供根底设计,其他单元由寰球公司做根底设计。

总体设计由寰球公司完成。

装置进口局部有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,局部调节阀,其余局部全部国产。

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,主要是制氢局部由德国林德公司提供根底设计,其他单元由寰球公司做根底设计。

总体设计由寰球公司完成。

装置进口局部有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,局部调节阀,其余局部全部国产。

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的条件下进展正常生产。

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。

3.转化炉的出口压力为:3.0MPa〔G〕;转化炉采用顶部烧嘴,具有数量少、便于调节、可烧含氢高的燃料气体、烟道气含NO X满足环保要求等优点。

合成氨装置介绍教材

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

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

合成氨主要设备和工作原理

合成氨主要设备和工作原理

合成氨主要设备和工作原理宝子们,今天咱们来唠唠合成氨这个超有趣的化学事儿。

先说说合成氨的主要设备吧。

那合成塔可是合成氨的核心“大城堡”呢。

这个合成塔就像一个超级大的反应容器,它得承受住高温高压的“考验”。

它的构造可讲究啦,有着特殊的材质,能保证在那么恶劣的反应条件下不会轻易“散架”。

里面的空间是为了让氮气和氢气有个合适的“约会场所”,好让它们发生反应变成氨。

就像是给这两种气体专门打造了一个“爱情小屋”,不过这个小屋可充满了化学的魔力。

还有那压缩机,哇塞,这可是个超级大力士呢。

它的任务就是把氮气和氢气使劲儿地压缩。

你想啊,氮气和氢气本来是自由自在的气体分子,就像散在操场上的小朋友。

压缩机就像一个超级严厉的老师,把这些“小朋友”都集合起来,还让它们紧紧地挨在一起。

它要把这些气体压缩到高压的状态,这样才能送进合成塔里面去。

这压缩机工作起来嗡嗡嗡的,就像在大声喊着“都给我排好队,进合成塔啦”。

再说说换热器吧。

这个换热器就像是一个贴心的小管家。

合成氨的反应是个放热反应,会产生好多热量呢。

这时候换热器就登场了,它把反应产生的热量给收集起来,然后再把这些热量传递给那些还没反应的氮气和氢气。

就好像是把热乎的小毯子从一个地方挪到另一个冷的地方,让那些冷的气体也能暖和暖和,这样既不浪费热量,又能让反应进行得更有效率。

那合成氨的工作原理又是啥样的呢?这就像是一场超级有趣的化学“变戏法”。

氮气和氢气这两个小伙伴,在平常的状态下,它们可不愿意轻易结合在一起。

但是呢,在合成氨的这个魔法世界里,通过高压和合适的温度,再加上催化剂这个神奇的“魔法棒”,它们就开始发生变化了。

催化剂就像一个超级红娘,它本身呢,在反应前后都不会有啥大的变化,但是没有它可不行。

氮气和氢气分子在它的撮合下,就开始慢慢靠近,然后重新组合。

氮气分子是由两个氮原子组成的,氢气分子是由两个氢原子组成的。

在这个反应里,一个氮分子和三个氢分子会发生反应,然后就变成了两个氨分子。

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

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
10
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
(2)温度 采用两段变换,第一段用高变催化剂,大部分CO在这
一段变换反应掉,操作温度在330~436℃,温升不超过 120℃,高变出口CO含量为2~4%。第二段用低变催化剂, CO浓度在这一段趋向平衡值,温度范围180~254℃,温升 不超过45℃,低变炉出口CO浓度为0.1~0.5%。 (3)高变出口放空能力不足
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:
(H2+ 1/2 O2=H2O)
CO+H2O(汽)=CO2+H2 4、脱碳:
1)K2CO3+CO2+H2O<==>2KHCO3 2KHCO3<==>K2CO3+CO2+H2O
4.2 溶液循环流程 碳酸钾溶液从两个高度进入CO2吸收塔。塔的下段用半
四、合成氨装置工艺原理
油田气经加压至4.05MPa,经预热升温脱硫后,与水 蒸汽混合,进入一段转化炉进行转化制H2,随后进入二段 转化炉,在此引入空气,转化气在炉内燃烧放出热量,供 进一步转化,同时获得N2。工艺气经余热回收后,进入变 换系统,将CO变为CO2,随后经脱碳、甲烷化反应除去CO 和CO2,分离出的CO2送往尿素装置。工艺气经分子筛除去 少量水份后,经压缩至14MPa,送入合成塔进行合成氨的 循环反应,少量惰性气体经过普里森系统分离进行回收利 用。产品氨送往尿素工艺和氨罐保存。

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

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。

合成氨主要设备构造及设备一览表

合成氨主要设备构造及设备一览表

合成氨主要设备构造及设备一览表第一节主要设备构造1 1#氨合成塔(1)构造合成塔由高压外筒和内件两部分组成:主要有触媒筐、菱形分布器、层间换热器、下部换热器、电加热器组成。

(2)塔内流程主线气体由一进合成塔后,沿内外筒环隙下行,从塔下部一出出来,经气气换热器换热,由塔下部二次入口入塔,经过下部换热器管间换热后,在集气盒内与从塔底部来的冷副气体混合,然后由中心管上行至上层触媒顶部后进入触媒层,一冷激气通过冷激管到达埋在上层触媒内的菱形分布器与上层触媒来的主线气体混合通过触媒层。

另一冷激气通过冷激管,从层间换热器底部进入换热器管间,换热后沿中心管外套筒上行至上层触媒顶部,与主线气体混合通过触媒层,然后进入层间换热器管内,气体出换热器后大部分径向流动通过下层触媒,少部分作轴向通过。

气体出下部触媒后进入下部换热器管内,换热后从二次出口出塔。

2 2#氨合成塔(1) 构造:合成塔由高压外筒和内件两部分组成:主要有触媒筐、下部换热器、电加热器组成.(2)塔内流程气体从一次入口进入,沿内外筒之间的环隙向下流动,进入下部换热器管间。

然后再进入上部换热器管间。

从上部换热器管间出来的气体进入分气盒,冷副来的气体不经换热直接进入分气盒,气体被分配到各个内冷管,再从外冷管出来进入集气盒,从集气盒出来的气体进入中心管,中心管出来的气体进入触媒层进行反应,反应后的气体从触媒层下部出来,进入上部换热器管内,然后从一次出口出来进入废锅,从废锅出来的气体由合成塔二次入口进入,进入下部换热器管内,然后从二次出口出来。

3 冷交(1) 构造:外壳、换热器、中心管、集气盒、NH 3分离套筒、旋流板。

(2)冷交内流程氨冷器来的气体,由底部进入塔二进二出气体入口气体入口一出冷交外壳换热器中心管分气盒环形档板分离套筒 内,沿升气管上升后从上部出口出来,经过旋流板分离掉部分液氨后继续向上进入氨分离套筒,从套筒内部通过套筒上的矩形孔依次向外流动,进行液氨分离,出套筒后向上进入换热器管间,与管内气体进行换热,最后从上部出口出冷交。

国内典型合成氨装置工艺介绍课件

国内典型合成氨装置工艺介绍课件
国内典型合成氨装置工艺介绍课件
目录
合成氨工艺概述典型合成氨装置介绍国内合成氨工艺发展现状典型合成氨装置的应用案例国内合成氨装置的未来展望
01
CHAPTER
合成氨工艺概述
合成氨是化学工业的重要基础
为农业提供氮肥,促进粮食增产
合成氨工业的发展对国民经济具有重要意义
01
02
03
04
原料气的制备
原料气的净化
01
02
04
03
03
CHAPTER
国内合成氨工艺发展现状
20世纪50年代,国内开始合成氨工艺的探索和研究,主要依赖进口技术和设备。
起始阶段
发展阶段
成熟阶段
20世纪80年代,随着改革开放和技术引进,国内合成氨工艺得到快速发展,技术水平逐步提进水平,并逐步实现自主创新。
氨的合成
氨的分离与回收
高温高压条件下的反应过程
催化剂在反应过程中起到关键作用
原料气需经过净化处理,以去除杂质和有害气体
副反应较多,需进行分离和回收以提高效率
02
CHAPTER
典型合成氨装置介绍
氮气和氢气在高温高压下通过催化剂的作用反应生成氨气。
反应方程式为:N2 + 3H2 → 2NH3。
反应过程中需要消耗大量的能量,因此需要采用合适的换热器和加热炉来提供所需的热量。
关键设备
该装置采用了先进的煤气化技术和一氧化碳变换技术,确保了原料的高效利用和产品的优质产出。
技术特点
该装置配备了烟气脱硫脱硝设施,确保生产过程中的环保合规性。
环保措施
05
CHAPTER
国内合成氨装置的未来展望
通过调整反应温度、压力、原料配比等参数,提高合成氨装置的能效和稳定性。

合成氨装置介绍讲解

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

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

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。

最新整理合成氨装置简介和重点部位及设备.docx

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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。

合成氨装置pptx

合成氨装置pptx

3
氨气在标准状况下的临界温度为132.4℃,临界 压力为11.53MPa。
氨的化学性质
氨气在常温下能与酸反应,如与盐酸HNO3、硫 酸反应生成铵盐。
氨也能与强碱反应,如与氢氧化钠、氢氧化钾等 反应生成一水合氨和盐。
氨气具有还原性,能被氧气等氧化剂氧化生成氮 气和水。
氨的用途
氨是重要的化工原料,可用于 生产硝酸、尿素等化肥,以及
生产成本估算
直接材料成本
能源费用
主要包括氮气、氢气、氧气和催化剂等原料 成本。
主要包括反应炉、压缩机和冷却器等设备的 能耗。
人工费用
折旧费用
主要包括合成氨装置的操作人员工资和福利 。
主要包括合成氨装置的折旧费用。
市场供需分析
市场需求
全球合成氨市场规模不断扩大,特别是在 农业、化工和能源等领域的需求不断增加 。
空气分离
通过空气分离装置得到氮气和氧气,为合成氨提 供原料。
原料气的净化
脱硫
去除原料气中的硫化物,防止 后续催化剂中毒。
变换
将一氧化碳转化为二氧化碳,同 时提高氢气含量。
脱碳
去除原料气中的二氧化碳,以防止 对后续合成反应产生抑制作用。
氨的合成与分离
合成
在高温高压和催化剂的作用下,将氢气、氮气和二氧化碳转化为氨气。
应用领域拓展
随着全球人口的增长和农业生产 的发展,合成氨的需求将会不断 增加,同时随着工业生产的发展 ,合成氨在工业生产中的应用领 域也将会更加广泛。
环保要求提高
随着环保意识的提高,未来合成 氨行业也将会更加注重环保,通 过采用更加环保的技术和设备, 减少对环境的影响。
THANK YOU.
生产过程中的温度, 保证反应的顺利进行。

氨合成塔装配图范文

氨合成塔装配图范文

氨合成塔装配图范文氨合成塔是用于合成氨过程中的重要设备,其装配图主要包括以下几个方面:氨合成塔主体结构、内部部件以及外部配套设备。

一、氨合成塔主体结构1.主体筒体:氨合成塔的主体筒体通常是由碳钢板焊接而成,具有一定的厚度和固定形状。

其主要部分包括塔体上部、中部和下部三个部分。

塔体上部设置压力开关接口和让气体进入塔体的进气口。

中部和下部的筒体设置多个塔盘的孔口以及罐体的排水口。

2.塔盘:氨合成塔内部设置多个塔盘,用于加强氨合成塔内的混合与反应。

每个塔盘通过连接管和氨合成塔的筒体连接,形成有效的反应空间。

塔盘通常由不锈钢材料制成,具有一定的强度和耐腐蚀能力。

塔盘上设置有多个孔口,用于氨气和合成气的通道,以及排水口和采样口等。

3.塔底结构:氨合成塔的底部结构通常由筒体、凸缘盘和排污管组成。

底部筒体与主体筒体相连接,通过凸缘盘固定。

底部排污管用于排放废水和固体杂质,以保持氨合成塔的正常运行。

二、氨合成塔内部部件1.催化剂床:氨合成塔内的催化剂床是氨合成过程中的重要部分,用于促进反应和提高反应效率。

催化剂床通常由铝酸盐和其他助剂组成,这些催化剂具有较高的热稳定性和活性。

催化剂床一般呈填充状,填充在塔盘之间,形成一系列催化剂层。

2.吸收液分布器:在氨合成塔内,为了增加催化剂床与吸收液的接触,提高反应效率,通常需要设置吸收液分布器。

吸收液分布器位于塔体顶部,可以将吸收液均匀地喷洒在催化剂床上,保证吸收液在整个催化剂床上的分布均匀。

3.冷却器:氨合成过程中产生大量的热量,如果不进行有效的冷却处理,会导致催化剂活性的降低和催化剂寿命的缩短。

因此,氨合成塔内设置了冷却器,用于将催化剂床上产生的热量散发出去,保持合适的反应温度。

4.凝液分离器:氨合成塔中产生的氨气和合成气在反应过程中会形成液相,需要通过凝液分离器将液相分离。

凝液分离器一般位于氨合成塔的塔体下部,用于接收和分离氨气中的液态产品,并保证产物的纯度和合成气的流量。

合成氨装置简介和重点部位及设备详细版

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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。

合成氨的重点设备、危险因素及防范措施

合成氨的重点设备、危险因素及防范措施

合成氨的重点设备、危险因素及防范措施一、重点部位及设备(一)重点部位1.转化系统转化系统由二段转化炉、二段转化炉、废热锅炉以及燃料燃烧、烟气废热回收设备组成。

高温设备集中,一段炉炉膛高达1300℃,二段炉出口950℃,废热锅炉产生IOMPa(表)高压蒸汽。

设备内为易燃、易爆气体,压力达4MPa(表)。

转化系统是装置中的高温区,其特点是高温、高压、易燃、易爆、有毒。

若发生超温,易造成设备损坏,工艺气体泄漏,而引发重大火灾,爆炸事故。

2.合成系统合成系统由合成塔、水加热器、热交换器、冷交换器、水冷器、氨冷器、氨分离器等高压设备组成。

是装置中高压设备集中的区域。

设备压力等级一般为20~25MPa(表)。

设备内工艺介质为H2、N2、NH3等。

由于压力高,设备发生泄漏,易造成火灾、中毒、爆炸事故。

如设备存在缺陷或产生氢脆、产生裂纹,在发生物理爆炸的同时,还可发生化学爆炸,往往造成灾难性的后果。

(二)重点设备1.一段转化炉一段转化炉承担着将原料烃类与蒸汽发生反应制取原料气的任务。

其操作、运行是否正常影响到整个装置的安全运行,是装置中结构复杂,操作条件苛刻的关键设备。

一段转化炉曲辐射段、对流段及燃料系统组成。

辐射段一般有几百根转化炉管,炉管内装填催化剂,烃类与水蒸气在炉管内反应。

炉管外用燃料气(油)燃烧形成的火焰直接加热,炉管外壁温度高达900-950℃,炉管内压力为4MPa(表),运行条件比较苛刻。

对流段为有效回收热能,采佣多种工艺物料与烟气换热,换热方式较复杂。

一段转化炉在生产中,如发生催化剂中毒、结碳,水碳比失调,燃料系统故障、炉管超温等都可造成事故。

如发生设备损坏、泄漏还可引发重大火灾、爆炸事故。

2.压缩透平机组合成氨装置有合成气压缩机、氨气压缩机、工艺空气压缩机、原料气压缩机四大机组采用离心式多级压缩机组,用蒸汽透平驱动。

原料气压缩机压缩气体为天然气或干气,出口压力4MPa(表);氨气压缩机压缩气氨,出口压力1.6—1.8MPa(表);工艺空气压缩机压缩空气,出口压力4MPa(表);最重要的是合成气压缩机,压缩气体为H2、N2气体,出口压力—般为20—25MPa(表),采用10MPa(表)高压蒸汽透平驱动,转速可达11000r/min,被称为合成氨装置的“心脏”。

合成氨生产工艺流程的设备

合成氨生产工艺流程的设备

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1. 变压吸附装置(PSA),分离空气中的氮气和氢气。

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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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。

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。

现介绍以烃类蒸汽转化制气工艺技术生产合成氨装置的情况。

装置由硫化物脱除(简称脱硫)、烃类蒸汽转化制气(简称转化)、一氧化碳变换(简称变换)、二氧化碳脱除(简称脱碳)、气体精制(简称甲烷化)、氢、氮气压缩(简称压缩)、氨的合成(简称合成)七个单元组成。

各单元介绍如下:(1)脱硫烃类原料(天然气、炼厂气、轻油等)与氢气混合进行加氢反应,将原料中的不饱和烃、有机硫化物转化为饱和烃、硫化氢。

再由氧化锌脱硫剂吸附,除去原料中的硫化物。

如原料中硫含量过高,则在脱硫单元中增加予脱硫装置。

(2)转化原料中的碳氢化合物先与蒸汽,后加空气发生转化反应,得到含H₂、CO、C0₂、CH₄、N₂等的气体。

并回收热量,产生高压蒸汽。

一段转化反应需要的热量由燃料气(油)燃烧提供。

(3)变换转化气中CO与水蒸气反应生成H₂和C0₂。

(4)脱碳采用碳酸钾溶液循环吸收、再生的方法,除去工艺气中C0₂,并将再生出来的高浓度C0₂送到尿素装置作为原料。

(5)甲烷化将工艺气中微量的CO、C0₂与H₂反应生成甲烷,从而得到合成氨生产所需要的纯净的N₂、H₂气。

(6)压缩通过合成气压缩机将工艺气压力提高,补充入氨合成循环回路。

并提供氨合成回路气体循环需要的动力。

(7)合成氢、氮气在高温、高压下反应生成NH₃。

反应后的气体经冷却、冷凝分离出液氨,未反应的氢、氮气与补充的新鲜气循环回合成塔。

基本循环流程:合成一热回收一冷却一冷凝一氨分离一换热一循环升压一合成。

合成循环回路中需要的冷量由氨冷冻系统提供。

2.工艺流程工艺流程说明:工艺原则流程见图7-1。

工艺流程从原料到氨的合成,共分七个工序。

(1)脱硫含少量硫化物的原料(天然气、轻油等)经原料压缩机(泵)升压到4MPa(表),与少量从合成气压缩机来的合成气混合,经加热,进入加氢反应器,将有机硫化物转化为H₂S。

然后进入氧化锌脱硫槽吸附H2S,使原料气中的硫含量降到<0.2mg/m³以下。

脱硫后的气体送去转化。

(2)转化脱硫后的气体与水蒸气混合进入一段转化炉炉管内,在镍催化剂作用下,进行烃类蒸汽转化反应,出口温度达800℃左右,出口气体中CH₄含量达8%左右。

工艺气再进入二段转化炉,与适量空气混合燃烧,在镍催化剂作用下,继续进行甲烷转化反应,使出口气体中甲烷含量降为0.3%。

高温转化气再进入废热锅炉,回收热量,产生高压蒸汽。

一段转化炉炉膛内设有顶(或侧)壁烧嘴,由燃料气(油)燃烧,提供转化反应需要的热量。

(3)变换从转化来的气体温度约360℃,先进入高温变换炉,反应后出口气体中CO达3%左右。

气体经换热后,温度降到220℃,再进入低温变换炉,出口气体中CO降到0.4%左右。

然后去脱碳系统。

(4)脱碳变换来的气体含C0₂约20%,进入二氧化碳吸收塔底部,与热碳酸钾溶液进行逆流接触吸收。

吸收塔出口工艺气中C0₂下降到<0.1%,经分离后进人甲烷化系统。

碳酸钾溶液在再生塔内通过减压,加热再生。

再生后的溶液回到吸收塔,循环使用。

再生出来的C0₂气,降温后,送往尿素装置。

为提高吸收、再生效率,一般采用两段吸收、两段再生。

(5)甲烷化脱碳后的气体经换热后进入甲烷化炉,在镍触煤作用下,CO和C0₂与H₂反应生成CH₄和H₂0。

出口气体中CO加C0₂含量达lOmg/m³以下,送往压缩机入口。

(6)压缩甲烷化来的工艺气体,压力为2.5MPa(表),工艺气经合成气压缩机加压后送到氨合成系统。

一般合成气压缩机采用二段或三段压缩,用蒸汽透平驱动。

其出口压力视氨合成系统而定,一般为20-25MPa(表)。

合成气压缩机高压缸还设有一个循环段,新鲜气与循环气混合后,经循环段升压后回到氨合成系统。

(7)合成合成气压缩机循环段出口气体,经换热后进入氨合成塔,在高温、高压及催化剂的作用下生成氨。

合成塔出口气体中含NH318%左右,温度320—350℃,经给水加热器,热交换器、水冷却器、氨冷器,降温到O℃左右,进入氨分离器,分离出液氨。

分离后的气体经冷交换器、热交换器提高温度后,去合成气压缩机循环段,升压后继续进行循环。

分离出来的液氨经减压,解吸出溶于液氨中的气体后,送到氨罐。

为控制循环气中的惰性气体浓度,循环气体中排出一部分气体,吹出气经氨回收,氢回收后,用作燃料。

循环系统中,氨冷器的冷量,由一套氨压缩机组成的冷冻系统提供。

(三)化学反应过程2.工艺技术特点采用烃类蒸汽转化制气技术,采用两段变换、碳酸钾溶液脱碳、甲烷化气体净化技术以及中压合成氨技术,工艺流程短。

设备采用单机组、单系列,设备性能可靠,可实现长周期连续运行。

装置的能量利用较合理,生产过程余热利用充分,能耗较低。

采用集中自动控制、自动联锁系统,装置自动化水平高,操作安全可靠性高。

(五)催化剂合成氨装置工艺过程中采用了加氢催化剂、硫吸收剂、一段转化催化剂、二段转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、甲烷化催化剂、氨合成催化剂共八种催化剂。

催化剂由于型号不同、生产配方不同,其性能、特性也不同。

各种催化剂的一般组成见表7—2。

二、重点部位及设备(一)重点部位1.转化系统转化系统由一段转化炉、二段转化炉、废热锅炉以及燃料燃烧、烟气废热回收设备组成。

高温设备集中,一段炉炉膛高达1300℃,二段炉出口950℃,废热锅炉产生1OMPa(表)高压蒸汽。

设备内为易燃、易爆气体,压力达4MPa(表)。

转化系统是装置中的高温区,其特点是高温、高压、易燃、易爆、有毒。

若发生超温,易造成设备损坏,工艺气体泄漏,而引发重大火灾,爆炸事故。

2.合成系统合成系统由合成塔、水加热器、热交换器、冷交换器、水冷器、氨冷器、氨分离器等高压设备组成。

是装置中高压设备集中的区域。

设备压力等级一般为20-25MPa(表)。

设备内工艺介质为H₂、N₂、NH₃等。

由于压力高,设备发生泄漏,易造成火灾、中毒、爆炸事故。

如设备存在缺陷或产生氢脆、产生裂纹,在发生物理爆炸的同时,还可发生化学爆炸,往往造成灾难性的后果。

(二)重点设备1.一段转化炉一段转化炉承担着将原料烃类与蒸汽发生反应制取原料气的任务。

其操作、运行是否正常影响到整个装置的安全运行,是装置中结构复杂,操作条件苛刻的关键设备。

一段转化炉由辐射段、对流段及燃料系统组成。

辐射段一般有几百根转化炉管,炉管内装填催化剂,烃类与水蒸气在炉管内反应。

炉管外用燃料气(油)燃烧形成的火焰直接加热,炉管外壁温度高达900~950℃,炉管内压力为4MPa(表),运行条件比较苛刻。

对流段为有效回收热能,采用多种工艺物料与烟气换热,换热方式较复杂。

一段转化炉在生产中,如发生催化剂中毒、结碳,水碳比失调,燃料系统故障、炉管超温等都可造成事故。

如发生设备损坏、泄漏还可引发重大火灾、爆炸事故。

2.压缩透平机组合成氨装置有合成气压缩机、氨气压缩机、工艺空气压缩机、原料气压缩机四大机组,采用离心式多级压缩机组,用蒸汽透平驱动。

原料气压缩机压缩气体为天然气或干气,出口;压力4MPa(表);氨气压缩机压缩气氨,出口压力1.6—1.8MPa(表);工艺空气压缩机压缩空气,出口压力4MPa(表);最重要的是合成气压缩机,压缩气体为H₂、N₂气体,出口压力一般为20—25MPa(表),采用10MPa(表)高压蒸汽透平驱动,转速可达11000r/min,被称为合成氨装置的“心脏”。

大机组一般在高温、高压、高转速下运行,密封、润滑条件要求高,调节控制系统复杂。

运行中如发生喘振、气体带液、轴瓦磨损、密封损坏、轴位移高等都可造成机组故障。

由于结构复杂,维护保养、检修安装要求高。

如维护不当,检修安装未达到精度标准,也容易发生设备故障。

而四大机组均为单系列运行,无备用机组,任何一台机组的停机,都可造成全装置停车。

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