合成氨工艺
合成氨的工艺流程

合成氨的工艺流程1. 空气分离:首先,空气中的氮气和氧气需要被分离。
这可以通过空气压缩和冷却,然后用分子筛或液化分离技术将氮气和氧气分离出来。
2. 氮气制备:通过空气分离得到的氮气需要被进一步提纯。
这可以通过低温分馏或其他技术将氮气提纯到适当的纯度。
3. 氢气制备:氢气可以通过天然气蒸汽重整反应或者电解水得到。
4. 催化剂制备:制备出合成氨反应所需的催化剂,通常是以铁为主要成分的铁钼镍催化剂。
5. 合成氨反应:将氮气和氢气在高压高温的条件下通过催化剂进行反应,生成合成氨。
6. 分离纯化:将合成氨经过冷却和减压,然后通过吸收剂、冷却和压缩等工艺步骤来分离纯化合成氨。
7. 储存和运输:将合成氨储存于合适的储罐中,并通过管道或其他运输方式将其运输到需要的地点。
以上就是合成氨的工艺流程,通过这个工艺流程可以高效地制备出高纯度的合成氨,供给各种化工生产需要。
合成氨的工艺流程是一个复杂而精细的过程,其中的每一步都需要严格控制,以确保产出的合成氨的纯度和质量能够满足工业需求。
在合成氨的工艺中,采用了一系列先进的化工技术和设备,以下将进一步细说合成氨的工艺流程过程。
8. 催化剂再生:在合成氨反应中使用的催化剂需要不断地被再生。
随着反应进行,催化剂表面会积聚一定量的杂质物质,从而影响催化剂的活性和选择性。
因此,通过热气流或蒸汽来清洁催化剂表面,以恢复催化剂的活性和选择性。
9. 热力学控制:合成氨的反应是放热反应,因此需保持适宜的温度。
以确保反应不至于过热,影响产品的选择性及催化剂的稳定性。
使用适当的冷却系统来维持反应温度,是非常关键的。
10. 蒸汽重整制氢:氢气是合成氨反应的一种重要原料。
而氢气通常是通过天然气蒸汽重整反应得到的。
在这个过程中,通过加热天然气并与水蒸气反应,生成氢气和二氧化碳。
11. 压缩系统:由于合成氨反应需要高压,所以需要使用高效的压缩系统,来将氮气和氢气压缩至合适的反应压力。
一般情况下,合成氨反应的压力约为100至200大气压。
合成氨生产工艺

合成氨生产工艺合成氨生产原理:氨是一种重要的化工原料,特别是生产化肥的原料,它是由氢和氮合成。
合成氨工业是氮肥工业的基础。
为了生产氨,一般均以各种燃料为原料。
首先,制成含H2和CO等组分的煤气,然后,采用各种净化方法,除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质,以获得符合氨合成要求的洁净的1:3的氮氢混合气,最后,氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上,借助催化剂合成氨。
1、合成氨生产工艺介绍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。
合成氨工艺流程简述

合成氨工艺流程简述1、粘结剂制备先将水加入到粘结剂提取罐内,然后向罐内微通蒸汽,加热温度应≤40℃,开动搅拌机在不断搅拌的情况下投入液体烧碱(30%Na0H),待碱液温度达一定时继续搅拌,投入筛好的褐煤(含腐植酸约35%),含量低的褐煤应适当多投,可根据腐植酸含量高低而调整加入量,边投料边通蒸汽,同时不停搅拌,此时由于化学反应而放出热量产生少量气体、液位有所升高,为防止冒槽现象应酌情减少蒸汽加入量,维护反应温度,时间约2小时反应基本完全,可取少量提取液检查,其颜色为黑褐色,有粘结性,用母指和食指捏后拉开有连丝,冷却后粘结性增大,流动性变差,视为提出制液结束。
此时停蒸汽,不停搅拌待用。
2、原料煤的粉碎和粘结剂的加入原料煤先送入一级粉碎机,粉至3毫米以下,后经皮带机送入鼠笼粉碎机粉至1毫米以下,经皮带机送入双轴搅拌机内,此时由操作工视其送入的煤量酌情控制加液阀加入已提取好的粘结剂,在双轴搅拌机内不断的搅拌推进混匀后落入斜皮带机,送至分仓平皮带机,分仓堆沤备用(粘结剂的加入量是根据经验判断掌握调节,一般加液后的煤屑用手抓一把捏得拢,两指能捏散较为合适)。
3、煤棒制备沤化合格的原料煤送煤棒机挤压成型后经皮带机输送到煤棒烘干炉中,利用吹风气回收锅炉的尾气(温度~160℃)将煤棒烘干,再经皮带机输送到造气车间供造气炉制取半水煤气用。
4、半水煤气制取以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与煤棒中的炭作用,通过固定床(造气炉)蓄热间歇制气法得到半水煤气,根据氨合成必需的氢、氮气体比例调整空气和蒸汽加入量,保证合成氨系统的循环氢含量,造气过程由微机控制,分为五个阶段:①吹风②上吹制气③下吹制气④二次上吹⑤空气吹净②、③、④、⑤阶段制取的半水煤气经旋风除尘器、蒸汽过热器、显热回收器回收热量,进入洗气塔降温除尘后送入气柜。
以上五个阶段形成一个工作循环,周而复始。
每个工作循环根据原料煤的特性,确定各阶段的工作时间,烘干煤棒的一个工作循环时间120-140秒,为保证半水煤气生产的连续性,采用若干台半水煤气发生炉交替工作。
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

合成氨工艺————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:合成氨工艺流程(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。
①一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%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下:CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。
因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
②脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。
合成氨工艺流程

合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下,N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后,将余料在送回反应器进行反应,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。
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。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤(焦炭)制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途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。
液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。
液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。
液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年,6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.1. 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采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH32. 技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa(2) 产品: 合成氨:氨含量(99.8%)残留物含量(0.2%)3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)(3) 循环水: 100M3(4) 占地: 29,000M24. 主要设备:(1) 造气炉(2) 压缩机(3) 铜洗(4) 合成塔。
化工工艺学合成氨知识点总结

化工工艺学合成氨知识点总结一、合成氨的定义和应用合成氨是一种无色气体,化学式为NH3,具有强烈的刺激性气味。
合成氨广泛应用于农业、化工和医药等领域。
在农业中,合成氨作为氮肥的主要成分,用于提高作物产量;在化工中,合成氨用于制备尿素、硝酸等化工产品;在医药中,合成氨用于制备药物原料和医疗设备。
二、合成氨的制备方法1. 海勃基法:通过合成氢气和氮气的混合气体,经过高温高压的反应,生成合成氨。
该方法具有反应效率高、产品纯度高的优点,但设备复杂、生产成本较高。
2. 卡斯纳赫法:通过在催化剂的作用下,使氮气和氢气发生反应生成合成氨。
该方法具有反应速度快、催化剂使用量少的特点,但合成氨的纯度较低。
3. 氨合成过程:氨合成是一种重要的合成氨方法,其主要步骤包括氮气和氢气的吸附、氢气的解离、氮气和氢气的氧化反应、氮气和氢气的反应等。
三、合成氨工艺流程1. 氢气制备:通过甲烷重整反应或气化反应,将天然气或煤制气产生的合成气转化为氢气。
2. 氮气制备:通过空分设备或压缩空气制氮设备,将空气中的氮气分离出来。
3. 氢气和氮气的混合:将制备好的氢气和氮气按照一定的比例混合。
4. 反应器反应:将混合气体送入反应器中,在催化剂的作用下进行氨合成反应。
5. 分离和纯化:将反应产生的氨气通过冷凝和吸附等分离技术,去除杂质,提高氨的纯度。
6. 储存和运输:将纯净的合成氨储存于气体储罐中,通过管道或压缩瓶等方式进行运输。
四、合成氨工艺的优化和改进1. 催化剂的研发与改进:不断研发新型催化剂,提高反应速率和选择性,降低能耗和催化剂使用量。
2. 反应条件的优化:通过调节反应温度、压力和气体比例等参数,优化反应条件,提高合成氨的产率和纯度。
3. 能源利用的改进:采用新型的能源供应方式,如使用太阳能、风能等可再生能源,减少对传统能源的依赖。
4. 废气处理的改进:对于合成氨生产中产生的废气进行处理,减少对环境的污染。
5. 生产工艺的改进:通过改进工艺流程和设备结构,提高生产效率,降低生产成本。
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浅谈合成氨工艺资源环境学院化学班险摘要:氮肥生产是高能耗的工业,其生产成本主要取决于系统的能耗,系统能耗除了与采用的工艺流程有关外,在很大程度上取决于系统控制的算法及稳定性,因此,化肥生产过程的控制系统对整个生产成本具有关键意义。
本文比较详细的介绍了合成氨的工艺流程,并对化肥的生产做了介绍,并且从再生产的角度介绍了钢铁厂的副产业——硫酸铵的生产。
最终对我国合成氨技术的发展做了展望。
关键词:合成氨工艺流程甲醇尿素发展趋势前言: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。
本次化工见习,我们参观了玉溪新兴钢铁有限公司和峨山化肥厂,对合成氨工艺,以及化肥生产工艺,有了质的认识。
一合成氨工艺德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,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在合成氨的所有流程中,核心围绕此方程式展开,用最低的能耗量,得到最高质量的产品。
1.1概述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。
原料气制备,即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。
净化是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。
氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。
详细的工业流程又可分为一下几步:(1)以无烟煤为原料合成氨常见的工艺过程是: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(2)采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH31.2 合成氨工艺合成氨系统是由一个个相对独立的单元(工段)组成的。
各单元之间具有密切关系。
上一单元的产品或输出,即为下一单元的原料或输入,各个单元相互紧密联系形成一个连续的生产过程。
各个单元在地域上相互分散,但距离又不很远。
现将整个生产过程分为造气、脱硫、压缩、变换、脱碳、合成、等主要单元(工段)进行合成氨工艺的简要介绍。
上述各单元(工段)的操作在工艺上密切联系,但在地域上分散、在控制上相对独立。
1.2.1 造气造气一般是以块煤为原料,采用间歇式固定层常压气化法,在高温和程控机油传动控制下,交替与空气和过热蒸汽反应。
反应方程式:吹风C+O2→CO2+QCO2+C→2CO-Q上、下吹C+H2O(g) →CO+H2-QA、吹风阶段吹风阶段的主要作用是产生热量,提高燃料温度。
B、上吹(加氮)阶段上吹阶段的主要作用是置换炉底空气,吸收热量、制造半水煤气,同时加入部分氮气。
C、下吹阶段下吹阶段作用是制取半水煤气,吸收热量,使上吹后上移的气化层下移。
D、二上吹阶段二上吹的主要作用是将炉底及进风管道中煤气吹净并回收,确保生产安全。
E、吹净阶段吹净的主要作用是回收造气炉上层空间的煤气及补充适量的氮气,以满足合成氨生产对氮氢比的要求。
在生产中,一般均是多个造气炉组成一组。
在多台造气炉同时投入运行时,为了保证造气炉在吹风阶段的风量,必须对造气炉的吹风阶段进行顺序控制。
对造气炉进行吹风排序,也就是要实现吹风时间自寻优及动态跟踪。
1.2.2变换经过压缩有一定压力的半水煤气先经过油水分离器,除去煤气中的油物。
然后进入饱和塔的下部与热水进行交换后升至一定温度,经过气水分离器分离出煤气中的水份。
去除水分的煤气进入预热交换器,与中变炉出口的高温煤气进行两次热交换后,进入中变炉,在触媒的催化作用下,煤气中的一氧化碳发生反应,生成二氧化碳,中变炉的炉体内有三层反应区,在正常的工艺状况下,第一层的反应温度控制在450℃左右,第二层反应温度控制在400℃左右,第三层的反应温度控制在380℃左右。
反应后出中变炉的变换气进入与入口水煤气进行热交换的两级热交换器后,再进入低变炉使变换气中的一氧化碳进一步变换,经过两次变换的水煤气成为合格的变换气后,经热水塔,冷却塔之后送入下一工段进行后续处理。
变换工艺流程图在变换工段中,比较典型的控制回路包括入变换气汽比调节,中变炉煤气副线流量调节,中变炉中段温度喷水控制,中变炉下段温度喷水控制,饱和塔液位控制,水分出口煤气温度的调节等几部分。
入变换蒸汽流量与入变换半水煤气流量的比值调节采用先进控制器,对比值控制器的给定值进行修正,并设置煤气流量变化速率控制器来防止在系统加减量时,中变炉出口CO 超标,达到汽气比控制的目的。
1.2.3 脱碳含有一定浓度(CO2)的变换气进入吸收塔内。
气体中CO2被逆流流下的碳酸丙烯酯所吸收。
净化CO2气脱至所要求的浓度由塔顶排出,成为可供用户使用的工艺气。
吸收CO2后的碳酸丙烯酯富液经涡轮机回收能量后,在高压闪蒸槽内闪蒸。
高压闪蒸液再到减压槽进行减压闪蒸。
减压闪蒸汽相含浓度较高的CO2,可供用户使用。
减压闪蒸液在气提塔内经空气气提再生,再生后的碳酸丙烯酯贫液经循环液泵送回吸收塔循环使用。
气提空气由通风机从气提塔塔底送入。
高压闪蒸汽中含CO2及部分工艺气。
高压闪蒸汽可全部或部分返回压缩与原料气汇合,以回收氮气和氢气。
脱碳过程中,入脱碳塔贫液的流量,将直接影响二氧化碳在脱碳塔中的溶解度。
流量过小,原料气中的CO2不能被充分吸收;流量过大,能耗增加。
闪蒸槽的液位和压力,对于原料气的回收再利用有重要作用,它不仅可以回收闪蒸汽里的氮气和氢气,还可以减少碳酸丙烯酯的损失。
脱碳后煤气送入下一个工段进行进一步处理。
1.2.4合成目前国内大多数中小氮肥企业均采用中压法氨合成工艺,其合成压力为31.4MPa。
合成塔的直径一般为Ф800~Ф1200mm。
主要是将压缩送来的合格精炼气在适当的温度、压力和触媒存在的条件下合成为氨,所得气氨经冷却水及液氨冷却,冷凝为液氨,并将液氨从氢氮气中分离出来,未合成的氢氮气补充部分新鲜气继续在合成系统内循环合成。
氨合成工段中主要工艺参数的优化控制非常重要,直接影响合成氨的产量和消耗指标。
控制方案以降低吨氨消耗为目标,控制参数为催化剂温度、惰性气体的含量、氨冷出口温度及氨冷器、冷交换路、氨分离器的三大液位。
1.2.4.1氢氮比调节:氢氮比自调是合成控制中的难点,从造气到合成的滞后时间,开满量时,一般小化肥厂为30分钟,开联醇为45分钟。
正确认识从造气到合成整个流程中氢比演变规律是搞好调节的基础。
规律主要为二点;从造气到合成塔入口基本为纯滞后,各点氢比测量曲线呈简单相似现象,并含有一定的容量滞后,合成塔塔前塔后氢比信号呈微积分关系。
记录各测量点氢比偏差记录曲线,据此可发现演变规律,监视分析调节效果,计算开表数据,以此数据二维查表控制阀门输出能达到较好的控制效果。
1.2.4.2 合成塔内触媒层热点温度控制合成塔各催化剂层热点温度的控制,是采用调节未反应的冷气体加入量的方法来控制各段温度,由于反应温度比较容易稳定,所以一般采用手动遥控。
1.2.4.3 循环气氨冷器出口温度和液位控制为了更好地控制温度;采用串级控制方案,以温度回路为主回路,液位为副回路。
为了保证液位,当液位超限时,切断串级回路,使回路的串级状态切换为副回路的自动状态;确保液位在安全值内。
循环气氨冷器出口温度和液位控制原理框图1.2.4.4 新鲜气氨冷器液位控制在新鲜气氨冷器液位调节系统中,水位测量值与给定常数进行PID 运算,运算结果调节氨冷液位调节阀开度,从而维持氨冷液位恒定。
氨分离器的液位控制、冷交换器的液位控制、废热锅炉的液位控制,这几个回路采用单回路控制。
单回路调节框图1.2.5 达到的技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa、(2) 产品: 合成氨:氨含量(99.8%)残留物含量(0.2%)二甲醇的生产甲醇是重要的有机化工原料,又是优良的能源载体。
近代工业甲醇生产主要以天然气、煤炭为原料转化和气化制得,我国目前年产5万吨和10万吨的生产装置大都是以煤炭为原料制得。
因此,在合成氨的化肥厂,一般都会有甲醇的生产点。
甲醇的生产一般分为合成和精馏两个工段。
1、甲醇合成:脱碳岗位送来的净化气和循环机来的循环气在油分离器混合,经油水分离器分离油水,剩余的原料气分主副线进入合成塔合成生成粗甲醇气,借助于铜基催化剂的作用,CO、CO2和H2进行化合反应生成甲醇,经冷凝到醇分离器分离得粗甲醇,减压后送中间槽,不凝气体一部分加压循环使用,一部分经高压水洗塔水洗掉夹带的甲醇经铜洗送入氨合成系统,粗甲醇送精馏。
流程图如下:2、甲醇精馏:甲醇的精馏工艺,多数采用两塔流程,少数生产规模较大的厂采用三塔流程,年产5-10万吨的装置一般都采用两塔流程。
粗醇经预塔给料泵加压经粗醇预热器加热到65℃左右进初塔,同时初塔再沸器用蒸汽加热使塔内液体蒸发,甲醇及其他轻组分的蒸汽由塔顶蒸出,冷凝后打回流。
控制出气温度40-45℃,塔釜温度75-85℃;塔顶温度60-65℃。
经预塔底出来的预后甲醇给主塔,主塔再沸器加热使塔底温度控制在104-120℃,塔顶出气温度控制在65-70℃,在塔顶采出回流液即精醇;合格后送精醇储槽。
西化工集团正在倾力打造环保型的化工园区。
姜吉涛说,“将企业集中监测管理、集中余热利用、集中将污染源消灭在萌芽状态是建设化工园区建设的原则。
”与其他园区建设不同,2004年就通过环保论证的鲁西化工工业园没有急于大兴土木,而是先一草一木地植树造林、搞绿化,显得有些“另类”。
鲁西化工还制定严格的用水管理制度,在厂房设计之初就从节能、环保的设计理念出发,充分提高了水的循环利用率,使原本一个月1.8万吨的用水量,下降为1200吨左右。