合成氨.产品方案及生产规模doc
氨的生产
工业上采用中压法合成氨的主要原料是氮气和氢气。 1.原料来源 生产合成氨，必须制备含有氢和氮的原料气。 氢气来源于水蒸气和含有碳氢化合物的各种燃料。
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任务二 生产准备
目前工业上普遍采用焦炭、煤、天然气、轻油、重油等燃料，在高温下 与法的选择 2 任务二 生产准备 3 任务三 应用生产原理确定生产条件 4 任务四 生产工艺流程的组织 5 任务五 正常生产操作
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项目一 氨的生产
6 任务六 异常生产现象的判断和处理 7 任务七 学习拓展
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任务一 合成氨生产方法的选择
氮是自然界里分布较)广的一种元素。人们对农作物需要养分的研究发现， 碳、氧、氢、氮、磷、钾6种元素是作物生长的主要养分，其中碳、氧、 氢可由植物自身的光合作用或通过根部组织所吸收的水分获得，而氮元 素则主要从土壤中吸收。因此可以说氮是植物生长的第一需要，从而也 就成为动物生存所必需的。由此可见氮元素对生命的重要性。
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任务二 生产准备
第一步，原料气的制取。制备含有氢、一氧化碳、氮气的粗原料气。一 般由造气、空分工序组成。
第二步，原料气的净化。除去粗原料气中氢气、氮气以外的杂质。一般 由原料气的脱硫、一氧化碳的变换、二氧化碳的脱除、原料气的精制工 序组成。
第三步，原料气的压缩与合成。将符合要求的氢氮混合气压缩到一定的 压力后，在高温、高压和有催化剂的条件下，将氢氮气合成为氨。一般 由压缩、合成工序组成。
1.低压法 操作压力低于20 MPa的称为低压法，操作温度为450℃~550℃。采用活
性强的亚铁氰化物作催化剂，但它对毒物很敏感，所以对气体中的杂质 (CO,CO2)要求特别严格。该法的优点是由于操作压力和温度较低，对设 备、管道的材质要求低，生产容易管理。但低压法合成率不高，合成塔 出口气中含氨8%-10%，所以催化剂的生产能力比较低;
30万吨合成氨流程
30万吨合成氨流程
合成氨是化工工业中常见的一种基础化工原料，广泛用于制备各种化
工产品，如氮肥、硝胺、塑料等。
下面将介绍一个30万吨合成氨的生产
流程，以及其原理和关键步骤。
1.原料准备：
合成氨的主要原料是氮气和氢气，通常以空气和天然气作为原料进行
反应。
空气经过预处理、压缩、制冷等步骤，得到高纯度的氮气；天然气
通过脱硫、脱氮等处理后，生成氢气。
同时还需要少量的催化剂和助剂。
2.催化反应：
将氮气和氢气在一定压力和温度下通过一定类型的催化剂（通常为铁、钼等金属）进行反应，生成合成氨。
反应过程中需要控制适当的温度和压力，以提高反应速率和选择性。
3.吸附分离：
将反应产物中的合成氨、未反应的氮气、氢气和副产品进行吸附分离，得到高纯度的合成氨产品。
通常采用吸附剂、脱附剂和再生装置进行吸附
分离过程。
4.处理废气：
在合成氨生产过程中，会产生大量的废气，其中含有大量的氨气、氢
气等有害气体。
需要经过处理设备如洗涤塔、吸收塔、氧化塔等进行处理，以达到环保要求。
5.储存与运输：
合成氨产品需要进行储存和运输，通常采用液氨或氨水的形式进行储存，并通过专用容器和管道进行运输。
同时需要注意氨的毒性和易燃性，
做好安全保护。
综上所述，30万吨合成氨的生产流程主要包括原料准备、催化反应、吸附分离、处理废气和储存与运输等步骤。
通过精细控制各个环节的参数
和操作，可以获得高品质的合成氨产品，满足市场需求，并实现生产目标。
同时需要关注环保和安全等方面，确保生产过程安全高效，符合相关法规
标准。
年产30万吨合成氨工艺设计
年产30万吨合成氨工艺设计作者姓名000专业应用化工技术11-2班指导教师姓名000专业技术职务副教授（讲师）目录摘要 (4)第一章合成氨工业概述 (5)1.1氨的性质、用途及重要性 (5)1.1.1氨的性质 (5)1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用 (6)1.2 合成氨工业概况 (6)1.2.1发展趋势 (6)1.2.2我国合成氨工业发展概况 (7)1.2.3世界合成氨技术的发展 (9)1.3合成氨生产工艺 (11)1.3.1合成氨的典型工艺流程 (11)1.4设计方案确定 (13)1.4.1原料的选择 (13)1.4.2 工艺流程的选择 (14)1.4.3 工艺参数的确定 (14)第二章设计工艺计算2.1 转化段物料衡算 (15)2.1.1 一段转化炉的物料衡算 (16)2.2 转化段热量衡算 (24)2.2.1 一段炉辐射段热量衡算 (24)2.2.2 二段炉的热量衡算 (32)2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算 (34)2.3 变换段的衡算 (35)2.3.1 高温变换炉的衡算 (35)2.3.2 低温变换炉的衡算 (38)2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算 (41)2.4.1 换热器103-C热负荷 (41)2.4.2 换热器104-C热负荷 (42)2.5 设备工艺计算 (42)2.6 带控制点的工艺流程图及主要设备图 (46)2.7 生产质量控制 (46)2.8 三废处理 (47)摘要氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
本设计是以天然气为原料年产三十万吨合成氨的设计。
近年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要方向是开发性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。
精选合成氨生产技术
二段炉温度 主要按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后，按平衡甲烷的浓度来确定温度。一般要求yCH4<0.005,出口温度应为1000°C左右。实际生产中，转化炉出口温度比达到出口气体浓度指标对应的平衡温度高，这个差值叫平衡温距。 T＝T－Te（实际温度－平衡温度）平衡温距低，说明催化剂活性好。一、二段平衡温距通常分别为10~15 °C和15~30 °C 。水碳比水碳比高，残余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比，约3.5~4.0。原则：不析碳，原料充分利用，能耗小。
①吹风阶段 ②蒸汽一次上吹③蒸汽下吹④蒸汽二次上吹 ⑤空气吹净
2.气流床连续气化法 被誉称为“第三代煤气化炉”的德士古造气技术，是当代国际上最富有竞争力的气流床连续气化法的一种。 德士古煤气化法原料煤种广泛，可利用劣质煤，只要灰熔点较低即可，碳转化率为98.5%~99.5%，且炉内耐火材料可以连续使用2年。该法气化强度高，可直接获得低含量烃（甲烷含量<0.1％）的原料气，无需加入蒸汽，不足之处是由于入炉水分大，氧耗较高。因此比较适合有廉价低灰熔点煤种的地区。
2. 工艺条件压力 通常为3~4MPa采用加压条件的主要原因： 降低能耗 能量合理利用 提高余热利用价值 全厂流程统筹 减少设备体积降低投资 综合经济效益温度一段炉温度 主要考虑投资费用及设备寿命，一般选择760~800°C 原因：一段炉最重要最贵的合金钢管在温度为950°C时寿命8.4万小时，960°C时减少到6万小时。一段炉投资约为全厂30％，其中主要为合金钢管。
年产 10万吨合成氨厂合成工段工艺设计
年产10万吨合成氨厂合成工段工艺设计第一部分设计说明书一、概述产品在国民经济中的地位及用途；国内外生产的发展概况；合成氨工业的展望。
氨在国民经济中占有重要的地位，现在约有80%的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。
除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氨肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氨混肥和复肥，都是以氨为原料的氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维和塑料。
从氨可以制的硝酸，继而再制造硝酸铵、硝化甘油、三硝基甲苯和硝基纤维素等。
在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿酸作为氮源，生产已内酰胺，己二胺、人造丝、全脂树脂和脲醛树脂等产品氨的其他工业用途也十分广泛，例如作为制冰、空调、冷藏等系统的制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药和生物化学方面生产磺胺类生物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨气的发现十七世纪 30 年代末英国的牧师、化学家 S.哈尔斯(HaLes，1677~1761) ,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出， 1774 年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气(氨)，并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体: H2和 N2，其后 H.戴维(Davy， 1778~1829) 等化学家继续研究，进一步证明了 2 体积的氨通过电火花放电后，分解为 1体积的氮气和 3 体积的氢气[2]。
19 世纪以前农业上所需的氮肥来源主要来自于有机物的副产物和动植物的废物，如粪便、腐烂动植物等等，随着农业和军工生产的发展的需要，迫切的需要建立规模巨大的探索性的研究，化学家们设想，能不能把空气中大量的氮气固定下来，从而开始设计以氮和氢为原料的合成氨流程。
19 世纪，大量的化学家开始试图合成氨，他们试图利用高温、高压、电弧、催化剂等手段试验直接合成氨，均未成功。
30万吨合成氨项目建议书
30万吨合成氨联产尿素项目建议书湖滨区大项目办公室2006年9月27日1总论一、工艺技术状况来自厂内的焦炉煤气，压力300mmH2O柱，温度35℃，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。
吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。
从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。
脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。
当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。
来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。
滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。
分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。
滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。
天然气合成氨年产19万吨_设计说明书
天然气合成氨年产19万吨_设计说明书天然气合成氨年产19万吨_设计说明书《化工设计》年产年产X 万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书一、设计项目：一、设计项目：年产X 万吨天然气合成氨合成段的工艺设计二、设计规模：二、设计规模：X 万吨/年，年生产时间：330 三、设计阶段：三、设计阶段：初步设计四、设计条件与要求四、设计条件与要求1、合成塔进口气体组成（V%）NH3：2.26% H2：58.79% N2：19.55% CH4：17.49% Ar：1.91% 2、合成塔出口气体NH3含量：17.8% 3、水冷器出口温度：35℃4、合成塔操作压力：30.0MPa 五、设计要求和工作量五、设计要求和工作量完成设计报告一份六、设计主要内容六、设计主要内容1、工艺流程设计2、物料衡算3、热量衡算4、主要设备工艺设计与选型化工设计报告（（大体大体章节要求）章节要求）摘要第一章前言第二章天然气合成氨简介第三章合成氨工艺论证第四章工艺计算 4.1 物料衡算 4.2 能量衡算第五章主要设备的工艺计算及选型主要结构参数表第六章设计小结参考文献七、设计主要参考文献七、设计主要参考文献《化工原理》；《化工产品手册》；《化工工艺设计手册》；《小氮肥厂工艺设计手册》；《氮肥工艺设计手册》；《小合成氨厂工艺技术与设计手册》；《合成氨》；《无机化工生产技术》等八、设计时间：八、设计时间：2012.12.18-2012.12.24 《化工设计》II 目录目录摘要1 第一章前言2 第二章天然气合成氨简介3 2.1 氨的性质、用途及重要性3 2.1.1 氨的性质3 2.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用3 2.2 合成氨生产技术的发展3 2.2.1 世界合成氨技术的发展.3 2.2.2 中国合成氨工业的发展概况.5 2.3 合成氨转变工序的工艺原理6 2.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍6 2.3.2 合成氨转化工序的工艺原理7 2.3.3 合成氨变换工序的工艺原理.7 2.4 设计方案的确定8 第三章合成氨工艺论证9 3.1 氨合成过程的基本工艺步骤9 3.2 氨合产工艺的选择10 3.3 工艺参数的确定11 第四章工艺计算13 4.1 物料衡算13 4.1.1 初始条件.13 4.1.2 合成塔出口气组分.134.1.3 氨分离器气液平衡计算.14 4.1.4 冷交换器气液平衡计算.15 4.1.5 液氨贮槽气液平衡计算.16 4.1.6 液氨贮槽物料计算.18 4.1.7 合成系统物料计算.19 4.1.8 合成塔物料计算.20 4.1.9 水冷器物料计算.21 4.1.10 氨分离器物料计算.21 4.1.11 冷交换器物料计算.21 4.1.12 氨冷器物料计算.22 4.1.13 冷交换器物料计算23 4.2 物料衡算结果汇总24 4.3 热量衡算26 4.3.1 冷交换器热量衡算.26 4.3.2 氨冷器热量计算.28 4.3.3 循环机热量计算29 4.3.4 合成塔热量计算30 4.3.5 废热锅炉热量计算32 4.3.6 热交换器热量计算32 4.3.7 水冷器热量计算33 4.3.8 氨分离器热量核算34 《化工设计》II 参考文献.35 第五章设计小结36 化工设计教师评分表37 《化工设计》0 摘要摘要氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
第六章合成氨方案
工业合成氨原料： 1、固体原料：焦炭和煤 2、气体原料：天然气、油田气、焦炉气等 3、液体原料：石脑油、重油、原油等。
五、合成氨发展的三个典型特点：
1.原料构成: 基本完成了从煤、焦炭到油(石脑油、 重油)、天然气的转变。
2.生产规模单系列大型化。 1000~1500T/日
3.能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动 蒸汽机供动 力，基本不用电能。
第一节 概述
一、氨的用途
• 85％的氨用来制化学肥料，其余作为生产其 他化工产品的原料。
• 氨除了主要用作化学肥料的原料外，还是生 产染料、炸药、医药、有机合成、塑料、合 成纤维、石油化工等的重要原料。
氨的其他工业用途也十分广泛，例如：在制
冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
二、氨的物理性质
标准状态下是无色气体，具有特殊的刺激性臭味。 20℃下将氨气加压0.8MPa时，液化为无色的液体。
加热措施：开车时采用电加热，正常 生产时氢氮混合气被反应后的高温气体 加热。
氨合成中的反应热进行回收，副产蒸 汽。
（3）氨的分离
a、冷凝法
冷却含氨混合气，气氨冷凝为液氨，经气液分离 设备将液氨从混合气中分离。
理论依据——拉尔逊公式：具体见教材。由拉尔 逊公式可看出，提高压力、降低温度有利于氨 的冷凝分离。
2、合成氨的工艺流程
工艺流程图讲解。 看课本讲解
2.4
蒸汽 精炼气至压缩工段
12 MPa
压 缩 机 来 氢 氨 混 合 气
气氨至冷冻工段 液氨至冷冻工段 再生气去回收
冷却水
12 MPa
Hale Waihona Puke 去废铜液地下槽空气来自空压机
气氨来自液氨计量瓶
铜氨液吸收和再生流程
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3. 产品方案及生产规模
3.1产品方案的选择
3.1.1 陕西兴化化学股份有限公司长期存在氨加工能力过剩、合成氨短缺的矛盾，合成氨成为扩大硝酸铵产量的瓶颈，导致公司经济效益不能最大化实现。
此外，公司外购合成氨成本也高于公司自产合成氨的成本，且外购合成氨的运输、装卸也增加了生产过程中的安全风险。
3.1.2 结合陕西兴化化学股份有限公司原材料供应、公用工程、辅助设施条件以及市场需求, 在公司原装置系统进行填平补齐改造，与新建一套同原料路线、同产能的装置相比，投资额大幅度的降低。
因此，考虑到投资的经济合理性，公司提出对原合成氨生产装置进行挖潜改造，新增15万吨/年的合成氨产能。
该项目实施完成后，基本实现合成氨供需平衡，使公司主导产品硝酸铵产能得到最大化发挥，大幅降低生产成本，提高产品竞争优势，增强公司的盈利能力，使公司持续、稳定发展。
3.2生产规模
本节能技改工程实施后，其合成氨装置生产规模如下：
3.2.1 年操作日: 300天
3.2.2 产品品种及设计能力
合成氨( 技改后) : 35 万吨/年
3.3 产品规格及质量指标
按国家标准GB536-88（液体无水氨一等品），详见表3-3-1。
表3-3-1 国家标准GB536-88。