合成氨装置开车工艺流程优化小结
合成氨工艺流程设计与参数优化
合成氨工艺流程设计与参数优化随着全球经济的发展和人们的生活需求日益增长，合成氨作为一种重要的化工原料在农业、化肥、医药等领域扮演着重要的角色。
合成氨的生产工艺流程设计和参数优化对于提高生产效率、降低能源消耗，具有重要意义。
本文将重点介绍合成氨工艺流程设计和参数优化的相关内容。
一、合成氨工艺流程设计合成氨工艺流程设计是指从氮气和氢气出发，通过一系列反应和分离步骤，最终将它们转化为合成氨的过程。
具体的工艺流程设计包括以下几个关键步骤：1. 原料准备：合成氨的主要原料为氮气和氢气，需要保证其纯度和供应稳定性。
在工艺流程设计中，需要考虑如何选择合适的原料供应商，并确保原料的充分净化和脱氧处理。
2. 反应器设计：合成氨的反应器是实现氮气和氢气转化为合成氨的核心设备。
反应器设计的关键是确定合适的反应温度、压力和催化剂使用量。
通过反应器的合理设计，可以提高反应的转化率和选择性。
3. 分离纯化：在合成氨工艺中，由于反应产物中还会含有一些未反应的氮气和氢气等杂质，需要通过分离纯化步骤将其去除。
分离纯化的方法包括压缩、冷却、吸附等。
4. 副产物处理：在合成氨的工艺流程中，还会产生一些副产物，如水和二氧化碳等。
这些副产物需要进行回收利用或者处理，以减少对环境的影响。
二、合成氨工艺参数优化为了提高合成氨工艺的效率和经济性，需要对工艺参数进行优化调整。
下面列举几个常见的参数优化方法：1. 温度的优化：反应温度是合成氨反应速率的重要影响因素。
通过合理调整反应温度，可以提高反应的转化率和选择性，降低能源消耗。
2. 压力的优化：反应压力对合成氨反应的平衡位置和反应速率都有影响。
适当增加反应压力可以提高反应速率，但过高的压力也会增加设备的成本和能耗。
因此，需要根据实际情况进行合理的压力优化。
3. 催化剂的选择和用量：催化剂在合成氨反应中具有重要作用。
合理选择和控制催化剂的用量，可以提高反应的转化率和选择性。
此外，还需要考虑催化剂的寿命和再生等问题。
合成氨工艺原始开车操作要点
合成氨工艺原始开车操作要点1 开车前的准备把安装结束后留下的一些阀门、管道以及与开车无关的杂物清出现场。
对照图纸检查和验收系统内所有设备、管道、阀门、分析取样点及电器仪表等，必须正常完好。
2 单体试车循环机单体试车的主要内容：电机空转、无负荷试车和有负荷试车。
以检查电器和机械部分是否正确，油润滑系统是否正常以及设备的振动情况等；合成塔内件空气试气密合格(0.8Mpa保持2小时压力不降为合格试验合格后卸压)；电加热器在塔外通电试验合格；冷热交换器内件空气气密试验合格(方法同合成塔内件)。
3 系统吹净(1)吹净作业以空气进行,用压缩机送来的3.0Mpa左右的压力进行间断吹除；(2)吹净按单体设备进行，即这一设备及其所连管道吹净后,再按流程连接上往后一设备进行吹净；(3)利用导入阀控制压力(导入阀前管道已吹净),按照流程的特点和走向可采用顺吹、逆吹的方法进行,各计量仪表管道、取样管道、压力表管、液位计、放氨、加氨管道和岗位的外出管、外来管及死角等应同时进行吹净,低压系统均应在高压系统吹净完毕后,在空气试气密的同时进行。
A:高压系统吹净按流程依次拆开各设备和主要阀门的有关法兰并插入挡板；拆除或关死排污阀、导淋阀、取样阀、压力表阀及液位计气液相阀；人工清理合成塔外筒内壁，进出口装好盲板，一切准备就绪后，通知压缩机送空气并控制在3.0Mpa左右，冷交及热交管内外压差不大于0.8Mpa进行吹净；顺流程吹除：压缩六段或七段来空气→导入阀→冷交管间→循环机→油分→合成塔前→合成塔进气主伐、冷付阀、近路阀前法兰拆开处吹净；逆流程吹除：压缩六段或七段来空气→导入阀→氨冷器→氨分→冷交管内→冷排→热交管内→水加热器→废锅→合成塔二次出口法兰拆开处吹出。
B.低压系统吹净：高压系统吹净后向系统补空气，补够一定压力后利用冷交放氨阀向低压系统串气，控制压力在0.3Mpa左右，把所有低压管道及附属设备进行吹净，直至合格；C.吹除要求和注意事项：吹除时吹除口必须留在阀前法兰处和设备前法兰处；必须通过气体的阀门应全开，吹净时用木锤轻敲外壁，并调解流量，时大时小反复多次，直至气体吹净为合格。
合成氨装置工艺流程与联锁优化
合成氨装置工艺流程与联锁优化崔超【摘要】合成氨装置在天然气供应受到限制或者装置在进行检修等原因造成一些工段出现停车的情况下,会借助各个工段之间刚刚建设的连通线来对局部的装置进行流程优化,并使各个模块组合起来运行.同时,它还优化调整了各个工段之间模块组合之后的联锁.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)003【总页数】1页(P2)【关键词】合成氨装置;流程优化;模块化组合【作者】崔超【作者单位】中海石油化学股份有限公司,海南东方 572600【正文语种】中文【中图分类】TQ113.251本装置采用了凯洛格-布朗路特公司的组合合成氨工艺技术。
它的核心工艺是KBR 深冷净化工艺。
采用有效的KBR合成流程，卧式合成塔和组合氨冷器。
在高纯度的合成下，极大降低了冷冻系统的负荷。
但是如果装置出现问题，会使得整个工段出现停工，氢气将会出现运输中断，因此需要对其进行联锁优化。
1 概述合成氨装置本来的原料是渣油，但是当装置进行改造之后，极大提高了它的年产量。
合成氨装置一共有以下七个工段。
一是空分工段。
它有两套具备制氧能力的空分装置。
二是气化工段。
它的装置是气化炉和压缩机。
三是变换工段，它有两套变化系统，基础是原有的铁系催化剂中温变换。
并且还与一套中温串低温变化系统相连接。
它接收不同气化炉的工艺气。
四是气体净化工段，它的系统是独立的，接收变换系统的工艺气。
两套净化系统所采用的工艺不同，第一套是林德低温甲醇洗工艺，第二套是MDEA脱碳工艺。
净化之后，氨气纯度会达到98%左右。
对于合成后的氨气，一部分会送到炼厂中。
当工艺气净化之后会与高压氮按照3∶1的比例进行配比。
二者合并后会送达氨合成工段。
现在原料天然气和尿素的竞争越来越大，合成氨装置会改变它的主要作用，会以外送氢气、氮气、蒸汽为主。
2 存在问题在合成氨装置改进之后，它存在了以下几个问题。
当天然气压缩机和气化炉同时运行时，如果一台压缩机出现了故障需要检修，那么其他的工段就不能进行工作，会停工。
合成氨装置变换运行中出现的问题及对策
合成氨装置变换运行中出现的问题及对策晋煤中能二期 200 kt /a 合成氨装置于 2009 年开工建设，2011 年 12 月开始系统联动试车，2012 年 1月 4 日投料运行至今。
该装置采用航天炉加压粉煤气化技术制气、一氧化碳耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳及液氮洗精制，氨合成系统。
1 变换系统根据甲醇和合成氨生产工艺中对变换深度要求的不同，二期合成氨装置变换系统采用QDB 系列催化剂高水汽比耐硫深度变换工艺，将含 CO 体积分数高达 64% ( 干基) 的粗煤气依次通过 4 台变换炉进行深度变换，通过调节催化剂装填量和合理分配变换炉上、下段气量来控制变换炉炉温，使变换气中 CO 体积分数≤0． 8% ( 干基) ，满足了 700 t /d 合成氨装置的工艺要求。
流程中设有多台换热器和废热锅炉对热量进行回收利用。
2 存在问题①粗煤气中夹带的大量粉尘，进入变换系统后，粉尘沉积于设备管道及变换炉中，变换岗位的系统阻力也逐月逐年地增加，2013 年最高时达 540 kPa，其中变换系统进口处一台气液分离器 S2001 阻力最高时达到 40 kPa。
在一次停车检修期间，检查S2001 丝网里面，发现丝网已经严重堵塞，其排液阀更是在运行中经常性出现堵塞需要维修工清理，否则在遇到粗煤气发生带水现象时，排液阀无法进行排水，易发生变换炉带水事故。
②气化装置灰水系统易结垢，调查原因其中之一是变换岗位分离器 S2002、S2003 分离的冷凝液中NH3 － N 含量高，电导率超过 5 000 mS /cm，将分离出来的冷凝液再送到变换汽提塔，将溶解在冷凝液中的 NH3 和 CO2 解吸出来后送往气化岗位除氧槽。
由于气化岗位除氧槽设置在渣水处理框架，离地面约 30 m 高，这条输水管线送往气化需要经过管廊几个拐角，有近 400 m 远，输送管线长，阻力大，变换汽提塔压力需要控制在0． 6 MPa 才能将冷凝液送往气化装置除氧槽。
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_造气三废流化混燃炉开车运行总结
合成氨—造气三废流化混燃炉开车运行总结徐文伟(云南昆明神农汇丰化肥有限责任公司 652100)0 前言昆明神农汇丰化肥有限责任公司(原昆明氮肥厂),经过多次技术改造,现己发展成为具有合成氨110kt/a 、尿素100kt/a 、碳铵120kt/a 、商品氨80kt/a 的生产能力的中型化肥企业。
公司现有 2400mm 造气炉3台和 2650mm 造气炉8台,100kt/a “中-低-低”变换装置1套,80kt/a 碳丙脱碳和20kt/a 变压吸附脱碳装置,4台4M20型和3台4M40型氢氮压缩机, 1000mm 和 700mm 精炼系统, 1000mm 和 800mm 合成系统的装置规模。
2003年,为利用丰富廉价的本地无烟粉煤资源,建成1套年产100kt/a 的粘结煤球生产线。
采用煤球制气,大大降低了生产成本。
由于本地煤具有挥发分高的特点,造气半水煤气中CH 4含量高达1.0%～1.5%,合成放空气量相当大。
1 使用前的生产状况由于公司造气以当地劣质块煤和煤球为原料,为减小造气阻力,2004年拆除造气蒸汽过热少附加载荷,消除快速磨损现象。
间隙量标准:用450mm 管子钳能转动五级连接套即可。
(2)装配活塞环时,活塞环在活塞体槽内应能自由转动,保证活塞环有一定的热胀间隙。
当用手压紧时,活塞环应能全部埋入活塞槽内,并且活塞环表面应比活塞体表面低0.5～1.0mm 。
(3)装配活塞环时,应将开口互相错开,以减少工作时轴向泄漏。
3.4 保证备件质量(1)活塞环开口的选择。
活塞环的切口是气体泄漏的一个通道,其几种形式(见图3)比较如下。
直切口:泄漏量大;搭切口:气体不易泄漏;斜切口:介于两者之间。
为便于安装和加工,采用斜切口较为合适。
图3 切口形式 (2)活塞环平正度要合适,放在平板上时,活塞环端面与平板之间无间隙为合格。
同时活塞环内侧需倒角处理。
(3)活塞环的弹性及圆度要符合要求,当活塞环放入气缸内时,在弹性力的作用下与气缸贴合时在整个圆周上漏光不能多于2处,且漏光处径间隙应小于0.03mm (见图4)。
合成氨工艺及流程优缺点
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合成氨工艺是一种将氮气和氢气在高压、高温、催化剂的作用下反应，合成氨气的生产方法。
合成氨装置快速开车问题探讨
第 ３ 卷第 ２ ２ 期 ２０ ０ ６年 ６月
Ｃｈ ｍ ｉａ ｇ ｎ 工 ｎ 计 ｉｎ Ｃ ｍ ｍｕ ｉａ ｉ ｎ ｅ ｃ ｌＥｎ 化ｅ ｒ 设 Ｄｅ ｇ ｏ ｉ ｅｉｇ ｓ通 讯 ｎ ｃ ｔ ｓ ｏ
Ｖ １３ ｏ ２ ｏ．２Ｎ ．
Ｊ ｎ２ ０ ｕ ．０６
张振 伍
李开建
（ 河南 省中原 大化集 团有限责任公 司， 河南 濮 阳 ４ ７ ０ 度 、 时间及 低变炉 最佳 升温 时间 ， 并加 设合
成塔催化剂的 自热均衡设计等措施 ， 可以节约开车时 间 ， 减少经济损失 。 关键词 ： 合成氨装置 ； 快速开车 ； 均衡设计 自热
的 目的 。
减少 一 次化 工投 料 的增 加 量 ， 加化 工 投 料频 率 增
ｌ 冷 态 下 一段 炉 系统 的开 车
冷态下， 一段炉系统开车是合成氨装置开车的重
要 环节 。原 方案 冷态 下一 段炉 升 温是 在 ０ ２空 气 压缩
和 次数 ， 样 对 于 一段 炉 出 口温 度 的控 制 来 说 ， 就 这 也
力低 ， 借助放空复位对压缩机 影响也小 ， 而且一旦复
４ 吸 收塔 、 甲烷 化 炉 的充 压 时机
测 温 仪 最 低 测 量 范 围 ６ ０ ， 说 明 炉 管 没 超 过 ０ ％） 这
６０ ０ ％热点 ； 同时我们用眼观察炉管均为黑色 ， 有发 没
现烧 红过 热管 ， 明不 存 在 局 部 过 热 现 象 。在 ０ 说 ２开 启 后 ， 没对点 着 的烧 嘴 产 生 大 的影 响 ， 以 方 法 很 也 所 好， 也大 大缩 短了 开车 时间 。
３ 低 变炉 最佳 升 温 时 间
通 过 多次 的 开 车 我 们 发 现 ， 二 段 炉 加 空 气后 ， 在 随着高 变 炉床 层温 度 逐 渐 升 高 ， 变 炉 出 口 Ｃ 高 Ｏ含 量 下降很 快 ， 二段 炉 出 口温 度 升 至 ９ ０ 时 ， 变 炉 当 ０％ 高
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合成氨装置开车工艺流程优化小结
本文对合成氨装置开车工艺流程的优化进行研究，运用低变炉升温流程优化、工艺冷凝液流程优化以及放空气流程优化等多方面的改进措施进行优化，同时实现了节能环保，全面优化了合成氨开车工艺流程。
标签：合成氨装置；开车工艺流程
我国合成氨生产能耗整体较高，目前能源形势严峻，有较高的环保要求，所以合成氨公司要对节能环保问题引起重视，把节能环保推进工作当中。
在本试验厂运用的燃料是天然气，运用低能耗、加压催化转化工艺生产合成氨。
这几年来，本厂这一装置出现了很多问题，例如：开车阶段耗时长、开车过程中耗费天然气量大成本高、开车过程中耗费精制水较高以及废水排放达不到标准等等。
所以此次采取了三方面的优化，通过实验说明，满足了合成氨装置开车的要求，完成较好。
此次研究对之后的工作有一定的帮助，具有参考意义。
1 低变炉升温流程优化
低变炉升温过程中会耗费很大一部分的人力、物力，而且需要大量时间来进行，在工作期間如果低变鼓风机出现了问题不能正常运行，那工作也就不能继续进行，这就需要改进系统工艺流程。
对氨泵要做到并做好日常维护工作；加强对低变炉升温流程的监控和操作流程的管理，在出现操作失误的时候，第一时间解决，减少不必要的因操作不当而产生的成本费用；中央控制要严格的执行工艺操作的各项指标，尽可能的避免超压超温的情况发生；对生产车间定期进行检查，检查各个岗位员工的防毒设备是否完好，并对每位车间员工进行防毒面具等防毒设备的操作培训，做好本阶段的人身安全工作；每位车间操作员工应进行安全教育，提高安全防范意识，防患于未然；员工的专业技能的培训，提高员工的专业知识水平。
经过这一系列的优化措施后，低变炉升温流程中，低变炉不但可以同时和转换系统进行共同升温，而且还可以单独进行升温。
由此在开车时低变炉就无需使用空压机来进行单独的升温，经实践证明，此方案是行之有效的，且工作稳定。
2 工艺冷凝液流程优化
按照原来的合成氨装置开车流程，从开车至将工艺冷凝液输送到水处理系统中需要耗时八小时左右，耗时间过于长，所以为了节省开车的时间，本厂采取了几项措施对工艺冷凝液流程进行了优化。
优化的具体措施是在配完原料后直接进行脱碳溶液蒸浓和汽提塔开车，在此同时对脱碳系统前的放空气进行收集作再次利用；汽提塔可以提前一段时间汽提出合格的工艺冷凝液；运用工艺气加热二氧化碳再生塔喷射器蒸汽发生器等。
通过此几项措施，显著的减少了开车所花费的时间。
3 放空气流程优化
放空气流程是开车前的必要流程之一，此流程主要是指合成氨装置在开车阶段要放空的原料气、盘管保护气等气体。
在开车前会将大量的原料气放空，这些原料气有些是可以燃烧的气体，在以往的放空气流程中会将这些气体直接丢弃这就相当于增加了合成氨装置开车的成本费，所以，对这些开车前需要进行放空的气体进行合理的回收，再进行二次利用，可以有效的节省开车成本，此类原料气可以经回收之后投入一段炉中进行燃烧，从而节省了大量的天然气。
经过实际验证，开车阶段的合成气压缩机前放空气和进行脱碳前的放空气可以进行回收并进行再利用，将这两种放空气回收后输送至一段炉内作燃料气来使用，当机器需要检修时也会进行放空流程，放空气也要进行回收，这样不仅可以节省燃料气的成本，也可以降低因为放空气对缓解所带来的污染。
经实践证明，此阶段回收的放空气在一段炉内可以正常燃烧，完全可以作为燃料气来使用。
4 效益分析
4.1 环保效益和社会效益
在上述文字中所谈的各项合成氨装置开车流程优化措施成功应用后，效果显著的减少了该开车阶段的废水的排放以及废气的排放，既保护了环境，同时也节约了大量废水处理的成本。
4.2 经济效益
合成氨装置开车工艺流程优化所带来的经济效益要从三方面来分析。
第一方面是低温炉升温流程优化的经济效益，此流程优化之后大大缩短了合成氨装置开车的时间，提前一天开车所带来的经济效益就有五十万元左右，加上因为时间缩短产出的氨价值四十万元左右，所以低温炉升温流程优化所带来的经济效益共有九十万元以上；第二方面是工艺冷凝液流程优化所带来的经济效益，此流程优化之后可以省去的成本能源费包括天然气、精致水、电等，根据当地的各项费用单价来计算，工艺冷凝液流程优化所带来的经济效益有六万元以上；第三方面就是放空气流程优化所带来的经济效益，除去放空气流程的改造成本费之后的年经济效益达九十万元以上。
5 总结
通过本次试验取得的成功结果，证明该厂对于合成氨装置开车工艺流程进行的优化措施是可行的，实践结果同时可以体现该流程的优化措施在节能和环保方面所带来的显著成效。
对于合成氨装置开车流程优化是属于对于工艺流程的优化，工艺流程的优化和关于操作方式的改进是属于大方面的改进，不容易获得行业的认可。
这是因为合成氨装置开车工艺流程的复杂性高，专业针对性极强。
也正因为它难度高，所以早获取突破性的进展后，专门负责审核的专家评审也对此优化流程的改进方案高度赞扬，获得了肯定的鼓励。
希望此优化方案的成功案例可以给业内的同行给予一定的帮助。
参考文献：
[1]李明.合成氨装置开车过程放空气回收利用[J].科技风，2014（6）.
[2]娄伦武.合成氨装置原始开车及试生产问题浅析[J].化工设计通讯，2013（2）.。