合成氨工艺造气炉工作原理
化肥厂合成氨装置生产原理及工艺流 共78页
合成氨的生产方法因原料的不同主要有烃类蒸 汽转化法、重油部分氧化法、煤部分氧化法。作为 大型合成氨装置原料的烃类主要有天然气、油田伴 生气、重油和石脑油等。
合成氨的理论能耗约为22.3GJ/t·NH3,实际生 产要达到理论值是不可能的，现在合成氨生产最好 的能耗指标按天然气、渣油、煤原料分别为28.3 GJ/t·NH3、35.8 GJ/t·NH3和41.8 GJ/t·NH3。
氢源 正常生产时来自合成氨装置后部工序自产氢氮 气。也是最理想的氢源，它具有压力稳定、氢气浓 度适中、有害杂质少等优点。 开停工期间的氢源来自化工一厂。必须加入原 料气压缩机入口，配氢量少，脱硫效果不好，会造 成触媒中毒。配氢太多，由于氢气组份轻，容易造 成压缩机超速跳车，所以要求氢气压力必须稳定。
4.3 一段转化反应 在大型合成氨厂中，烃类蒸汽转化反应分两段进
行，即一段转化和二段转化。一段转化在外部供热的 管式转化炉内进行，二段转化在自热式的固定床层反 应炉中进行。
气态烃如天然气、油田伴生气等，其主要成分均 是甲烷，另外还含有少量其他低级烃，如乙烷等。因 此气态烃的蒸汽转化实际上主要就是甲烷的转化的反 应。
CO2气提 NH3气提 CO2气提
渣油，兰炼供，26万吨 天然气，长庆油田，3.5亿M3 渣油，总厂炼油厂供，26万吨
30
（30） 45
52
布朗流程
（52） 72
凯洛格流程
NH3气提 CO2气提
天然气，吐哈油田，3.5亿M3 天然气，大庆油田，4.6亿M3
30
52
渣油制氨谢尔流程 NH3气提 渣油，本厂或兰炼供，26万吨
合成氨生产原理及工艺流程
大庆石化公司化肥厂 2019年10月
1、合成氨概述与中石油合成氨企业状况
(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％。
煤化工合成氨工艺分析及节能优化对策
煤化工合成氨工艺分析及节能优化对策摘要：在煤化工发展水平不断提高的情况下，合成氨工艺获得了进一步发展，但是在节能方面依旧存在很多有待改进之处，因此化工企业应该研究一些节能优化方式，不断加强合成氨工艺的节能效果，从而全面提高煤化工行业的节能效果。
关键词：煤化工；合成氨工艺；节能优化1煤气化工作原理煤化工领域推进工业活动过程中，可以在高温高压情况下保证煤炭可以充分燃烧，和氧气、水蒸气会出现化学反应，使得固体煤炭材料能够顺利转化为具有可燃性的气体，气化处理的煤气可以被称之为合成气，参与此次气化反应的设备即是汽化炉。
从宏观角度分析，煤炭进行气化处理的过程中，主要可以划分为干燥阶段、燃烧阶段、热解阶段、气化阶段，在对煤炭进行干燥处理的过程中是物理制备阶段，其余环节基本都属于化学反应范畴。
气化炉内部的煤炭材料在高温影响下会出现热解反应，能够释放出很多挥发性比较强的物质，这些物质经过升温加热能够与添加剂出现化学反应，产生CO、CO2、H2S、H2O2等物质，这些物质再次接受加热处理、冷却处理以后，可以成功制备出合成氨。
2煤化工合成氨工艺的节能改造策略2.1造气工段技术的优化对于造气阶段的技术改进，可以从以下几个方面入手：（1）选择和引进全自动焦化机设备的生产制造技术。
在节能降耗的环境下，该技术具有非常好的环保性能，不仅可以帮助企业操纵产品成本，还可以确保生产过程的安全稳定；（2）完善液化气余热回收利用技术，依托更专业的回收处理设备处理利用氨合成工艺余热，依托余热回收利用有效节能；（3）介绍了锅炉状态监测和蒸汽压力微机控制技术。
在具体的生产过程中，根据这两种技术合理安排生产过程中的网络资源，通过对锅炉状态的检测，对造气炉的周围环境和内部结构运行进行实时检测。
如果在生产过程中发现问题，应及时解决预警信息，确保整个生产过程的安全稳定；（4）改进集中式高效气体洗涤器的应用。
在氨合成的具体过程中，可以采用集中高效气体洗涤器来缓解运行中的压力，特别是可以合理解决生产过程中产生的污水；（5）改进高炉余热回收利用技术。
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合成氨是一种广泛用于制备农药、化肥、涂料和塑料等化学产品的重要原料。
下面是国内典型合成氨装置工艺的介绍。
国内典型合成氨装置工艺通常采用哈伦-富特过程，该过程是通过在高温高压下将氮气与氢气经过一系列化学反应生成合成氨。
主要包括氮气副反应、合成气制备、催化反应和分离净化四个步骤。
下面将详细介绍每个步骤的过程。
首先，氮气副反应是将氮气通过精制空气中除去杂质，以得到高纯度的氮气。
在这一步骤中，氮气会通过压力摩尔筛进行脱氧和脱水处理，进而得到纯净的氮气。
接下来是合成气制备过程，合成气是指由氮气和氢气按照特定的比例混合而成的气体。
该步骤主要包括气体净化和合成气制备两个阶段。
在气体净化阶段，通过去除氢气中的杂质气体、液体和固体来提高氢气的纯度。
同时，还需要将氮气加热至合成气的反应温度。
在合成气制备阶段，首先将氮气和氢气按照一定的比例混合，然后进入合成气制备反应器。
由于合成气制备反应需要较高的温度和压力，通常使用催化剂来加速反应速率。
催化反应可以将氮气和氢气转化为合成气。
合成气中合成氨的产率取决于催化剂的性能和反应条件的控制。
催化反应结束后，合成气中会有一定的合成氨产生，但同时也会有未反应的氮气和氢气以及其他副产物存在。
因此，为了提高合成氨产率和纯度，需要进行分离净化处理。
分离净化过程分为两个部分，吸附分离和压缩分离。
吸附分离是通过将合成氨通入一种特殊的吸附剂中，吸附在表面上，从而分离出未反应的氮气和氢气，并将合成氨吸附在吸附剂上。
然后，通过改变压力或温度来释放出吸附在吸附剂上的合成氨。
压缩分离是通过改变气体的压力和温度，利用合成氨的气体性质与其他气体性质的差异，分离出纯净的合成氨。
以上就是国内典型合成氨装置工艺的介绍。
这个工艺通过一系列的化学反应和分离净化过程，可以高效地制备出高纯度的合成氨。
合成氨在农业和化工行业有着广泛的应用，对于促进经济发展和提高农产品的产量具有重要意义。
合成氨生产工艺介绍
1、合成氨生产工艺介绍1)造气工段造气实质上就是碳与氧气与蒸汽得反应,主要过程为吹风与制气。
具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹与空气吹净五个阶段。
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。
所制得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)脱硫工段煤中得硫在造气过程中大多以H2S得形式进入气相,它不仅会腐蚀工艺管道与设备,而且会使变换催化剂与合成催化剂中毒,因此脱硫工段得主要目得就就是利用DDS脱硫剂脱出气体中得硫。
气柜中得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)变换工段变换工段得主要任务就是将半水煤气中得CO在催化剂得作用下与水蒸气发生放热反应,生成CO2与H2。
河南中科化工有限责任公司采用得就是中变串低变工艺流程。
经过两段压缩后得半水煤气进入饱与塔升温增湿,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,反应后得工艺气体经回收热量与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,气体中得有机硫转化为H2S,需要进行二次脱硫,使气体中得硫含量在25mg/m3。
脱碳得主要任务就是将变换气中得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左右得变换气,进入水分离器,分离出来得水排到地沟。
变换气进入吸附塔进行吸附,吸附后送往精脱硫工段。
被吸附剂吸附得杂质与少量氢氮气在减压与抽真空得状态下,将从吸附塔下端释放出来,这部分气体称为解析气,解析气分两步减压脱附,其中压力较高得部分在顺放阶段经管道进入气柜回收,低于常压得解吸气经阻火器排入大气。
变换与脱硫工艺流程图5)碳化工段5、1、气体流程来自变换工段得变换气,依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔,变换气中得二氧化碳分别在主塔与付塔内与碳化液与浓氨水进行反应而被吸收。
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％。
连续气化合成氨生产工艺介绍和原理培训教材
第一章设计基础资料一、装置能力1、总体说明本装置为HT-L粉煤气化炉气化装置，包括1500、1600、1700、1800单元：其中1500单元为磨煤及干燥装置，1600单元为煤加压及进煤装置，1700单元为气化及合成气洗涤装置，1800单元为渣及灰水处理装置。
1500单元设置三套磨煤机系统，正常运行二开一备，1600单元为粉煤输送，1700单元设置二台气化炉及合成气洗涤塔系统，1800单元为二级闪蒸及灰水处理。
2、装置能力本装置日消耗原料煤约1600吨，制备成5～90μm粒度的粉煤，在4.0MPa下气化为粗煤气，经洗涤，最终97417Nm3／h的煤气(干)送变换工段二、原料煤、氧气规格及化学品规格1、设计煤种原料煤规格煤质分析报告如下表所示，其中工业分析值和灰熔点元素分析值为推测值：2、氧气温度：34℃压力：5.0MPaG(在气化界区) 纯度：≥99.8%Ar：≤0.2%3、化学品（1）阳离子絮凝剂型号 BC-644或相当类型阳离子状态固体粉状（2）分散剂型号 WL-626或相当状态液态PH 2.0～3.0比重 1.15±0.05固含量≥30%三、公用工程条件1、高压锅炉给水悬浮物：≤5 mg/L 总硬度：≤2.0 μmol/L pH值（25℃）≥8.8～9.3 含油量：≤0.3 mg/L 含氧量：≤7 μg/L 含铁量：≤30 μg/L 含铜量：≤5 μg/L 含联氨：≤10～50 μg/L 二氧化硅：≤5 μg/L2、循环冷却水供水温度 34℃压力0.30Mpa(G)，泵出口压力0.48Mpa(G)回水温度 42℃压力 0.20Mpa(G)污垢热阻 3.44×10-4m2.k/wPH值 7~8腐蚀余度 <0.125mm(碳钢)<0.005mm(不锈钢)3、脱盐水硬度≈0μmol/l电导率（25℃）≤0.3μS/cmSiO2 ≤20ppb温度 30~40℃4、蒸汽（1）9.8Mpa(G)高压蒸汽温度 535℃压力 8.83 MPa(G)（2）5.29Mpa(G) 次高压蒸汽温度 465℃压力 4.8 MPa(G)（3）2.5Mpa(G) 饱和蒸汽（4）1.27Mpa(G) 饱和蒸汽（5）0.5Mpa(G) 低压蒸汽5、仪表空气（含工厂空气，并由空分装置提供）温度≤40℃压力0.7Mpag（1）露点-40℃含油量<10mg/m3含尘量≤1mg/m3 (含尘粒径≤3微米)四、工厂空气温度40℃压力0.7MPa(G)含尘≤3μm含油≤10ppm(wt)五、高压氮气温度＞40℃压力8.1MPaG纯度≥99.99%O2≤10ppm六、低压氮气温度40℃压力0.7MPaG纯度≥99.99%O2≤10ppm七、高压二氧化碳温度80℃压力8.12MPaG组成CO2≥98.5%八、电电源(1) 10kV供电电压 35kV/10kV (±10％)频率50Hz(±1％)相数三相三线，中性点不接地(2) 380V供电电压380/220V(±5％)频率50Hz(±1％)相数三相四线，中性点接地(3) 事故供电电压380/220(±5％)频率50Hz(±3％)相数三相九、燃料气开车燃料气来自煤化工一公司的半水煤气或合成甲烷气。
氨分解炉的工作原理
氨分解炉的工作原理
氨分解炉是一种用于将氨气分解成氮气和氢气的装置。
其工作原理如下：
1. 氨气进料：氨气从进料管道进入分解炉内。
进料管道通常设有调节阀门，可以控制氨气的流量。
2. 分解反应：氨气在高温条件下进入分解炉内，与催化剂接触发生分解反应。
催化剂通常使用铁、钼、铂等金属或金属化合物。
3. 热传导：分解反应需要高温条件才能进行，因此需要通过传热介质（如高温油或水蒸汽）传递热量给分解炉的反应器。
传热介质在分解炉内部和外部循环，与反应器内壁接触，将热能传导给反应器内的氨气。
4. 分离收集：分解反应产生的氮气和氢气随着氨气一起进入分解炉内。
在分解炉内，氮气和氢气被催化剂分离出来，并通过不同的出料管道分别收集。
分离过程通常通过调节温度、压力等条件实现。
5. 精炼处理：得到的氮气和氢气可以进一步经过精炼处理，去除杂质和不纯度，以满足工业应用的要求。
总之，氨分解炉利用高温和催化剂的作用，将氨气分解成氮气和氢气。
通过热传导和分离收集的步骤，将产生的氮气和氢气分离并收集利用。
这样可以实现对氨气的有效转化和资源利用。
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合成氨工艺造气炉工作原理
合成氨工艺的造气炉主要包括催化剂床、还原气发生器、燃烧器、加热器和废气烟气处理装置等组成部分。
其工作原理如下：
1. 还原气发生器产生还原气体，通常使用煤、重油、天然气等作为原料，经过加热燃烧反应，产生含有大量CO和H2的混
合气体。
这一步骤的目的是为了提供合成氨所需的还原剂。
2. 合成气中的CO和H2进入催化剂床。
催化剂床通常使用铁
系或镍系催化剂，并在高温和高压条件下进行反应。
CO和
H2经过一系列催化反应，生成含有高浓度氨气的合成气。
3. 合成气进一步通过换热器进行冷却，以控制反应温度，并减少不需要的副产物。
4. 在燃烧器中，还原气体与空气进行混合燃烧，产生高温高压的燃烧气，用于提供炉内所需的热量。
5. 加热器通过将炉内产生的高温烟气与进料气体进行换热，提高工艺热效率。
6. 废气烟气处理装置用于净化炉内产生的废气和烟气，通常通过脱硫、脱氢、除尘等工艺进行气体处理，以降低对环境的污染。
通过以上工艺步骤，合成氨工艺的造气炉可以将原料转化为合成氨的高纯度气体，用于后续的合成氨生产。