2020-9-11合成氨流程简介-3230万吨仿真合成氨工艺原理流程简介2010.102020-9-11合成氨流程简介-32本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合成氨1000吨（年产30万吨）缩微仿真模型。整个装置主要包括（11）氢回收2020-9-11合成氨流程简介-322020-9-11合成氨流程简介-32Pa，温度加热至390，进入钴-钼加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫，然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。2020-9-11合成氨流程简介-32经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段蒸汽转化，转化气温度在983左右，残余CH在0.9％以下入废热锅炉回收工艺气热量。2020-9-11合成氨流程简介-32工艺气温度降为370左右进入铁铬系催化剂的高温变换炉顶部，从底部流出高变气温度降为204再入低温变换炉。低温变换在铜锌系催化剂中进行反应，CO含量降到0.36％。2020-9-11合成氨流程简介-32低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸收气体中CO含量降到0.4％，再经上塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO吸收塔底流出富液，经水力透平做功后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出水蒸汽和CO，然后向下流经再生塔四层填料。再生溶液（贫液）从再生塔底部流出，经溶液泵升压后分两路（顶部和中部）送入吸收塔。2020-9-11合成氨流程简介-32来自吸收塔顶的脱碳气，进入甲烷化炉反应，从炉底流出进入热交换器冷却，甲烷化气中（CO+CO）小于10ppm。2020-9-11合成氨流程简介-32甲烷化后的工艺气进入合成气压缩机低压缸、高压缸压缩到10110Pa，冷却到40后入第一氨冷器冷却至5，与一氨冷出口的循环气在管路中汇合，进入二氨冷降温到-10，此时大部分气氨被冷凝。出循环段的气体经热交换器升温后进入合成塔。2020-9-11合成氨流程简介-3210Pa、温度239、氨含量4.12％的循环气，流经合成塔在铁催化剂上进行合成反应。Pa，414，氨含量16.3％入废热锅炉回收热量，部分气氨在换热器内冷凝为液氨，然后合成气再进入一氨冷，然后与新鲜气汇合成为循环气，形成合成循环回路。2020-9-11合成氨流程简介-3211Pa，100，经水冷器冷却至40后，气氨液化为液氨入氨收集器，再入氨闪蒸槽、产品氨加热器与来自闪蒸槽的冷氨进行交换使之冷却过冷至13，重新作为冷冻剂送往第一、二氨冷装置，构成冷冻循环回路。2020-9-11合成氨流程简介-3212合成驰放气入吸收塔底部，被水吸收，吸收后气体中含氨量为0.02％，大部分气体送往氨冷器冷却后送氢回收装置。氨吸收塔底部流出的氨水，经加热后入汽提塔，从汽提塔顶蒸出的气氨在冷凝器中冷凝为液氨。汽提塔底流出的氨水浓度为0.1％经冷却后分别送往吸收塔作吸收剂循环使用。2020-9-11合成氨流程简介-3213液化为液体与未液化的氢气进入分离器，氢气被富集为富氢气，送往合成气压缩机循环段入口。2020-9-11合成氨流程简介-3214本装置设有两台球型氨罐，每个贮存量为2500吨，操作压力与温度分别为3.810Pa和3。2020-9-11合成氨流程简介-3215转化工段2020-9-11合成氨流程简介-3216天然气预热器脱硫预热一段转化二段转化废热锅炉1.天然气蒸汽转化工艺流程2020-9-11合成氨流程简介-3217天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须尽可能地除去原料气中的各种硫化物。加氢转化指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。氧化锌是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高，可将出口气中硫含量降至0.1PPm以下。2020-9-11合成氨流程简介-3218经脱硫后的原料气的总硫含量降至经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1PPm0.1PPm以下，与水蒸汽混合后进行转以下，与水蒸汽混合后进行转化反应，化反应，生成氢气和CO（CO将在下一变化工序中去除）：：CHCH44＝＝CO+3HCO+3H22CCnnHH2n+22n+2+nH+nH22nCO+（（2n+12n+1））HH22由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。在实际生产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。在实际生产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。在一段炉中，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度控制在控制在800800左右。左右。2020-9-11合成氨流程简介-3219为了进一步转化，需要更高的温度。在二段炉中加入预热后的空气，利用H出二段炉的工艺气残余甲烷含量0.3％左右，经并联的两台第一废热锅炉回收热量，再经第二废热锅炉进一步回收余热后，送去变2020-9-11合成氨流程简介-3220经蒸汽转化后的工艺气含有12～15％的CO，变换工序的任务是使CO在有催化剂存在的条件下与水蒸汽进行反应：这样即能把一氧化碳变为易于清除的二氧化碳，同时又可制得合成需要的原料氢。变换反应是一个可逆、放热、反应前后气体体积不变的化学反应。2020-9-11合成氨流程简介-3221为活性组分的，它的活性温度在300以上（一般在350～430）。在此温度下，可以取得较高的反应速度，但不能达到较低的CO浓度。为了进一步取得较低的CO浓度，还要以铜为活性组分的催化剂作用下，进行低温变换。它的变换温度一般在200～250，这样的低温下，就能使CO的变换进行的比较彻底，可以使CO浓度降至0.3％以下。2020-9-11合成氨流程简介-32222020-9-11合成氨流程简介-3223净化工段1、脱碳含量一般在17％左右。本装置采用改良苯菲尔法脱除工艺气中的CO，吸收剂为碳酸钾溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反应方程式表示：在低温、加压的条件下吸收了CO气体要求纯度大于98.5％。2020-9-11合成氨流程简介-32242、甲烷化）是合成触媒的毒物，在工业生产中要求入合成工序的氢氮气中的CO、CO含量小于10PPm。在催化剂作用下将CO、CO在镍触媒存在的条件下，进行如下化学反应：CO+3H206.16kJ/molCO甲烷化反应是可逆强放热反应，温升很大，每反应1％CO，温升72左右；每反应1％CO 含量，在规定指标范围内，严防甲烷化触媒超温。 2020-9-11 合成氨流程简介-32 25 2020-9-11 合成氨流程简介-32 26 是可逆反应。即在氢气和氮气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。 是放热反应。在生成氨的同时放出热量，反应热与温度、压力有关。 氨合成的化学反应式如下：2020-9-11 合成氨流程简介-32 27 合成工段 氨的合成是整个合成氨流程中的核心部分。前面工序制得的合格氮氢气在高温高压及铁催化剂作用下合成为氨。 由于在反应过程中只有少部分氮氢气合成为氨，因此反应后的气体混合物分离氨后，经加压又送回合成塔，构成合成回路。 本装置的合成塔采用了三段间接换热式径向合成塔，这样合成塔触媒层的温度分布就更为合理，更加接近最佳温度分布曲线，触媒层的阻力降 也更小。 Pa的高压蒸汽，能量回收更为充分。 但是，由于转化工序加入过量空气，使合成系统氮过剩，加大了合成排放气量。为此增加了氢回收装置加以弥补，回收的氢返回合成系统。 2020-9-11 合成氨流程简介-32 28 本装置的合成塔采用了三段间接换热式径向合成塔，这样合成塔触媒层的温度分布就更为合理，更加接近最佳温度分布曲线，触 媒层的阻力降也更小。 同时，在合成塔出口设置了合成废锅，利用合成氨余热产生12510 但是，由于转化工序加入过量空气，使合成系统氮过剩，加大了合成排放气量。为此增加了氢回收装置加以弥补，回收的氢返回 合成系统。 2020-9-11 合成氨流程简介-32 29 原则性方框图 原料气制取 冷凝分离 原料气净化 预热 合成 循环压缩 压缩 天然气 水蒸汽 空气 新鲜气 循环气 产品 液氨 驰放气 2020-9-11 合成氨流程简介-32 30 2020-9-11 合成氨流程简介-32 31 2020-9-11 合成氨流程简介-32 32 把学问过于用作装饰是虚假；完全依学问上的规则而断事是书生的怪癖。不渴望能够一跃千里，只希望每天能够前进一步。成功包含着黄连与蜂蜜，黄连在成功前吞咽，蜂蜜在成功后品尝。聪 明的人有长的耳朵和短的舌头。当你还不能对自己说今天学到了什幺东西时，你就不要去睡觉。好问的人，只做了五分种的愚人；耻于发问的人，终身为愚人。求学的三个条件是：多观察、多 吃苦、多研究。人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。学到很多东西的诀窍，就是一下子不要 学很多。学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。学习的成功与失败原因是多方面的，要首先从自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力的方向。学习是劳动，是充满思想的劳动 。游手好闲的学习并不比学习游手好闲好。重复是学习之母。不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成