【正文】 工業(yè)方案迫在眉睫。即在氫氣與氮氣合成生成氨氣的同時，氨也分解生成氫氣和氮氣。（4） 反應需要有催化劑才能較快的進行。提高平衡氨含量的措施為降低溫度，提高壓力，保持氫氮比等于3，并減少惰性氣體含量。N2（氣相）N2（吸附）2NH（吸附）2NH2(吸附）2NH3（吸附）2NH3(氣相)氣相中的H2氣相中的H2氣相中的H2脫 吸氨氣的轉化率實際上就是氮氫比的控制問題，目前，國內以天然氣為原料的大型裝置采用的是Kellogg傳統(tǒng)蒸汽轉化合成氨工藝的大約占50％；在此工藝中氮氫比調節(jié)大都由DCS實現，由于該控制回路的基本單元未能脫離常規(guī)PID控制算法，同時常規(guī)PID控制算法也不能實現參數自整定；故不能及時將工況控制在最佳狀態(tài)，有時反而造成系統(tǒng)波動，不得不將回路切到手動，導致目前氫氮比自控投用率極低；進而影響合成氨裝置的穩(wěn)定和產量。若持續(xù)時間較長，可能導致床層溫度失控。[5]先進控制是對那些不同于常規(guī)控制，并具有比常規(guī)PID控制更好的控制效果策略的統(tǒng)稱，而非專指某種計算機控制算法。優(yōu)化控制是在DCS的單回路控制基礎之上，利用DCS內部現有的功能塊構建出一個優(yōu)化控制回路，協(xié)調控制多個關鍵參數；適應負荷大范圍的波動。式中y、ψ、u是向量，y是系統(tǒng)輸出，u是系統(tǒng)輸入，ψ是時變增益參數。當經過辨識到（k）值之后，即可以應用公式（2）基本控制算法對系統(tǒng)進行反饋控制，控制的結果將得到一組新的觀測數據，在已有數據中添加這一組新的數據，再對（k+1）進行辨識如此繼續(xù)下去就可實現辨識與控制的一體化。上述控制軟件包均可實現氫氮比控制，但購買控制軟件包費用昂貴，對使用方技術人員素質要求高，同時對使用方技術人員而言實施控制過程為“黑箱”，伴隨工藝變化需要軟件公司技術支持，服用費用較高。上述三種氫氮比控制方案設計思路不同，控制目標相同，不同之處如下：表2 三種氫氮比控制比較設計方案基于先進控制算法的氫氮比控制基于先進控制軟件的氫氮比控制基于優(yōu)化常規(guī)過程控制（PID）的氮氫比控制 A公司B公司Ｃ公司設計成本（萬元）８０２００１５外設成本（萬元）３２０無優(yōu)點基于過程數學控制；適用于大滯后多變量；適用于常規(guī)控制無法滿足要求的復雜控制和基于工藝原理的模型頂估；可以實現控制目標基于非參數模型預估控制的工程化軟件包是目前過程控制中應用最成功的先進策略；經驗豐富，技術實力雄厚；可以實現控制目標實現簡單無模型單回路技術人員較容易理解，實施有把握；投資少可充分利用C公司技術人員可自行維護控制缺點數學方法過于復雜，核心算法掌握在開發(fā)商手里，Ａ公司員工無人掌握該核心內容；系統(tǒng)的維護和調整十分被動，在工況發(fā)生變化的情況下只能靠源源不斷的投資進行調整；投資較大。但ＤＣＳ的單回路控制水平較高，單回路調節(jié)要求靈敏準確，都投在自動狀態(tài)，裝置在高負荷狀態(tài)下運行，通過傳統(tǒng)的控制手段已無法提高生產能力、節(jié)能降耗，所以必須借助于先進控制。[14]80604020 對合成氨溫度的控制實際上是對氨合成塔溫度的控制。但這些控制方案難以推廣到多段冷激式氨合成塔上，主要原因在于：①氨合成塔溫度控制回路是一個大慣性、大純滯后系統(tǒng)，PD控制器在這類系統(tǒng)中應用效果不佳。使用它代替PD控制器，在氨合成塔床層溫度控制上會取得良好的控制效果。四段冷激式氨合成塔溫度先進控制方案如圖3所示：圖3 四段冷激式氨合成塔溫度先進控制方案對于一個反應前后系數不相等的化學反應來說，壓力在整個反應過程中起著非常重要的作用。1020 MPa稱為低壓法。[10] 可以可以作氨合成催化劑的物質很多，如鐵、鉑、錳、鎢和鈾等。此外，催化劑中還加入各種促進劑。 催化劑中氧化鐵不能加速氨合成反應速度，必需將其還原成活潑的鐵，才具有催化活性，常用還原方法是將制成的催化劑裝在合成塔內通入氫氮混合氣，使催化劑中的氧化鐵被氫氣還原成金屬鐵。有人認為：由于催化劑在反應前后的化學性質和質量不變，一旦制成一批催化劑之后，便可以永遠使用下去。催化劑在穩(wěn)定活性期間，往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現象稱為催化劑的中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復，因此這種中毒是暫時性中毒。工業(yè)上為了防止催化劑中毒，要把反應物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設備，提高成本。對于合成氨過程中涉及的化學品（含化工原輔料、中間產品、最終產品及“三廢”），需進行物質危險性判定。由此確定一氧化碳、甲烷、甲醇為本項目主要的易燃品，液氨為本項目的主要毒害化學品。重大危險源的識別是根據《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》（HJ／T1692004）附錄A《重大危險源辨識》中有關危險物質的定義和危險物質在生產場所和儲存場所臨界量來進行篩選。廠區(qū)應設有事故池，一旦甲醇、液氨等發(fā)生火災或泄漏，吸收或消防產生廢水直接排放會造成二次污染事故，必須首先匯入應急反應池，待處理達標后方可排放。7．合成氨工藝中的設備改進方案[11]增設布氣、集氣設施。因為鋪設在底部在變換爐各段底部增設減阻器的鐵絲網孔跟本身就較小，觸媒又堵住一部分；加上生產過程觸媒粉化，氣體沖震粉粒下沉也會堵塞孔眼，使觸媒層阻力集中于此。為此，增設減阻器或用從高壓機更換下來的廢舊小彈簧代替，能使合成塔的壓力差減少，而且簡便易行。致使部分銅液不能與原料氣充分接觸，洗滌能力不能很好的發(fā)揮。增設上排污口。當開車補銅液時，又使壁上粘附的異物浮到再生器的液面上，覆蓋解吸表面，影響再生效果。即減少氨揮發(fā)，又降低了水冷和氨冷的負荷，同時可降低銅比，省加空氣。在擋板后最低處加溢流管，插入回水池或地溝內。該塔可設在羅茨風機和脫硫塔之間，羅茨風機出口氣進入其上段；其下段出口氣再進羅茨風機；中間連通為安全水封近路，此水封截面積應大于羅茨風機近路管與上水管截面之和。氣柜到高壓機之間不會形成負壓，更不會造成各塔排液或水封負壓吸空氣進系統(tǒng)，避免系統(tǒng)的爆炸事故。[15]這種腐蝕多發(fā)生在輸送液氨的管線中。液氨的儲存和運輸大部分用碳鋼或低合金鋼制；壓力容器。由于焊縫處殘余應力較高，所以應力腐蝕嚴重。另外，％1％的水。OH175。Cl175。因此，設計者選用材料前要認真鑒別水質，選擇合適材料，避免事故的發(fā)生。的質量分數一定要低于規(guī)定值。奧氏體不銹鋼管道法蘭用的非金屬墊片，其Cl175。化肥廠合成氨裝置的特點決定了合成氨生產為高溫、高壓以及工藝介質中含有各種腐蝕性氣體，入硫化氫、二氧化硫、氫氣、甲烷和氮氣等。高溫氫腐蝕一般發(fā)生在工作溫度為250600℃、。（2）在壓力容器設計時，考慮采用應力最小的結構。（4）對設備和管道進行定期檢查，通過超聲波側厚、磁粉檢測等手段發(fā)現高溫氫腐蝕的早期征兆。為防止二氧化碳腐蝕可采取以下防護措施：（1）采取防腐蝕的材料，含鉻的不銹鋼表現出優(yōu)良的抗腐蝕性能，隨著鉻含量增大，合金的腐蝕速率降低；（2）管道內涂防腐蝕涂層。其次，要遵循可持續(xù)發(fā)展的思想，由于合成氨是一個可逆反應，要循環(huán)利用合成氨的反應物與生成物。安全管理要從幾個方面入手，首先，要建立健全的安全管理體系，提高安全管理水平的需要，改善安全生產規(guī)章制度不健全，管理方法不適應、安全生產狀況不佳的現象。所以下面就具體合成氨的工藝過程進行安全分析：首先、工藝指標執(zhí)行情況各廠壓加強工藝指標管理，嚴格考核制度，強化工作紀律。也可以采取隨時修訂的辦法。例如美日型廠二段爐熱點溫度設計值小于1003℃，實行運行時超溫現象時有發(fā)生。⑤氫氮比控制不嚴。還有就是工藝流程圖比較模糊，現場技術人員只能靠記憶來指導生產，容易導致錯誤。最后、就是要把合成好的氨裝在密封氣瓶當中，并貼上標簽，說明產品情況。①在合成氨裝置大型化的技術開發(fā)過程中，其焦點主要集中在關鍵性的工序和設備，即合成氣制備、合成氣凈化、氨合成技術、合成氣壓縮機。Texaco和中國工程公司研發(fā)費催化部分氧化技術，為合成氣制備工藝的大型化進行技術準備。以Uhde公司的“雙壓法氨合成工藝”和Kellogg公司的“基于釕基礎催化劑KAAP工藝”將會在案合成工藝的大型化方面發(fā)揮重要的作用。a．合成氣制備工藝單元。c．ＣＯ２脫除工藝單元。開發(fā)氣體分布更加均勻、阻力更小、結構更加合理的合成塔及其內件；開發(fā)低壓、高活性合成催化劑，實現“等壓合成”。目前以輕油和渣油為原料的制氨裝置在市場經濟條件下，已經不具備生存的基礎，以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結構調整勢在必行；借氮肥裝置原料結構的調整之機，及時調整產品結構，聯(lián)產氫氣及多種C1化工產品亦是裝置改善經濟性的有效途徑。天然氣自然轉化技術、非催化部分氧化技術，以及相應的合成氣凈化技術，也將在“油改氣”結構調整中發(fā)揮重要的作用，并在大型化和低能耗方面將會取得重大進展和突破。生產過程中不生產或很少生產副產物、廢物，實現或潔凈“零排放”的潔凈生產技術將日趨成熟和不斷完善。最后我也要感謝我的同班同學，在我寫論文苦惱的日子里，是他們讓我感到快樂，讓我一直堅持下去。從去年12月份開始，對畢業(yè)論文的申請，之后又是開題報告的撰寫，再就是查資料，了解論文的背景，從圖書館這個庫到那一個庫，從一樓到二樓。未來合成氨技術進展的主要趨勢是“大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行”。這篇論文我主要是從合成氨工藝的生產，加工過程以及在合成過程中對溫度、壓力、催化劑的使用方面進行控制，再就是最合成氨的裝置采用先進節(jié)能工藝、新型催化劑和高效節(jié)能設備，提高轉化率。到2010年，合成氨行業(yè)節(jié)能目標是：單位能耗由目前的1 700kg標煤／t下降到1 570kg標煤／t；能源利用效率由目前的42％％；實現節(jié)能(570585)104t標煤，減少排放二氧化碳(13771413)104t。生產上選擇壓力的依據是能耗及包括原料費、設備投資、技術投資在內的綜合費用。塔內溫度應維持在催化劑的活性溫度范圍（400520℃）內。單位1／h，簡稱空速。④ 氫氮比 動力學指出，氮的活性吸附是控制階段，適當增加原料氣中氮含量有利于提高反應速率。以增產為主要目標，惰氣含量，約為1014％，若以降低原料成本為主，約為1620％。在30MPa左右，％；％。外筒只承受高壓而不承受高溫。網易博客騰訊微博新浪微博直接聯(lián)系221810882342