【正文】 COCuCOCuO ??? CuOOCu ?? 221 ? 注意事項：低變催化劑還原是一個強烈的放 熱反應，催化劑的還原溫度與其最高熱穩(wěn)定溫度（通常不超過 290℃ ）之間的范圍很窄，因此使得低變催化劑的還原成為合成氨裝置各種催化劑開車還原當中困難的一個操作，必須嚴格控制，決不可疏忽大意。 ? 常用的化學吸收法有氨水法、熱鉀堿法等。前者稱為吸收過程，后者稱為再生過程。 ? ? 活化劑 ? （ 1）常用的有：二乙醇胺、呱喹、甲基 —二乙醇胺等。 ? （ 2）、從下段出來的富液，經(jīng)閥門減壓到(G)進入再生塔上段，被來自中段的蒸汽汽提。 ? 甲烷化優(yōu)缺點 ? 優(yōu)點：相比銅洗法、低溫液氮法來說，設備投資少、操作簡單，沒有污染等。 ? 防止發(fā)生析碳反應 ? 在甲烷化正常操作條件下，這二個反應都不會發(fā)生，但溫度超過 500℃ 時就可能發(fā)生，所以甲烷化床溫設置溫度高的聯(lián)鎖。 ? 五、甲烷化的操作要點 ? 以控制 床溫 為中心，保證出口氣中CO+CO2≤10ppm； ? 甲烷化適宜控制溫度 270～ 400℃ ； ? 甲烷化爐本身的操作是平穩(wěn)可靠的，事故往往來自于前道工序，要密切監(jiān)視床溫，及時與上道工序聯(lián)系。 （ 1）由 PG曲線知， P↘ ，則 G↗ ，當 P低到一定程度，氣體流量 G就不再增加了，這個流量稱為滯止（阻塞）流量。 ? （ 3）機組出現(xiàn)強烈振動，軸承的振幅急劇增加。 ? 五、壓縮機的操作要點 ? （一）、往復式 ? 熟悉各級壓力和進出口溫度； ? 嚴防壓縮機抽空及帶水事故發(fā)生； ? 注意各傳動摩擦部分的響聲及潤滑情況； ? 控制對外送氣，防止氣體倒流； ? 輸氣量調(diào)節(jié)方法一般采用近路閥調(diào)節(jié)； ? 及時排放各段油水； ? 加強驅(qū)動電動機檢查（主要是電流和機殼溫度）。 ? 二、氨的合成反應式 反應特點： (1) 可逆反應 (2)放熱反應 (3)體積縮小反應 (4)需要催化劑 QNH2NH3 322 ??? ? 三、氨合成工藝條件的選擇 ? 壓力：本裝置 145㎏ /㎝ 2 ? 溫度：床層溫度（ 400～ 500℃ ） 340℃以下催化劑幾乎無活性。 ? （出口氣中氨的冷凝溫度最高，所以最易分離出來。 ? 還原反應式為： ? Fe3O4 +4H2 3Fe+4H2O ? 氨合成催化劑裝填量大，塔內(nèi)分層裝填，加上還原反應式一個可逆反應，為了減少還原生成的水在催化劑床層中反復氧化，還原期間必須嚴格控制水汽濃度。為使產(chǎn)品氨與未反應的氣體分離，一般都采用降溫冷凝的辦法。 每公斤液氨蒸發(fā)時大約可吸收 300Kcal左右的熱量 . ? ，必須循環(huán)使用。 工業(yè)上通常將獲得 100℃ 以下溫度方法稱深度冷凍法（即深冷法）。 MEA簡介 MEA是一乙醇胺的英文縮寫，是一種烷基醇胺 MEA分子式 分子量 沸點（ 760㎜ Hg） 凝固點 HOC2H4NH3 171 ℃ ℃ MEA吸收 CO2的反應式 CO2 +R1R2NH+H2O=R1R2NH2+HCO3 抗氧劑 —避免 MEA法存在的胺氧化降解。 ? 2 ﹑ 檢查安全設施。 ? 二、試壓的主要工作 ? 1 ﹑ 試壓前的準備，檢查各安全附件是否合格，設備內(nèi)部是否清除干凈。 3 ﹑ 吹凈一部分后，裝好法蘭繼續(xù)往后吹掃，直到全系統(tǒng)吹凈為止。 二 ﹑ 方法 1﹑ 試驗介質(zhì)： 盡量選用空氣，其次選用氮氣。 原始開車，一般要做兩次氣密試驗。 檢查各儀表元件（如流量孔板，限流孔板等）的量程和方向是否符合要求。 編制上述系統(tǒng)各自的“化學清洗方案”，按照方案實施清洗。 （ 2）寫“汽輪機試車方案”，按照方案實施。 機泵試車分為單機試車和聯(lián)動試車 （一）單機試車 目的 對驅(qū)動機泵運轉(zhuǎn)的電機或氣輪機進行單機試車，通過試車，判斷和檢查驅(qū)動機有否缺陷或故障。 三、方法 分別繪制上述各系統(tǒng)的化學清洗流程圖。 二、方法 根據(jù)設計圖紙，檢查各控制儀表、監(jiān)測儀表（包括分析儀表）的安裝位置是否符合要求，有無遺漏項目。常壓或低壓設備保壓時間為 2小時；若操作壓力 ，一般應保 4小時以上。 （ 3）蒸汽吹掃合格后，管道內(nèi)應即通入蒸汽投用。 二 ﹑ 方法 1﹑ 吹掃介質(zhì)：工藝管道、設備通常用空壓機抽出的空氣。 ? 如果沒有特殊要求，一般用水做介質(zhì)，以水做介質(zhì)的試壓稱作水壓試驗。 一、檢查的依據(jù) ? 設計圖紙、說明書及有關規(guī)范。 四、空分工藝流程 空氣 N2去合成 O2去轉(zhuǎn)化爐 過濾器 空壓機 空冷塔 分子篩 增壓空壓機 膨脹機增壓段 主換熱器 膨脹機 減壓段 精餾塔 氮壓機 液氧泵 （二）碳回收裝置 一、回收目的 新疆氨裝置因氨碳不平衡，需從焦爐煙道氣中回收一部分二氧化碳。 空分規(guī)模 O2 ： 6000Nm3/h N2 ： 13000 Nm3/h 儀表空氣： 800 Nm3/h 工廠空氣： 200 Nm3/h 空分方法：主要有二種 （ 1）分子篩吸附，如 PSA（變壓吸附） （ 2）空氣液化精餾（大規(guī)模） ? 二、空氣液化精餾 ? 空氣的組成 組分 分子量 體積 % 質(zhì)量 % 空氣 100 100 氮 氧 32 氬 氖 103 103 氦 104 105 原理 （ 1）液化 ——就是把一種物質(zhì)從氣體狀態(tài)變成液體狀態(tài)的過程 （ 2）要使氣體液化，必須把氣體的溫度降到臨界溫度以下。溫度越低，壓力也越低。冷激式的塔內(nèi)換熱器占體積少，又在塔外設置開工加熱爐代替塔內(nèi)的電加熱器，從而可多裝催化劑，這對提高合成塔生產(chǎn)強度時十分有利的。 ? 解： 3Nm Nm.3 1235177030 000V ???排放量 ? 六、氨合成催化劑 ? ： FeO、 Fe2O3 助催化劑： Al2O K2O、 CaO ? FeO和Fe2O3 ，其組成大體上相當于 Fe3O4，即FeO/ Fe2O3 =(即 Fe/Fe比值接近于 時活性為最高。正常運行時，利用氨合成反應熱維持床溫。合成氨工業(yè)雖有近 100年歷史，但氨合成方法原則上沒有改變，需要高壓（ ～ ）、高溫（ 300～ 500℃ ）、鐵催化劑作用下氫與氮合成氨。 ? 分類：（按熱力過程分） ? （ 1）凝汽式 （ 2）抽氣冷凝式 （ 3）背壓式 ? 透平的調(diào)速系統(tǒng) ? （ 1）透平的調(diào)速系統(tǒng)的任務是使汽輪機輸出的功率與負荷保持平衡。 ? 喘振現(xiàn)象的特征 ? （ 1）壓縮機的流量和出口壓力出現(xiàn)周期性波動。 ? 性能曲線大體形狀如下圖所示 ： 曲線曲線ηG 曲線出口壓力 功率 效率η吸入氣量（ ) 滯止點(最大 流量)設計點 喘振點(最小 流量) ? 說明： 由 PG（出口壓力～流量）曲線知， P↗ ，則 G↘ ； 由 NG（功率～流量）曲線知， N↗ ，則G↗ ； 由 ηG（效率～流量）曲線知，有一個最高點，這一點的流量、壓力、功率就是設計的工況點，而當偏離設計條件時，機組效率有所降低。 ? （ 2）氧化：還原態(tài)的甲烷化催化劑能與 O2發(fā)生激烈的氧化反應，生成金屬鎳，同時放出大量熱。 ? 每 %的 CO2轉(zhuǎn)化為 CH4時，原料氣的溫度將升高 ℃ 。 第七節(jié) 甲烷化 ? 一、概述 ? 目的：脫除工藝氣中微量 CO和 CO2 ，指標 CO+ CO2 ≤10ppm，得到合格的精煉氣。 ? 再生塔 ? 說明： ? （ 1）、整個再生塔分為上、中、下三段。 ? 有效組份 ↗ ，則 CO2溶解度和吸收速率 ↗ 。它由甲胺與環(huán)氧乙烷反應制得。 ? 化學吸收法 ? 優(yōu)點：精度高，在不太高的壓力下可以脫除至 CO2 ≤幾個～幾十 ppm。 2%，含助催化劑三氧化二鉻（ Cr2O3 ） 9177。 ? 平衡常數(shù) ? 式中： 、 、 、 ——各組分的平衡分壓（大氣壓） ? 、 、 、 ——各組分的平衡組成（摩爾分數(shù)） ????OHCOHCOP PPPPK222????OHCOHCOYYYY2222COPHP COP OHP 22COY 2HY COY OHY 2 ? 三、影響變換反應化學平衡的因素 ? 溫度：變換反應是可逆放熱反應，溫度 ↘ ，則KP↗ 。 （ 3）爐內(nèi)裝填催化劑兩層，上層時耐高溫的Z205催化劑，下層是活性高的 CN20催化劑。 （ 2）輻射室內(nèi)燒嘴分四組設置，每排十個，共四十個。 ? （ 5）出口甲烷含量 ●本裝置轉(zhuǎn)化爐出口氣體殘余甲烷指標：CH4≤％； ●轉(zhuǎn)化爐出口甲烷高，不僅這一部分甲烷沒有轉(zhuǎn)化，減少了氨產(chǎn)量，而且在合成工序必須加大惰性氣體排放，造成更多的浪費。 ?二、轉(zhuǎn)化的基本原理 CH4 + 2O2 → CO2+ 2H2O 燃燒反應 CH4+ H2O → CO + 3H2 轉(zhuǎn)化反應 CH4+ CO2 → 2 CO + 2H2 CH4+ 2H2O → CO2 + 4H2 平衡反應 ? （ 1）壓力 烴類蒸汽轉(zhuǎn)化是體積增大的反應，從化學平衡角度來講，低壓有利于轉(zhuǎn)化反應進行。 酒石酸鉀鈉 NaKC4H4O6 防止形成 “V—O—S”復合物黑色沉淀，避免溶液脫硫能力下降，減少組份損失。 四、本裝置濕法脫硫 濕法脫硫裝置是由 ADA＋ PDS濕法脫 硫加氧化鐵干法脫硫組成。 ? 濕法脫硫 ? （ 1）物理吸收法 ? 依靠吸收劑對硫化物的物理溶解作用進行脫硫。催化劑性能的好壞、活性的高低，不但取決于催化劑生產(chǎn)廠，而且與使用廠的活化操作有關。絕大多數(shù)催化劑都不是一種純物質(zhì)而是幾種組分的混合物，其中： ? 活性組分 ——真正起催化作用的組分。 ? ? （ 1）催化劑的活性 ? 催化劑的活性高低就是指其催化能力的大小。因此，保持空分正常生產(chǎn)時保證合成氨裝置“安、穩(wěn)、長、伏、滿”運行的重要條件。 ? 式壓縮機代替原來的往復式壓縮機，并用裝置內(nèi)自產(chǎn)的蒸汽驅(qū)動透平。未反應的氣體重新送回合成塔。這個反應叫做變換反應。 ? 如煤的干餾，得到焦炭、煤焦油、焦爐氣、粗氨水和粗苯等，因此，干餾是一個伴隨物理變化和化學變化的復雜過程。 ? 氨不僅對發(fā)展農(nóng)業(yè)有著重要的意義，而且也是重要的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、合成纖維、合成樹脂等工業(yè)部門。氨的水溶液呈弱堿性，易揮發(fā)。哈伯的這一著名的“循環(huán)法”專利一直被應用到現(xiàn)今的合成氨廠。兩人密切合作，1913年 9月 9日世界上第一座工業(yè)化的合成氨工廠在德國建成投產(chǎn)，氨廠的生產(chǎn)能力為30t/d。氨與空氣遇火能爆炸，在常壓常溫下氨的爆炸范圍為 ～ 28%，或 ～82%（在氧氣中）。 ? 液氨是常用的冷凍劑。在這過程中，焦爐氣用焦爐氣壓縮機壓縮 （ G）。 來自脫碳的工藝氣，首先按氫氮比約為 3： 1配入來自空分的氮氣，然后進入甲烷化工序，把工藝氣中殘余的少量 CO2和 CO經(jīng)甲烷化反應變成水蒸氣和 CH4。此外，但凡有生產(chǎn)余熱可利用之處，都安排有熱回收設備，構成了全廠的熱回收系統(tǒng)，穿插于各個工藝工序之內(nèi)。這樣有利于降低合成氨成本。因此不存在一類“萬用”催化劑。 (3)機械強度 催化劑應具有較高的機械強度，也就是催化