【文章內(nèi)容簡介】 氣。經(jīng)一次脫硫、變換、二次脫硫、脫碳、精脫硫、甲醇、烴化等工藝將氣體凈化。除去 雜質(zhì)后，將氮氫氣體送入合成塔內(nèi)，在高溫高壓，有催化劑存在的條件下合成 氨。脫碳解吸出來的二氧化碳經(jīng)凈化和壓縮后，與氨一起送入尿素合成塔在適 當?shù)臏囟群蛪毫ο?，合成尿素。?jīng)蒸發(fā)、造粒后包裝銷售?？偟墓に嚵鞒倘缦拢浩渲校钡暮铣晒灿腥齻€階段，造氣、凈化、合成。晉開公司采用的是 以煤為原料造氣。c+h2o=co+h2 工藝流程如下：工藝流程說明：采用間歇式固定常壓氣化法，即在煤氣發(fā)生爐內(nèi)，以無煙煤塊或者焦炭為原 料，并保持一定的炭層，在高壓下，交替的吹入空氣和蒸汽，使煤氣化，以制 取合格的半水煤氣。經(jīng)過除塵、熱量回用降溫后送入汽柜。自上一次開始送風 至下一次送分為止，稱為一個工作循環(huán)，每個循環(huán)分吹風、上吹、下吹、二次 上吹和吹凈五個部分。工藝流程：吹風階段，回收階段，上次制氣，下次制氣，二次上吹吹風階段：空氣→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過濾器→廢熱鍋爐→煙囪放空回收階段：空氣→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過濾器→廢熱鍋爐→洗氣塔→氣柜 上吹制氣階段：蒸汽頂進→煤氣發(fā)生爐→廢熱鍋爐→洗氣塔→氣柜二次上吹階段：蒸汽→煤氣發(fā)生爐→除塵器蒸汽過濾器→廢熱鍋爐→洗氣塔→ 氣柜半水煤氣成分（工藝指標）： co2: ≤8% o2:≤% co+h2:≥68% 合成循環(huán)氣h2/n2 氣體溫度：煤氣爐頂出口溫度≤380℃ 煤氣爐底出口溫度150280℃ 氣體入口煤氣溫度≤45℃氫氮比的調(diào)節(jié)是造氣工序的一重要操作 半水煤氣質(zhì)量→氫氮比是否穩(wěn)定根據(jù)氨的合成反應(yīng)，氫氮比控制在3:1左右，一般按照循環(huán)空氣中氫含量的高低進行調(diào)節(jié)主要用到的設(shè)備包括：煤氣發(fā)生爐、蒸汽緩沖器、空氣鼓風機、集塵器、洗氣塔、除塵器、廢熱鍋爐、各種管道等。煤氣發(fā)生爐構(gòu)造及原理固體燃料由進料口加入空氣、水蒸氣由下部進氣口進入爐體內(nèi)壁為直立的圓筒，下部由鋼板焊成的 水夾套，夾套上部襯耐火材料，用以保護外 殼鋼板和減少熱量損失，爐頂內(nèi)壁用耐火磚 砌成拱形。底部為除灰機構(gòu)，在爐底軌道上置有大齒 輪，大齒輪上部蓋有灰盤，灰盤中間設(shè)有爐 箅，當灰盤旋轉(zhuǎn)時，灰渣由灰梨刮入灰倉，定期排除羅茨鼓風機結(jié)構(gòu)及原理機殼內(nèi)有兩 個特殊形狀的轉(zhuǎn)子，常為腰形或三星形，兩轉(zhuǎn)子之間轉(zhuǎn)子與機殼之間的縫隙很小，使轉(zhuǎn)子能自由的轉(zhuǎn)動而無過多泄漏。兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，可使氣體從一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出。凈化階段凈化車間工藝指標： 665氣柜高度：30008000m3 大風天氣：30006000m3半脫出口h2s含量：80150mg/m3脫硫溶液懸浮硫含量:壓縮一段進口溫度：冬季交換爐入口h2s含量：80150mg/m3（根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整）o交換爐熱點溫度：200400c變脫后h2s含量：凈化氣中co2含量：精脫出口h2s含量煤中的硫在造氣過程中大多以h2s的形式進入氣相，它不僅會腐蝕工藝管道和設(shè)備，而且會使變換催化劑和合成催化劑中毒，因此脫硫工段的主要目的就是利用dds脫硫劑脫出氣體中的硫。氣柜中的半水煤氣經(jīng)過靜電除焦、羅茨風機增壓冷卻降溫后進入半水煤氣脫硫塔，脫除硫化氫后經(jīng)過二次除焦、清洗降溫送往壓縮機一段入口。脫硫液再生后循環(huán)使用。脫硫工藝流程如下： 靜電除焦器構(gòu)造及原理靜電除焦塔主要由塔體和電器兩部分，其塔體結(jié)構(gòu)如圖所示第三篇：實習報告合成氨仿真南京工業(yè)大學合成氨仿真實習報告書學 院： 班級、學號： 姓名（簽名）：2011年11 月 實習目的仿真實習是認識實習實習計劃的組成部分，通過實習使學生了解化工生產(chǎn)一般特點、規(guī)律和工藝參數(shù)的控制，獲得化工生產(chǎn)實踐知識，培養(yǎng)運用化工專業(yè)理論知識，分析和解決實際問題的能力，為今后畢業(yè)論文（設(shè)計）和所從事的化工實際工作打下良好的實踐基礎(chǔ)。實習要求。要求了解并熟悉生產(chǎn)過程及控制，包括： 1）生產(chǎn)方法和原理，原料、催化劑及產(chǎn)品特性；2）生產(chǎn)工藝流程（流程中設(shè)備、主副管線，過程操作和控制）； 3）各工序工藝條件及控制：主要設(shè)備操作溫度、壓力和組成； 4）主要設(shè)備型式、結(jié)構(gòu)；5）主要設(shè)備及管線上的控制儀表及調(diào)節(jié)方法。1）聽講座（擬安排工藝及設(shè)備、仿真裝置及操作等講座）；2）現(xiàn)場實習：熟悉工藝流程、設(shè)備、及仿真軟件操作，熟悉仿真模型； 3）閱讀實習指導書、流程圖、設(shè)備圖及其它文獻資料。實習內(nèi)容仿真實習的主要內(nèi)容是：以河南化肥廠為原型的大型合成氨全流程仿真模型和以寧夏化工廠為原型的合成氨大工段DCS控制系統(tǒng)仿真軟件。兩者均以天然氣為原料的合成氨工藝，通過仿真實習了解合成氨工藝原理與流程，掌握合成氨生產(chǎn)中的主要參數(shù)和DCS控制系統(tǒng)的操作。 合成氨裝置轉(zhuǎn)化工段概述轉(zhuǎn)化工段包括下列主要部分: 原料氣脫硫、原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化、高變、低變、給水、爐水和蒸汽系統(tǒng)。原料氣脫硫天然氣中含有少量硫化物，這些硫化物可以使多種催化劑中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。因此，必須盡可能地除去原料氣中的各種硫化物。加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達到直接脫硫的目的，但經(jīng)轉(zhuǎn)化后就大大的利于硫的脫除。在有機硫轉(zhuǎn)化的同時，也能使烯烴類加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。在采用鈷鉬催化劑的條件下，主要進行如下反應(yīng)： RSH+H2=RH+H2S RSR’+2H2=RH+R’H+H2S C4H4S+4H2=C4H10+H2S RC=CR’+H2=RCH2CH2R’氧化鋅是一種內(nèi)表面積頗大，硫容較高的接觸反應(yīng)型脫硫劑。除噻吩及其衍生物外，脫除硫化氫及各種有機硫化物的能力極高。氧化鋅脫硫反應(yīng)：ZnO+H2S=ZnS+H2O 原料天然氣在原料氣預熱器（141－C）中被低壓蒸汽預熱后，進入活性碳脫硫槽（101－DA、102－DA一用一備），進行初脫硫后，經(jīng)壓縮機（102－J）加壓。在一段爐對流段低溫段加熱到230℃左右與103J段來的氫混合后進入Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫槽（108－D）終脫硫后，天然氣中的總硫≤。原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化，與水蒸汽混合后進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)：CH4 + H2O ＝ CO + 3H2CnH2n+ nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在高溫條件下有利于反應(yīng)平衡及反應(yīng)速度。在實際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)分別是一段爐和二段爐中完成。在一段爐中，烴類和水蒸氣的混合氣在反應(yīng)管內(nèi)鎳催化劑的作用下進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，管外有燃料氣燃燒供給反應(yīng)所需熱量，出一段爐轉(zhuǎn)化氣溫度控制在800℃左右。脫硫后的原料氣與中壓蒸汽混和后，經(jīng)對流段高溫段加熱后，進入一段爐（101－B）的336根觸媒反應(yīng)管進行蒸汽轉(zhuǎn)化，管外由頂部的144個燒嘴提供反應(yīng)熱，經(jīng)一段轉(zhuǎn)化后，氣體中殘余甲烷在10％左右。、轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化為了進一步轉(zhuǎn)化，需要更高的溫度。在二段爐中加入預熱后的空氣，利用H2和O2的燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生高熱，促使CH4進一步轉(zhuǎn)化。一段轉(zhuǎn)化氣進入二段爐（103－D），在二段爐中同時送入工藝空氣，工藝空氣來自空氣壓縮機（101－J）加入少量中壓蒸汽并經(jīng)對流段高溫段預熱，轉(zhuǎn)化氣中的H2和空氣中的氧燃燒產(chǎn)生的熱量供給轉(zhuǎn)化氣中的甲烷在二段爐觸媒床中進一步轉(zhuǎn)化，％左右，經(jīng)并聯(lián)的兩臺第一廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)第二廢熱鍋爐進一步回收余熱后，送去變換。CO變換經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化后的工藝氣含有12～15％的CO，變換工序的任務(wù)是使CO在有催化劑存在的條件下與水蒸汽反應(yīng)：CO + H2O ＝ CO2 + H2這樣即能把一氧化碳變?yōu)橐子谇宄亩趸迹瑫r又可制得合成需要的原料氫。變換反應(yīng)是一個可逆、放熱、反應(yīng)前后氣體體積不變的化學反應(yīng)。整個變換過程是由高溫變換和低溫變換組成。高溫變換所用的催化劑是以Fe3O4為活性組分的，它的活性溫度在300℃以上（一般在350～430℃）。在此溫度下，可以取得較高的反應(yīng)速度，但不能達到較低的CO濃度。為了進一步取得較低的CO濃度，還要以銅為活性組分的催化劑作用下，進行低溫變換。它的變換溫度一般在200～250℃，這樣的低溫下，就能使CO的變換進行的比較徹底，％以下。由第二廢熱鍋爐來的轉(zhuǎn)化氣約含有12－14％的CO，進入高變爐（104－DA），在高變觸媒的作用下將部分CO轉(zhuǎn)化成CO2，經(jīng)高溫變換后CO含量降到3％左右，然后經(jīng)第三廢熱鍋爐（103－C）回收部分熱能，經(jīng)換熱器（104－C）進入低變爐（104－DB）在低變觸媒的作用下將其余CO轉(zhuǎn)化為CO2，％左右。給水、爐水、蒸汽系統(tǒng)合成氨裝置開車時，、327℃的中壓蒸汽約50T/H。輔助鍋爐和廢熱鍋爐所用的脫鹽水從水處理車間引入，用并聯(lián)的低變出口氣加熱器（106－C）和甲烷化出口氣加熱器（134－C）預熱到100℃左右，進入除氧器（101－U）脫氧段，在脫氧段用低壓蒸汽脫除水中溶解氧后，然后在儲水段加入二甲基硐肟除去殘余溶解氧。最終溶解氧含量小于7PPb。－，經(jīng)鍋爐給水泵104－J/JA/JB經(jīng)并聯(lián)的合成氣加熱器（123－C），甲烷化氣加熱器（114－C）及一段爐對流段低溫段鍋爐給水預熱盤管加熱到295℃左右進入汽包（101－F），同時在汽包中加入磷酸鹽溶液,汽包底部水經(jīng)101－CA/CB、102－C、103－C一段爐對流段低溫段廢熱鍋爐及輔助鍋爐加熱部分汽化后進入汽包，經(jīng)汽包分離出的飽和蒸汽在一段爐對流段過熱后送至103－JAT，經(jīng)103－、327℃中壓蒸汽，供各中壓蒸汽用戶使用。103－JAT停運時，高壓蒸汽經(jīng)減壓，全部進入中壓蒸汽管網(wǎng)，中壓蒸汽一部分供工藝使用、一部分供凝汽透平使用，其余供背壓透平使用，并產(chǎn)生低壓蒸汽，供111－C、101－U使用，其余為伴熱使用在這個工段中，縮合/脫水反應(yīng)是在三個串聯(lián)的反應(yīng)器中進行的，接著是一臺分層器，用來把有機物從液流中分離出來。 合成氨裝置凈化工段脫碳經(jīng)變換工序后的工藝氣，CO2含量一般在17％左右。本裝置采用改良苯菲爾法脫除工藝氣中的二氧化碳，吸收劑為碳酸鉀溶液，溶液的吸收和再生可以用如下反應(yīng)方程式表示：K2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2KHCO3 + 熱量這是一個可逆過程，脫碳溶液中K2CO3吸收了CO2生成KHCO3，KHCO3又在加熱、減壓的條件下放出CO2，重新變成K2CO3。前一個過程是吸收過程，后一個過程是再生過程。％；％。從變換工序來變換氣溫度60℃，(101E)下部，在吸收塔中經(jīng)塔板逆流向上與塔頂加入的貧液（40℃）接觸，脫去工藝氣中所含二氧化碳，再經(jīng)塔頂洗滌段后出CO2吸收塔，出吸收塔凈化氣在管路上由噴射器噴入變換氣分離器(102F)來的工藝冷凝液進一步洗滌，經(jīng)凈化氣分離器(121F)分離出噴入的工藝冷凝液，溫度44℃，液體與變換冷凝液匯合去工藝冷凝液處理裝置。從CO2吸收塔塔底出來的富液（74℃）先經(jīng)溶液換熱器(109CB)加熱，再經(jīng)溶液換熱器(109CA)進一步升溫至105℃后，進入CO2汽提塔(102E)頂部，102E為篩板塔，共10塊塔板，在CO2汽提塔中靠變換氣煮沸器()蒸汽煮沸器(111C)提供的熱量蒸發(fā)出大量水蒸汽，由下向上逐板汽提出溶液中的CO2，氣體經(jīng)過CO2汽提塔冷凝器(110C)，再經(jīng)CO2汽提塔回流液槽(103F)分離出液體后，CO2氣體送尿素裝置。從CO2汽提塔底部出來的熱貧液先經(jīng)溶液換熱器(109CA)與富液換熱降溫后進貧液泵，經(jīng)貧液泵(107JA/JB/JC)升壓后的貧液再經(jīng)溶液換熱器(109CB)降溫，并經(jīng)貧液冷卻器(108C)進一步冷卻至40℃左右進CO2吸收塔上塔。從CO2汽提塔回流液槽底部出來的冷凝液，先經(jīng)回流液泵(108J)升壓，一部分去冷凝液處理裝置，另一部分去CO2吸收塔頂部洗滌凈化氣中夾帶出的溶液，洗滌后的冷凝液回CO2汽提塔頂部進入系統(tǒng)。甲烷化碳氧化物（CO、CO2）是合成觸媒的毒物，在工業(yè)生產(chǎn)中要求入合成工序的氫氮氣中的CO、CO2含量小于10PPm。在催化劑作用下將CO、CO2加氫反應(yīng)生成對合成觸媒無害甲烷。在鎳觸媒存在的條件下，進行如下化學反應(yīng)： CO + 3H2 ＝ CH4 + H2O + + 4H2 ＝ CH4 + 2H2O + 甲烷化反應(yīng)是可逆強放熱反應(yīng)，溫升很大，每反應(yīng)1％CO，溫升72℃左右；每反應(yīng)1％CO2，溫升60℃左右。因此，要嚴格控制低變出口CO含量及脫碳出口CO2含量再規(guī)定指標范圍內(nèi)，嚴防甲烷化觸媒超溫。甲烷化裝置的原料氣來自脫碳裝置，該原料氣（44℃、）先后經(jīng)合成氣一脫碳氣換熱器(136C)℃、高變氣—脫碳氣換熱器(104C)加熱到316℃，進入甲烷化爐(106D)，爐內(nèi)裝有18mJ105型鎳催化劑，氣體自上部進入106D，氣體中的CO和CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O。甲烷化爐(106D)的出口溫度為363℃，依次經(jīng)鍋爐給水預熱器(114C)，甲烷化氣脫鹽水預熱器(134C)和水冷器(115C)，溫度降至40℃，甲烷化后的氣體中CO和CO2含量降至10ppm以下，進入104F進行氣液分離。冷凝液回收系統(tǒng)自低變104D來的工藝氣（260℃）經(jīng)102F底部冷凝液萃冷后，再經(jīng)105C，106C換熱至60℃，進入102F，其中工藝氣中所帶的水分沉積下來，脫水后的工藝氣進入CO2吸收塔101E脫除CO2。102F的水一部分進入103F，一部分經(jīng)換熱器C66401換熱后進入E66401，由管網(wǎng)來的327℃的蒸汽進入E66401的底部，塔頂產(chǎn)生的氣體進入蒸汽系統(tǒng)，底部液體經(jīng)C66401，C66402換熱后排出。 合成氨裝置合成工段氨的合成是整個合成氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮氫氣在高溫高壓及鐵催化劑作用下合成為氨。由于在反應(yīng)過程中只有少部分氮氫氣合成為氨，因此反應(yīng)后的氣體混合物分離氨后，經(jīng)加壓又送回合成塔，構(gòu)成合成回路。氨合成的化學反應(yīng)式如下：1/2 N2 + 3/2H2 ＝ NH3 + 熱量這是一個放熱和體積減少的可逆反應(yīng)。本裝置的合成塔采用了三段間接換熱式徑向合成塔，這樣合成塔觸媒層的溫度分布就更為合理，