【正文】 等，此外，還有一些氣體，如、雖然對(duì)催化劑無(wú)毒，但會(huì)影響合成氨的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率，在可能的條件下，也要除去，得到符合氨合成要求的潔凈氨、氮混合氣，清除雜質(zhì)的方法常用的有三種。銅氨液吸收法吸收co、co2和 等氣體。轉(zhuǎn)化法使co、co2在較低溫下轉(zhuǎn)化為。液氮洗滌法讓氣體在低溫下，使雜質(zhì)氣體逐一液化，最后用液氮洗滌，這可以比較徹底地清除有害氣體。以煤為原料的合成氨工藝流程我國(guó)以煤為原料的中型合成氨廠多數(shù)采用20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的三催化劑凈化流程，即采用脫硫、變換和甲醇化三中催化劑氣體，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅氨液洗滌工藝，以煤為原料的小型氨廠則采用碳化工藝，用農(nóng)氨水吸收二氧化碳，得到碳酸氫銨產(chǎn)品，將脫碳過(guò)程與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程結(jié)合起來(lái)。以無(wú)煙煤為原料的中型合成氨廠，將粒度為25~100mm的無(wú)煙煤加到固定床煤氣發(fā)生爐中，交替地想爐內(nèi)通入空氣和水蒸氣，氣化所產(chǎn)生的半水煤氣經(jīng)燃燒室，廢熱鋼爐回收熱量后，送到氣柜儲(chǔ)存，半水煤氣經(jīng)典除塵去除其中固體小顆粒后，通過(guò)風(fēng)機(jī)送到半水煤氣脫硫塔中，用栲膠脫硫，以出去氣體中的硫化氫；一滴進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)的前三段，~，然后氣體進(jìn)入飽和塔，用熱水使氣體變成飽和水蒸氣，經(jīng)熱交換器被由變換爐來(lái)的變換氣加熱后，進(jìn)入變換爐，用蒸汽式氣體中一氧化碳變成氫氣，變換后的氣體返回?fù)Q熱器與半水煤氣換熱后，再經(jīng)熱水塔使氣體冷卻，進(jìn)入變換氣脫硫塔 用栲膠溶液脫硫，以脫除變換時(shí)有機(jī)硫轉(zhuǎn)換而成的硫化氫。伺候，氣體進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)的后兩段，加壓到12~13mpa，一次進(jìn)入銅洗塔和堿洗塔中，最后一段，壓縮到30~32mpa，進(jìn)入油分離器，再次與循環(huán)氣壓縮機(jī)來(lái)的循環(huán)氣混合并除去其中油霧后，進(jìn)入冷凝塔和氨冷器的管內(nèi)，再進(jìn)入冷凝塔上部的管間，與管內(nèi)的氣體換熱后，進(jìn)入氨合成塔，在高溫高壓和催化劑存在的條件下，氫、氮?dú)夂铣蔀榘?，出塔氣中含?0%~16%，經(jīng)水冷器與氨分離器分離出液氨后，進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)循環(huán)使用。分離出來(lái)的液氨進(jìn)入液氨儲(chǔ)槽。 氨合成工藝條件溫度：合成塔壁≤ 150℃進(jìn)塔主氣流 175℃185℃分流氣出塔 150℃160℃零米360℃380℃一段熱點(diǎn)460℃470℃二段進(jìn)口400℃430℃廢鍋進(jìn)口310℃340℃廢鍋出口190℃200℃水冷進(jìn)口≤75℃水冷出口≤30℃氨冷出口0—5℃壓力：系統(tǒng)壓力 ≤ mpa輸氨壓力 ≤ mpa放氨壓力 ≤ mpa氨蒸發(fā)壓力≤ mpa廢鍋蒸汽壓力≤ mpa總回收壓力： mpa氣體成分：補(bǔ)充氣co+co2 ≤20ppm進(jìn)塔h2/進(jìn)塔ch4+ar20%進(jìn)塔nh3%：≤%將符合要求的氫、氮混合氣壓縮到一定壓力下，在高溫、高壓及催化劑存在的條件下，將氫氮?dú)夂铣蔀榘?。一般由壓縮、合成、冷凍等崗位組成。氨的合成氨是一個(gè)體積小的，有催化劑參與的可逆放熱反應(yīng)。工藝條件的擇優(yōu)是以最大的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的。實(shí)踐證明，用以鐵為主的催化劑，在32mpa、450℃、~，原料氣的氫氮比為出口氣體中的氨的濃度較高。壓力越大，反應(yīng)速率也越快。氨合成催化劑采用以鐵為主的催化劑，它有多種型號(hào)。我國(guó)生產(chǎn)使用的a10型催化劑，起燃溫度為370℃，耐熱溫度為500℃，活性最高的溫度為450℃左右。分流進(jìn)塔：反應(yīng)氣分成兩部分進(jìn)塔，一部分經(jīng)塔外換熱器預(yù)熱，依次進(jìn)入塔內(nèi)換熱管、中心管，送到催化劑第一床層，另一部分經(jīng)環(huán)隙直接進(jìn)入冷管束，兩部分氣體在菱形分布器內(nèi)匯合，繼續(xù)反應(yīng)，這樣使低溫未反應(yīng)氣直接竟如冷管束，稍加熱后，作為一、二段間的冷激氣，從而減少冷管面積和占用空間，提高了催化劑筐的有效容積，并強(qiáng)化了床層溫度的可調(diào)性。同時(shí)僅有65~70%的冷氣進(jìn)入塔內(nèi)換熱器和中心管，減輕了換熱器負(fù)荷，因而減少了換熱面積，相對(duì)增加了有效的高壓容積，也使出塔反應(yīng)氣溫度提高（310~340℃），即回收熱品位提高。氣體分流進(jìn)塔使塔阻力和系統(tǒng)阻力比傳流程小。進(jìn)塔外換熱器的冷氣不經(jīng)環(huán)隙，這樣溫度更低，使進(jìn)水冷器的合成氣溫度更低（約75℃左右），提高了合成反應(yīng)熱的利用率，降低了水冷器的負(fù)荷和冷卻水的消耗。水冷后的合成氣直接進(jìn)入冷交管間，由上而下邊冷凝邊分離，液氨在重力和離心力的作用下分離，既提高了分離效果，又減小了阻力。塔后放空置于水冷、冷交后，氣體經(jīng)連續(xù)冷卻，冷凝量多，因此氣體中氨含量低，惰氣含量高，故放空量少，降低了原料氣消耗。塔前補(bǔ)壓：循環(huán)機(jī)設(shè)于冷交之后，氣體直接進(jìn)塔，使合成反應(yīng)處于系統(tǒng)壓力最高點(diǎn)，有利于反應(yīng)，同時(shí)循環(huán)機(jī)壓縮的溫升不消耗冷量，降低了冷凍能耗。設(shè)備選用結(jié)構(gòu)合理，使消耗低，運(yùn)行平穩(wěn)，檢修量減少，工藝趨于完善。選用先進(jìn)的自控手段，如兩級(jí)放氨，氨冷加氨，廢鍋加水，系統(tǒng)近路的控制，均用了dcs計(jì)算機(jī)集散系統(tǒng)自動(dòng)化控制，冷交、氨分用液位檢測(cè)采用國(guó)內(nèi)近幾年問(wèn)世的電容式液位傳感器等新技術(shù)使操作更加靈活、平穩(wěn)、可靠，降低了操作強(qiáng)度。 氨的凈化和輸送由合成車(chē)間液氨倉(cāng)庫(kù)經(jīng)液氨升壓泵加壓后的原料液氨，壓力大于（表壓），溫度約來(lái)自一段循環(huán)系統(tǒng)冷凝器回收的液氨，自氨冷凝器a、b流入液氨緩沖槽的回流室，其中一部分液氨正常為60%，作為一段吸收塔回流液氨用，而其余液氨經(jīng)過(guò)液氨緩沖槽的中部溢流隔板，進(jìn)入原料室與新鮮原料液氨混合后一起至高壓氨泵，這樣可使液氨保持較低的溫度以減少高壓氨泵進(jìn)口氨氣化。氨緩沖槽壓力維持在左右，設(shè)置在高為23米平面上，是為了具有足夠的壓頭，使液氨回流進(jìn)入一段吸收塔，同時(shí)也為了保證高壓氨泵所需要的吸入壓頭。氨緩沖槽原料室的液氨，進(jìn)入高壓氨泵（單動(dòng)臥式三聯(lián)柱塞泵、打液能力為每臺(tái)，反復(fù)次數(shù)180次/分、電動(dòng)機(jī)250kw、三臺(tái)高壓氨泵一臺(tái)備用）將液氨加壓。 尿素的基本性質(zhì)尿素的化學(xué)命名為碳酸銨，無(wú)嗅，無(wú)味的針狀或棱柱狀結(jié)晶，工業(yè)產(chǎn)品為白色，%。熔點(diǎn)：℃重度：20℃40℃,1,335（固體），（粒狀）。比重變化量：每1℃假比重： ,（粒狀）溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚類(lèi)中。溫度在30℃以上，尿素在液氨中溶解度較水中的溶解度大。尿素合成的基本原理用氨和合成尿素的反應(yīng)，通常認(rèn)為是按以下兩個(gè)步驟，在合成塔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行：第一步：氨與作用生成氨基甲酸銨第二步：氨基甲酸銨脫水生成尿素這兩個(gè)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，反應(yīng)（1）是放熱反應(yīng)，在常溫下實(shí)際上可以進(jìn)行到底，在100、150℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的很快、很完全，為瞬時(shí)反應(yīng)，而反應(yīng)（2）是吸熱反應(yīng)，進(jìn)行的比較緩慢，且不完全，這就使其成為合成尿素的控制反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)證明，尿素不能在氣相中直接形成，固體的氨基甲酸銨加熱時(shí)尿素的生成速度比較慢，而在液相中反應(yīng)才較快。所以，尿素的生產(chǎn)過(guò)程要求在液相中進(jìn)行，即氨基甲酸銨必須呈液態(tài)存在。溫度要高于熔點(diǎn)145155℃，因此，決定了尿素的合成要在高溫下進(jìn)行。氨基甲酸銨是個(gè)不穩(wěn)定化合物，加熱時(shí)很容易分解，在常溫下60就可以完全分解，制取尿素時(shí)為了使氨基甲酸銨呈液態(tài)，采用了較高溫度，所以必需采用高壓。由上可知，合成尿素的反應(yīng)的基本特點(diǎn)是高溫、高壓下的液相反應(yīng)，并且是可逆放熱反應(yīng)。 尿素合成工藝條件的選擇 過(guò)剩氨過(guò)剩氨是比較化學(xué)反應(yīng)量所多的氨，常以百分率表示，或表示。過(guò)剩氨可以使反應(yīng)的平衡趨向生成尿素的一方，使產(chǎn)率提高。過(guò)剩氨也可以合成速度加快，提高尿素產(chǎn)率，過(guò)剩氨的存在，可與系統(tǒng)中的水結(jié)合，從而降低了水的濃度，抑制了副反應(yīng)的發(fā)生。過(guò)剩氨的存在，帶走了一部分氨基甲酸銨的生成熱，不僅有利于反應(yīng)平衡趨向生成尿素的方向，提高尿素產(chǎn)率，而且有利于維持塔內(nèi)反應(yīng)的自熱平衡，簡(jiǎn)化了合成塔的結(jié)構(gòu)，過(guò)剩氨的存在，抑制了氫酸和氫酸氨的生成，降低了對(duì)合成塔的腐蝕。但過(guò)剩氨的存在也帶來(lái)一些不利影響：過(guò)剩氨的增加過(guò)大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增加率也逐漸增加，并且提高了合成塔內(nèi)反應(yīng)系的平衡壓力：過(guò)剩氨的增加，會(huì)破壞反應(yīng)物的自然平衡，為維持合成塔內(nèi)頂定溫度，就必須提高濃氨預(yù)熱溫度；過(guò)剩氨的增加，會(huì)是反應(yīng)混合物的比重下降，所需反應(yīng)釜的容積加大，處理未生成尿素的反應(yīng)物的設(shè)備也更大，動(dòng)力消耗增加。因此。水份水是尿素合成過(guò)程中的產(chǎn)物，水存在可以降低氨基甲酸銨的熔點(diǎn)，有利于尿素的合成，氨基甲酸銨可以溶解在水中，故可以消除氨基甲酸銨的堵塞現(xiàn)象。但是從化學(xué)反應(yīng)平衡考慮，過(guò)量水的存在阻止合成反應(yīng)向著生成尿素的方向移動(dòng)，促進(jìn)氨基甲酸銨水解等付反應(yīng)的進(jìn)行。造成co2轉(zhuǎn)化率的下降，甚至引起合成與分解的操作條件惡性循環(huán)，水的存在也使合成塔腐蝕加劇。因此在水溶液全循環(huán)中，正常生產(chǎn)時(shí)避免向合成塔內(nèi)送水，在過(guò)剩氨回收和液相循環(huán)中，也應(yīng)力求減少水分進(jìn)入合成塔，在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行合成塔物料為1/。 的純度的純度低，不僅會(huì)降低的轉(zhuǎn)化率，而且會(huì)造成合成塔的腐蝕，生產(chǎn)實(shí)踐證明 %在86100%時(shí)，純度每下降1%%左右。因此生產(chǎn)中過(guò)頂二氧化碳的純度要在98%以上。溫度和壓力溫度越高尿素達(dá)最大產(chǎn)率的時(shí)間越短，即反應(yīng)速度越快，合成塔的生產(chǎn)強(qiáng)度也就提高，但溫度越高，尿素產(chǎn)率的提高逐漸減慢，同時(shí)反應(yīng)溫度的提高也必須使合成系統(tǒng)的平衡壓力提高，腐蝕速度增加，為保證尿素在液相中生成和一定的反應(yīng)速度，對(duì)設(shè)備制造和防腐問(wèn)題，合成塔的操作溫度控制在185190℃為宜。合成塔的操作壓力，必須大于操作條件下的平衡壓力，否則會(huì)使氨基甲酸銨離解，溶液中氨氣化，轉(zhuǎn)化率下降，但操作壓力過(guò)高，會(huì)使動(dòng)力消耗增加，設(shè)備制造強(qiáng)度加大。因此合成塔的操作壓力高于其操作條件下平衡壓力1030氣壓較好。 未反應(yīng)成尿素物質(zhì)的分離和回收在合成塔中比為4時(shí)，約有65%的 和33%的氨轉(zhuǎn)變成尿素，其余的氨和二氧化碳則以氨基甲酸銨，游離二氧化碳和游離氨的形式存在于合成后尿素熔融物種，這部分物質(zhì)必須同尿素分離，以便循環(huán)利用。為了把未反應(yīng)生成尿素的從尿水熔融物分離出來(lái)，一般采用逐段降壓和提溫的方法，有利于 的溜出，但壓力的選擇，還必須考慮到，的回收，為的控制還必須考慮到高溫對(duì)設(shè)備的腐蝕，溫度和壓力的選擇都不宜太高太低。為了把分離出來(lái)的回收，通常是在不同溫度，不同壓力，是用水和氨水，把 吸收，生成甲胺和氨水，然后返回尿素合成塔。尿素的加工尿素水溶液在加熱過(guò)程中其熱穩(wěn)定性較差，在溶液加熱達(dá)到一定溫度以上就可能發(fā)生尿素水解反應(yīng)和縮二脲的生成反應(yīng)，其反應(yīng)如下：2nh2conh2=nh2conhconh2+nh3nh2conh2+2h2o=（nh4）2co3=2nh3+ co2+h2o兩個(gè)副反應(yīng)由于受溫度、加熱時(shí)間、溶液面上氣氨分壓等因素的影響。因此，尿液蒸發(fā)過(guò)程的操作壓力越低，相應(yīng)飽和尿液濃度就越高，如果達(dá)到相同濃度，蒸發(fā)壓力高，相應(yīng)所需溫度也高。為減少副產(chǎn)物的生成，避免出現(xiàn)結(jié)晶困難的問(wèn)題，通常采用兩段蒸發(fā)流程：一段蒸發(fā)的目的是在較低的壓力下首先蒸發(fā)掉大量的水，然后在更低的壓力下進(jìn)行二段蒸發(fā)，已達(dá)到最后的濃度，兩端蒸發(fā)的分界線是根據(jù)傳熱溫差和冷卻水溫度而定的。 工藝流程介紹其生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn)是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、自然通風(fēng)的造粒流程，設(shè)計(jì)中未考慮解析系統(tǒng)，碳化氨水送碳氨母液槽。本流程分為壓縮、合成、分解系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、蒸發(fā)造粒四個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，整個(gè)生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。去工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)是我們的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)過(guò)程中必不可少的部分，生產(chǎn)實(shí)習(xí)是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才、為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打下感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)的非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)去工廠參觀實(shí)習(xí)，讓我們認(rèn)識(shí)了平時(shí)只能通過(guò)書(shū)本而想象的設(shè)備，在實(shí)習(xí)過(guò)程中，大家結(jié)合書(shū)本上學(xué)習(xí)過(guò)的理論知識(shí)，對(duì)工廠所用設(shè)備進(jìn)行深入的了解，很多平時(shí)在學(xué)校很難理解的知識(shí)，在見(jiàn)到真實(shí)設(shè)備后就一下解決了。在工廠的“身臨其境”讓我們褪去了書(shū)本的束縛，真正的把理論聯(lián)系到實(shí)際，在機(jī)械的轟鳴聲中，在空氣中彌漫的淡淡尿素味道里，在看到工廠的工人師傅認(rèn)真生產(chǎn)，一絲不茍的表情時(shí)，我們隊(duì)“過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)”有了更多的理解和體會(huì)。通過(guò)此次生產(chǎn)實(shí)習(xí)，大家對(duì)以后的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)更加有興趣，更加容易接受。實(shí)習(xí)時(shí)間雖不長(zhǎng)，但在這短暫的幾天內(nèi)讓我收獲不少，這為我以后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。