【正文】 等，此外，還有一些氣體，如、雖然對催化劑無毒，但會影響合成氨的反應速率和轉化率，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，清除雜質的方法常用的有三種。銅氨液吸收法吸收co、co2和 等氣體。轉化法使co、co2在較低溫下轉化為。液氮洗滌法讓氣體在低溫下，使雜質氣體逐一液化，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以煤為原料的中型合成氨廠多數(shù)采用20世紀60年代開發(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，將脫碳過程與產(chǎn)品生產(chǎn)過程結合起來。以無煙煤為原料的中型合成氨廠，將粒度為25~100mm的無煙煤加到固定床煤氣發(fā)生爐中，交替地想爐內通入空氣和水蒸氣，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，送到氣柜儲存，半水煤氣經(jīng)典除塵去除其中固體小顆粒后，通過風機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；一滴進入原料氣壓縮機的前三段，~，然后氣體進入飽和塔，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的變換氣加熱后，進入變換爐，用蒸汽式氣體中一氧化碳變成氫氣，變換后的氣體返回換熱器與半水煤氣換熱后，再經(jīng)熱水塔使氣體冷卻，進入變換氣脫硫塔 用栲膠溶液脫硫，以脫除變換時有機硫轉換而成的硫化氫。伺候，氣體進入原料氣壓縮機的后兩段，加壓到12~13mpa，一次進入銅洗塔和堿洗塔中，最后一段，壓縮到30~32mpa，進入油分離器，再次與循環(huán)氣壓縮機來的循環(huán)氣混合并除去其中油霧后，進入冷凝塔和氨冷器的管內，再進入冷凝塔上部的管間，與管內的氣體換熱后，進入氨合成塔，在高溫高壓和催化劑存在的條件下，氫、氮氣合成為氨，出塔氣中含氨10%~16%，經(jīng)水冷器與氨分離器分離出液氨后，進入循環(huán)氣壓縮機循環(huán)使用。分離出來的液氨進入液氨儲槽。 氨合成工藝條件溫度：合成塔壁≤ 150℃進塔主氣流 175℃185℃分流氣出塔 150℃160℃零米360℃380℃一段熱點460℃470℃二段進口400℃430℃廢鍋進口310℃340℃廢鍋出口190℃200℃水冷進口≤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：補充氣co+co2 ≤20ppm進塔h2/進塔ch4+ar20%進塔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，將氫氮氣合成為氨。一般由壓縮、合成、冷凍等崗位組成。氨的合成氨是一個體積小的，有催化劑參與的可逆放熱反應。工藝條件的擇優(yōu)是以最大的經(jīng)濟效益為目標的。實踐證明，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。我國生產(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。分流進塔：反應氣分成兩部分進塔，一部分經(jīng)塔外換熱器預熱，依次進入塔內換熱管、中心管，送到催化劑第一床層，另一部分經(jīng)環(huán)隙直接進入冷管束，兩部分氣體在菱形分布器內匯合，繼續(xù)反應，這樣使低溫未反應氣直接竟如冷管束，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，并強化了床層溫度的可調性。同時僅有65~70%的冷氣進入塔內換熱器和中心管，減輕了換熱器負荷，因而減少了換熱面積，相對增加了有效的高壓容積，也使出塔反應氣溫度提高（310~340℃），即回收熱品位提高。氣體分流進塔使塔阻力和系統(tǒng)阻力比傳流程小。進塔外換熱器的冷氣不經(jīng)環(huán)隙，這樣溫度更低，使進水冷器的合成氣溫度更低（約75℃左右），提高了合成反應熱的利用率，降低了水冷器的負荷和冷卻水的消耗。水冷后的合成氣直接進入冷交管間，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。塔前補壓：循環(huán)機設于冷交之后，氣體直接進塔，使合成反應處于系統(tǒng)壓力最高點，有利于反應，同時循環(huán)機壓縮的溫升不消耗冷量，降低了冷凍能耗。設備選用結構合理，使消耗低，運行平穩(wěn)，檢修量減少，工藝趨于完善。選用先進的自控手段，如兩級放氨，氨冷加氨，廢鍋加水，系統(tǒng)近路的控制，均用了dcs計算機集散系統(tǒng)自動化控制，冷交、氨分用液位檢測采用國內近幾年問世的電容式液位傳感器等新技術使操作更加靈活、平穩(wěn)、可靠，降低了操作強度。 氨的凈化和輸送由合成車間液氨倉庫經(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)過液氨緩沖槽的中部溢流隔板，進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口氨氣化。氨緩沖槽壓力維持在左右，設置在高為23米平面上，是為了具有足夠的壓頭，使液氨回流進入一段吸收塔，同時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，進入高壓氨泵（單動臥式三聯(lián)柱塞泵、打液能力為每臺，反復次數(shù)180次/分、電動機250kw、三臺高壓氨泵一臺備用）將液氨加壓。 尿素的基本性質尿素的化學命名為碳酸銨，無嗅，無味的針狀或棱柱狀結晶，工業(yè)產(chǎn)品為白色，%。熔點：℃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，通常認為是按以下兩個步驟，在合成塔內連續(xù)進行：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反應都是可逆反應，反應（1）是放熱反應，在常溫下實際上可以進行到底，在100、150℃時，反應進行的很快、很完全，為瞬時反應，而反應（2）是吸熱反應，進行的比較緩慢，且不完全，這就使其成為合成尿素的控制反應。實驗證明，尿素不能在氣相中直接形成，固體的氨基甲酸銨加熱時尿素的生成速度比較慢，而在液相中反應才較快。所以，尿素的生產(chǎn)過程要求在液相中進行，即氨基甲酸銨必須呈液態(tài)存在。溫度要高于熔點145155℃，因此，決定了尿素的合成要在高溫下進行。氨基甲酸銨是個不穩(wěn)定化合物，加熱時很容易分解，在常溫下60就可以完全分解，制取尿素時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，合成尿素的反應的基本特點是高溫、高壓下的液相反應，并且是可逆放熱反應。 尿素合成工藝條件的選擇 過剩氨過剩氨是比較化學反應量所多的氨，常以百分率表示，或表示。過剩氨可以使反應的平衡趨向生成尿素的一方，使產(chǎn)率提高。過剩氨也可以合成速度加快，提高尿素產(chǎn)率，過剩氨的存在，可與系統(tǒng)中的水結合，從而降低了水的濃度，抑制了副反應的發(fā)生。過剩氨的存在，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反應的自熱平衡，簡化了合成塔的結構，過剩氨的存在，抑制了氫酸和氫酸氨的生成，降低了對合成塔的腐蝕。但過剩氨的存在也帶來一些不利影響：過剩氨的增加過大，二氧化碳轉化率增加率也逐漸增加，并且提高了合成塔內反應系的平衡壓力：過剩氨的增加，會破壞反應物的自然平衡，為維持合成塔內頂定溫度，就必須提高濃氨預熱溫度；過剩氨的增加，會是反應混合物的比重下降，所需反應釜的容積加大，處理未生成尿素的反應物的設備也更大，動力消耗增加。因此。水份水是尿素合成過程中的產(chǎn)物，水存在可以降低氨基甲酸銨的熔點，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。但是從化學反應平衡考慮，過量水的存在阻止合成反應向著生成尿素的方向移動，促進氨基甲酸銨水解等付反應的進行。造成co2轉化率的下降，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)時避免向合成塔內送水，在過剩氨回收和液相循環(huán)中，也應力求減少水分進入合成塔，在工業(yè)生產(chǎn)中進行合成塔物料為1/。 的純度的純度低，不僅會降低的轉化率，而且會造成合成塔的腐蝕，生產(chǎn)實踐證明 %在86100%時，純度每下降1%%左右。因此生產(chǎn)中過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最大產(chǎn)率的時間越短，即反應速度越快，合成塔的生產(chǎn)強度也就提高，但溫度越高，尿素產(chǎn)率的提高逐漸減慢，同時反應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速度，對設備制造和防腐問題，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，否則會使氨基甲酸銨離解，溶液中氨氣化，轉化率下降，但操作壓力過高，會使動力消耗增加，設備制造強度加大。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。 未反應成尿素物質的分離和回收在合成塔中比為4時，約有65%的 和33%的氨轉變成尿素，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，這部分物質必須同尿素分離，以便循環(huán)利用。為了把未反應生成尿素的從尿水熔融物分離出來，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設備的腐蝕，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程中其熱穩(wěn)定性較差，在溶液加熱達到一定溫度以上就可能發(fā)生尿素水解反應和縮二脲的生成反應，其反應如下：2nh2conh2=nh2conhconh2+nh3nh2conh2+2h2o=（nh4）2co3=2nh3+ co2+h2o兩個副反應由于受溫度、加熱時間、溶液面上氣氨分壓等因素的影響。因此，尿液蒸發(fā)過程的操作壓力越低，相應飽和尿液濃度就越高，如果達到相同濃度，蒸發(fā)壓力高，相應所需溫度也高。為減少副產(chǎn)物的生成，避免出現(xiàn)結晶困難的問題，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行二段蒸發(fā)，已達到最后的濃度，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)工藝流程特點是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸發(fā)、自然通風的造粒流程，設計中未考慮解析系統(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)造粒四個生產(chǎn)過程，整個生產(chǎn)為單系統(tǒng)生產(chǎn)。去工廠生產(chǎn)實習是我們的工科類專業(yè)課學習過程中必不可少的部分，生產(chǎn)實習是理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)高級工程技術人才、為后續(xù)專業(yè)課學習打下感性認識基礎的非常重要的實踐環(huán)節(jié)。通過去工廠參觀實習，讓我們認識了平時只能通過書本而想象的設備，在實習過程中，大家結合書本上學習過的理論知識，對工廠所用設備進行深入的了解，很多平時在學校很難理解的知識，在見到真實設備后就一下解決了。在工廠的“身臨其境”讓我們褪去了書本的束縛，真正的把理論聯(lián)系到實際，在機械的轟鳴聲中，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真生產(chǎn)，一絲不茍的表情時，我們隊“過程裝備與控制工程專業(yè)”有了更多的理解和體會。通過此次生產(chǎn)實習，大家對以后的專業(yè)知識學習更加有興趣，更加容易接受。實習時間雖不長，但在這短暫的幾天內讓我收獲不少，這為我以后走上工作崗位打下了堅實基礎。