【正文】 C66402換熱后排出。2．3合成氨裝置合成工段氨的合成是整個(gè)合成氨流程中的核心部分。前工序制得的合格氮?dú)錃庠诟邷馗邏杭拌F催化劑作用下合成為氨。由于在反應(yīng)過(guò)程中只有少部分氮?dú)錃夂铣蔀榘?，因此反?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(xué)反應(yīng)式如下：1/2 N2 + 3/2H2 ＝ NH3 + 熱量這是一個(gè)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，更加接近最佳溫度分布曲線，觸媒層的阻力降也更小。同時(shí)，在合成塔出口設(shè)置了合成廢鍋，利用合成氨余熱產(chǎn)生125105Pa（絕）的高壓蒸汽，能量回收更為充分。但是，由于轉(zhuǎn)化工序加入過(guò)量空氣，使合成系統(tǒng)氮過(guò)剩，加大了合成排放氣量。為此增加了氫回收裝置加以彌補(bǔ)，回收的氫返回合成系統(tǒng)。2．3．1 合成系統(tǒng)從甲烷化來(lái)的新鮮氣（40℃、H2/N2=3：1）先經(jīng)壓縮前分離罐(104F)，分離氣體中的水后，進(jìn)合成氣壓縮機(jī)(103J)低壓段，在壓縮機(jī)的低壓缸將新鮮氣體壓縮到合成所需要的最終壓力的二分之一左右，出低壓段的新鮮氣先經(jīng)熱交換仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)器（106C，（現(xiàn)場(chǎng)圖中錯(cuò)標(biāo)為136C）與甲烷化進(jìn)料氣換熱）℃，再經(jīng)水冷器(116C)冷卻至38℃,最后經(jīng)氨冷器(129C)冷卻至7℃后與氫回收來(lái)的氫氣混合進(jìn)入中間分離罐(105F)，進(jìn)一步分離氣體中的水后，從中間分離罐出來(lái)的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。合成回路來(lái)的循環(huán)氣與經(jīng)高壓段壓縮后的氫氮?dú)饣旌线M(jìn)壓縮機(jī)循環(huán)段，從循環(huán)段出來(lái)的合成氣進(jìn)合成系統(tǒng)水冷器(124C)。高壓合成氣自水冷卻器124C出來(lái)后，分兩路繼續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過(guò)原料氣和循環(huán)氣一級(jí)和二級(jí)氨冷器117C和118C的管側(cè)，冷卻介質(zhì)都是冷凍用液氨，另一路通過(guò)就地的MIC23節(jié)流后，在合成塔進(jìn)氣和循環(huán)氣換熱器120C的殼側(cè)冷卻，兩路會(huì)合后，又在新鮮氣和循環(huán)氣三級(jí)氨冷器119C中用三級(jí)液氨閃蒸槽112F來(lái)的冷凍用液氨進(jìn)行冷卻，℃。冷卻后的氣體經(jīng)過(guò)水平分布管進(jìn)入高壓氨分離器（106F），在前幾個(gè)氨冷器中冷凝下來(lái)的循環(huán)氣中的氨就在106F中分出，分離出來(lái)的產(chǎn)品液氨送往低壓氨分離器(107F)。從高壓氨分離器出來(lái)后，循環(huán)氣就進(jìn)入合成塔進(jìn)氣—新鮮循環(huán)氣換熱器120C的管側(cè)，從殼側(cè)的工藝氣體中取得熱量，然后又進(jìn)入合成塔進(jìn)氣出氣換熱器(121C)的管側(cè)，再由HCV11控制進(jìn)入合成塔(105D)，在121C管側(cè)的出口處分析氣體成分。SP35是一專(zhuān)門(mén)的雙向降爆板裝置，是用來(lái)保護(hù)121C的換熱器，防止換熱器的一側(cè)卸壓導(dǎo)致壓差過(guò)大而引起破壞。主線合成氣進(jìn)氣由HCV11控制，從冷激式合成塔105D的塔底進(jìn)入，自下而上地沿內(nèi)件與外筒之間的環(huán)隙上升，被預(yù)熱至合成塔頂部。再向下依次經(jīng)過(guò)各觸媒層進(jìn)行反應(yīng)；一路副線合成氣進(jìn)氣（冷激氣）經(jīng)由MIC13控制，直接到第一層觸媒的入口，用以控制該處的溫度（開(kāi)工時(shí)僅由這一路進(jìn)氣），另一路副線冷激氣可以分別用MIC1MIC15和MIC16進(jìn)行調(diào)節(jié)，分別控制第二、第三、第四層觸媒的入口溫度。氣體經(jīng)過(guò)最底下一層觸媒床后，又自下而上地把氣體導(dǎo)入中心內(nèi)部換熱器的管側(cè)，把熱量傳給進(jìn)來(lái)的氣體，再由105D的頂部出口引出。合成塔出口氣進(jìn)入合成塔鍋爐給水換熱器123C的管側(cè)，把熱量傳給鍋爐給水，接著又在121C的殼側(cè)與進(jìn)塔氣換熱而進(jìn)一步被冷卻，最后回到103J高壓缸循環(huán)段(最后一個(gè)葉輪)而完成了整個(gè)合成回路。合成塔出來(lái)的一部分氣體（吹出氣，又叫馳放氣），經(jīng)氨冷器125C至高壓仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)吹出氣分離缸108F，經(jīng)MIC18調(diào)節(jié)并用FI63指示流量后，送往氫回收裝置或送往一段轉(zhuǎn)化爐燃料氣系統(tǒng)。從合成回路中排出一部分氣是為了控制循環(huán)氣中的甲烷和氬的濃度，甲烷和氬在系統(tǒng)中積累多了會(huì)使氨的合成率降低。吹出氣在進(jìn)入分離罐108F以前先在氨冷器125C中冷卻，由108F分出的液氨送低壓氨分離器107F回收。合成塔備有一臺(tái)開(kāi)工加熱爐(102B)，它是用于開(kāi)工時(shí)把合成塔引溫至反應(yīng)溫度，開(kāi)工加熱爐的原料氣流量由FI62指示，另外，它還設(shè)有一低流量報(bào)警器FAL85與FI62配合使用，MIC17調(diào)節(jié)102B燃料氣量。2．3．2冷凍系統(tǒng)合成來(lái)的液氨進(jìn)入中間閃蒸槽(107F，即低壓氨分離器)，閃蒸出的不凝性氣體通過(guò)PICA8排出，作為燃料氣送一段爐燃燒。分離器107F裝有液面指示器LI12。液氨減壓后由液位調(diào)節(jié)器LICA12調(diào)節(jié)進(jìn)入三級(jí)閃蒸罐(112F)，進(jìn)一步閃蒸，閃蒸后作為冷凍用的液氨進(jìn)入系統(tǒng)中。冷凍的一、二、三級(jí)閃蒸罐操作壓力分別為：(G)、(G)、(G)。三臺(tái)閃蒸罐與合成系統(tǒng)中的第一、第二、第三氨冷器相對(duì)應(yīng)，它們是按熱虹吸原理進(jìn)行冷凍蒸發(fā)循環(huán)操作的。液氨由各閃蒸罐流入對(duì)應(yīng)的氨冷器，吸熱后的液氨蒸發(fā)形成的氣液混合物又回到各閃蒸罐進(jìn)行氣液分離，氣氨分別進(jìn)氨壓縮機(jī)(105J)各段氣缸，液氨分別進(jìn)各氨冷器。由液氨接收槽(109F)來(lái)的液氨逐級(jí)減壓后補(bǔ)入到各閃蒸罐。一級(jí)閃蒸罐(110F)出來(lái)的液氨除送第一氨冷器(117C)外，另一部分作為合成氣壓縮機(jī)(103J)一段出口的氨冷器(129C)和液氨接收槽(109F)的氨冷器(126C)的冷源（126C冷卻管道圖中省略）。氨冷器(129C)和(126C)蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級(jí)閃蒸罐(111F)，110F多余的液氨也送往111F。111F的液氨除送第二氨冷器(118C)和弛放氣氨冷器(125C)作為冷凍劑外，其余部分送往三級(jí)閃蒸罐(112F)。112F的液氨除送119C作為冷凍劑外，還可以由冷氨產(chǎn)品泵(109J)作為冷氨產(chǎn)品送液氨貯槽貯存。由三級(jí)閃蒸罐(112F)出來(lái)的氣氨進(jìn)入氨壓縮機(jī)(105J)一段壓縮，一段出口與二級(jí)閃蒸罐111F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入二段壓縮，二段出口氣氨先經(jīng)壓縮機(jī)中間冷卻器(128C)冷卻后，與一級(jí)閃蒸罐110F來(lái)的氣氨匯合進(jìn)入三段壓縮，三段出口仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū) 的氣氨經(jīng)氨冷凝器(127CA、CB)，冷凝的液氨進(jìn)入接收槽(109F)。109F中的閃蒸氣去閃蒸罐氨冷器(126C)，冷凝分離出來(lái)的液氨流回109F，不凝氣作燃料氣送一段爐燃燒。109F中的液氨一部分減壓后送至一級(jí)閃蒸罐(110F)，另一部分作為熱氨產(chǎn)品經(jīng)熱氨產(chǎn)品泵(13P1,2)送往尿素裝置。圖3 合成氨工段現(xiàn)場(chǎng)圖圖4 合成氨塔DCS圖仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)圖5 冷凍工段現(xiàn)場(chǎng)圖三．畫(huà)出合成氨合成工段的工藝儀表流程圖（PID圖）見(jiàn)末頁(yè)附上的CAD圖四．合成氨合成工段自動(dòng)控制的要點(diǎn)該工段包括合成氨工段和冷凍工段。合成氨工段：首先根據(jù)工藝流程，把管道連接好。步驟中的可操作步驟，先按照合理的順序，一一完成。其次要注意控制點(diǎn)的調(diào)節(jié)。在溫度上升的時(shí)候，把一段溫度、二段溫度、三段溫度按照步驟要求，調(diào)整好溫差。并且達(dá)到一定溫度時(shí)滅火，調(diào)整冷氣閥和相關(guān)閥門(mén)，讓一段溫度、二段溫度、三段溫度同步上升，一起達(dá)到工藝要求溫度，并且根據(jù)上下偏差調(diào)整好溫差變化。冷凍工段：首先根據(jù)工藝流程和可操作步驟，把管道和閥門(mén)調(diào)節(jié)好。這里主要的問(wèn)題是調(diào)整液位，不能過(guò)低，也不能過(guò)高。高的時(shí)候，要能夠及時(shí)有效的排液。低的時(shí)候，一方面要補(bǔ)充液體，另一方面要及時(shí)減少排液量。最后，還要注意，好的液位既要在安全范圍內(nèi)，而且要穩(wěn)定。仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)五．選做5題實(shí)習(xí)思考題1．為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？硫?qū)铣砂眮?lái)講是有害物質(zhì)，預(yù)先脫硫是想降低后工段脫硫的負(fù)荷，降低硫化物的危害。①硫化物腐蝕管道、單質(zhì)硫和部分硫化物堵塞管道。②硫含量超標(biāo)會(huì)使觸媒（合成、變換）中毒，影響觸媒活性。③硫化物高低影響脫碳碳丙消耗。④影響精煉工段銅液成分。2．一氧化碳變換催化劑有哪些類(lèi)型？各適用于什么場(chǎng)合？中變催化劑，即以三氧化二鐵為主體，以氧化鉻為主要添加物的多成分鐵鉻系催化劑。適用于一氧化碳或氫的含量不高，升溫速度緩慢的情況下。低變催化劑，主要是以氧化銅為主體。適用于操作溫度高于氣體的露點(diǎn)溫度的情況下。3．影響氨平衡濃度的因素有哪些？溫度：放熱反應(yīng)，溫度升高平衡相反方向移動(dòng)，氨平衡濃度降低。壓力：體積縮小反應(yīng)，壓力升高，反應(yīng)正向移動(dòng)，氨的平衡濃度升高。濃度：氫氮?dú)鉂舛仍礁?，反?yīng)正向移動(dòng)，平衡濃度升高。催化劑：催化劑只影響反應(yīng)速率，與平衡濃度沒(méi)什么關(guān)系。4．溫度和壓力對(duì)氨合成反應(yīng)速率的影響 ？溫度和壓力都加快反應(yīng)速率，溫度使活化分子數(shù)增加，壓力使碰撞機(jī)會(huì)增加。5．Co－Mo加氫和氧化鋅脫硫有何特點(diǎn)？CoMo加氫轉(zhuǎn)化主要指在加入氫氣的條件下使原料氣中有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫。加氫轉(zhuǎn)化不能達(dá)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(jī)硫轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也能使烯烴類(lèi)加氫轉(zhuǎn)化為烷氫類(lèi)從而可減少下一工序蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑析炭的可能性。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(jī)硫化物的能力極高，可將。仿真實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)六．仿真軟件、仿真模型操作的收獲、體會(huì)和建議為期一周的仿真實(shí)習(xí)結(jié)束啦，雖然星期五的考試成績(jī)不是很優(yōu)異，但是對(duì)這次實(shí)習(xí)還是挺有感觸的。周一早上，抱著輕松的心態(tài)去A樓聽(tīng)老師講合成氨工藝流程與原理，頓時(shí)就感受到了壓力，因?yàn)闆](méi)有之前想象的那么輕松。在老師講完之后，并沒(méi)有全部聽(tīng)懂，發(fā)現(xiàn)自己對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不夠。這次從實(shí)踐中得到了教訓(xùn)，在今后的的學(xué)習(xí)中，要嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)。周一下午，老師開(kāi)始講計(jì)算機(jī)仿真軟件的使用，已經(jīng)做好了奮斗的準(zhǔn)備。事實(shí)上也確實(shí)探索練習(xí)了三天后，在周五的考試才稍感輕松。周二上午開(kāi)始練習(xí)仿真軟件，一開(kāi)始跟著步驟操作，做到冷凍工段的時(shí)候，有一個(gè)儲(chǔ)罐爆掉了，心里一冷，隨后調(diào)液位也不順利，第一次順利以不及格而告終。接下來(lái)才發(fā)現(xiàn)，不及格不是最傷心的，最傷心的是一連幾次都是五十幾分，差一點(diǎn)點(diǎn)及格。后來(lái)經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)和同學(xué)之間的相互討論，終于及格沒(méi)什么壓力啦。最后剩下一個(gè)大難題，調(diào)溫度。老師還專(zhuān)門(mén)就此問(wèn)題講了一段時(shí)間。最后的兩天上機(jī)時(shí)間，根據(jù)老師講的方法，再次調(diào)溫度的時(shí)候，也有了些心得。盡管沒(méi)有完美的調(diào)好，但是進(jìn)步是很明顯的。之后自己實(shí)驗(yàn)了幾次，不斷的摸索和學(xué)習(xí)，終于調(diào)溫度也問(wèn)題不大啦。經(jīng)過(guò)此次上機(jī)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際的難度很大。比如之前以為，化工廠有了電腦自動(dòng)控制，會(huì)很簡(jiǎn)單，但是在用了仿真軟件之后，發(fā)現(xiàn)不是那么回事。在今后的學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)中，理論要學(xué)好是首要的，與實(shí)際相結(jié)合是必要的。最后有個(gè)小建議：希望老師在仿真實(shí)習(xí)之前一段時(shí)間，讓同學(xué)們先了解工藝流程與原理，比如先下發(fā)那些有用的文檔可以。