【正文】 三廢處理 ㈠廢氣①造氣吹風(fēng)氣經(jīng)除塵后送“三廢”流化混燃爐燃燒生成蒸汽；②合成系統(tǒng)放空氣采用膜提氫裝置回收氫氣，尾氣去無動力氨回收裝置回收能量后去“三廢”流化混燃爐燃燒；③合成氨槽馳放氣在無動力氨回收裝置回收氨后也去“三廢”流化混燃爐燃燒；④碳丙脫碳裝置的閃蒸氣，用增壓機(jī)加壓后再回吸收塔進(jìn)口；⑤各壓縮機(jī)開停機(jī)時的放空氣回氣柜進(jìn)口。 ③ 用內(nèi)熱式反應(yīng)器可以改善外熱一段爐的熱效率，節(jié)約燃料氣。 ⑧ 用 CH4+O2部分氧化制取 H2/CO≈ 1的合成氣。 ③ 用 CH4+水蒸汽 +空氣為原料的換熱式一段爐和二段爐轉(zhuǎn)化工藝用于合成氨（ LCA）。 天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣及其技術(shù)進(jìn)展 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 17 由于天然氣轉(zhuǎn)化是制得各種化學(xué)品的基礎(chǔ)，不同產(chǎn)品需不同組成的合成氣，而且在生產(chǎn)裝置投資和產(chǎn)品能 耗方面占主導(dǎo)地位，因此，天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣工藝始終是天然氣化工的重點。由于此時氣體溫度還不能進(jìn)行低溫變換，于是將變換氣用來加熱其它工藝氣體，而變換氣被冷卻到 241℃后進(jìn)入低變爐。從第二換熱器出來的氣體繼續(xù)送往變換工序處理。 工藝參數(shù)的確定 以天然氣為原料合成氨生產(chǎn)裝置轉(zhuǎn)化變換工序設(shè)計，其主要參數(shù)是一、二段轉(zhuǎn)化工藝和 CO 高 低變串聯(lián)流程的溫度和壓力。煤頭技術(shù)中，固定層氣化流程，雖然工藝成熟，但氣化消耗高，環(huán)保污染嚴(yán)重、難以達(dá)標(biāo)、廠區(qū)環(huán)境惡劣；水煤漿氣化技術(shù)對煤種要求特別高，包括煤的活性，灰份含量、灰熔點、固定碳含量。 第三，以天然氣為原料合成氨工藝比重油和煤為原料的工藝成本低，而且能耗低。我國將大力提高天然氣在我國能源消費結(jié)構(gòu)中的比重。據(jù)最新的《石油與勘探開發(fā)》介紹，目前，我國天然氣工業(yè)正處于發(fā)展高峰時期，且發(fā)展速度越來越快。已探明儲量約 萬億立方米，僅占資源總量的 5%左右，列世界第 16位，天然氣資源勘探潛力很大。 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 11 設(shè)計方案的確定 原料的選擇 合成氨生產(chǎn)的原料有焦炭、煤、焦?fàn)t氣、天然氣、石腦油、重油等。在合成氨工藝流程中起著非常重要的作用。在一段轉(zhuǎn)化爐里，大部分烴類與蒸汽于催化劑作用下轉(zhuǎn)化成 H CO和 CO2。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整個合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍 (100℃ )條件下用液氮吸收分離少量 CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體 100cm3/ m3 以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結(jié)合。 ③ 氣體精制過程 經(jīng) CO 變換和 CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的 CO 和 CO2。 一般采用溶液吸收法脫除 CO2。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 9 采用物理或化學(xué)吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法 (Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。變換反應(yīng)如下： CO+H2O→ H2+CO2 Δ H=； 由于 CO變換過程是強放熱過程，必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱，并控制變換段出口殘余 CO含量。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。 至今 ， 在 32 套引進(jìn)裝置中，原料為天然氣、油田氣的 17套，渣油 7套，石腦油5 套，煤 2 套和尤里卡瀝青 1套，加上上海吳涇，成都的兩套國產(chǎn)化裝置，合成氨總能力為 。 1973 年開始，首批引進(jìn) 13套年產(chǎn) 300kt 合成氨的成套裝置 (其中 10 套為天然氣為原料，建在川化、瀘天化、云南、貴州等地 )，為了擴(kuò)大原料范圍， 1978 年又開始第二批引進(jìn) 4 套年產(chǎn) 300kt 合成氨裝置。 20世紀(jì) 60年代隨著石油、天然氣資源的開采，又從英國引進(jìn)一套以天然氣為原料的加壓蒸汽轉(zhuǎn)化法年產(chǎn) 100kt 合成氨裝置 (即瀘天化 )；從意大利引進(jìn)一套以重油為原料的部分氧化法年產(chǎn) 50kt 合成氨裝置，從而形成了煤油氣原料 并舉的中型氨廠生產(chǎn)系統(tǒng)，迄今為止，已建成 50 多座中型氨廠。經(jīng)過 50 多年的努力，中國已擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨廠 1000 多個， 1999 年總產(chǎn)量為 氨， 已 躍居世界第 1 位，已掌握 了以焦炭、無煙煤、褐煤、焦?fàn)t氣、天然氣及油田氣和液態(tài)烴等氣固液多種原料生產(chǎn)合成氨的技術(shù)，形成中國大陸特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的合成氨生產(chǎn)格局。這些都表示氨生產(chǎn)技術(shù)自動化進(jìn)入新的階段，改變了幾十年合成氨生產(chǎn)控制的面貌。近年由于機(jī)電一體化需要邏輯控制和模擬控制計時、計數(shù)、運算等功能相結(jié)合，各儀表廠家的產(chǎn)品已從單一的邏輯控制，趨向多種控制功能結(jié)合為一體。在 CRT操作平臺上可以存取、顯示多種數(shù)據(jù)和畫面，包括帶控制點的流程，全部過程變量、控制過程變量，以及其參數(shù)的動態(tài)數(shù)值和趨勢圖，從而實現(xiàn)集中監(jiān)視和集中操作。因此，某一環(huán)節(jié)的失調(diào)就會影響生產(chǎn)，為了保證長周期的安全生產(chǎn)，對過程控制提出更高的要求，從而發(fā)展到把全流程的溫度、壓力、流量、物位和成分五大參數(shù)的模擬儀表、報警、連鎖系統(tǒng)全部集中在中央控制室顯示和監(jiān)視控制。 以天然氣為原料的日產(chǎn) 1000t 合成氨裝置噸氨能耗目前已從 20 世紀(jì) 70 年代的 下降到 左右，而且以天然氣為原料的大型氨廠的所需動力約有 85%可由余熱供給 [3]。 (三 ) 低能耗新工藝 合成氨，除原料為天然氣、石油、煤炭等一次能源外。從 20世紀(jì) 60年代中期開始，新建氨廠大都采用單系列的大型裝置。 表 氨廠采用的各種原料的相對投資和能量消耗 原料 天然氣 重油 煤 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 5 相對投資費用 能量消耗 /(GJ/t) 28 38 48 特別是以天然氣為原料的合成氨工業(yè)占了很大的比重，本設(shè)計就是以天然氣為原料合成氨，主要是轉(zhuǎn)化工段的設(shè)計。 表 12 為各種原料的日產(chǎn) 合成氨廠，相對投資和能量消耗比較。石腦油經(jīng)脫碳、氣化后，可采用和天然氣為原料的相同生產(chǎn)裝置制氨。 自從北美大量開發(fā)天然氣資源成功之后， 20世紀(jì) 50 年代開始采用天然氣制氨。由于電解制氫法，電能消耗大，成本高。 合成氨生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展 世界合成氨技術(shù)的發(fā)展 (一 ) 原料 構(gòu)成的變化 為了合成氨，首先必須提供氮和 氫。氨作為最為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有 10%的能源用于合成氨。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產(chǎn)量的 12％。 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 3 氨的用途 及在國民生產(chǎn)中的作用 氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。 氨的化學(xué)性質(zhì)有：在