【正文】 后，在集氣盒內(nèi)與從塔底部來的冷副氣體混合，然后由中心管上行至上層觸媒頂部后進(jìn)入觸媒層，一冷激氣通過冷激管到達(dá)埋在上層觸媒內(nèi)的菱形分布器與上層觸媒來的主線氣體混合通過觸媒層?！?合成工藝流程,液氨被分離下來,分離后氣體從頂部出來進(jìn)入冷凝塔底部氨分離套筒內(nèi),分離氣體中的液氨，油水后進(jìn)入上部換熱氣器的管間,與管內(nèi)冷排來的熱氣體換熱后從上部出來進(jìn)入循環(huán)機(jī),氣體經(jīng)循環(huán)機(jī)加壓后進(jìn)入油分離器,分離掉油水后的氣體分兩路進(jìn)入合成塔()主線從上部進(jìn)入沿內(nèi)外筒環(huán)隙順流而下進(jìn)入螺旋板換熱器板間,從下部螺旋板換熱器板間出來進(jìn)入上部列管換熱器的管間,換熱后的氣體與冷副管來的氣體混合進(jìn)入分器盒,氣體被分配到三套管的內(nèi)管,從外冷管進(jìn)入集器盒,提溫后的氣體經(jīng)中心進(jìn)入觸媒反應(yīng),反應(yīng)后的氣體經(jīng)上部列管內(nèi)出來進(jìn)入廢鍋的管內(nèi),氣體從廢鍋出來從二進(jìn)進(jìn)入下部螺旋板換熱器的板內(nèi),經(jīng)降溫后的氣體從二出出來進(jìn)入水冷排下部,氣體在冷排被水降溫后由上部出來進(jìn)入冷交上部,氣體經(jīng)換熱后從塔頂部出來進(jìn)入氨分的上部,氣體中的氨進(jìn)一部分離后從頂部出來進(jìn)入氨冷器的上部,氣體在氨冷器降溫,.2 工藝流程圖第二節(jié) 工藝指標(biāo)催化劑熱點(diǎn)溫度：445－500℃(根據(jù)催化劑活性情況調(diào)整, A177。氨分和冷交換器分離出來的液氨，放入液氨貯槽。換熱后自換熱器底部出，進(jìn)入水冷卻器冷卻降溫，出冷卻器的氣體再進(jìn)入冷凝塔上部換熱器管內(nèi)進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入氨分，分離掉部分液氨，其后氣體再進(jìn)入氨冷器進(jìn)一步冷卻降溫，出氨冷器后的循環(huán)氣和補(bǔ)入的新鮮氣混合后一同進(jìn)入冷凝塔分離液氨，并洗除油水后送循環(huán)機(jī)加壓進(jìn)行下一個循環(huán)，不斷產(chǎn)生液氨。同時氮在氨中的溶解度比氫大，溶解于液氨中損失多于氫，因此在生產(chǎn)控制入塔氫氮比低于3：1，:1第二章 工藝流程與工藝指標(biāo)第一節(jié) 工藝流程1 工藝流程簡述： 1合成工藝流程由壓縮機(jī)七段（六段）出口總管送來的銅洗精煉氣經(jīng)導(dǎo)入閥送入氨冷器出口管，與循環(huán)氣混合后，進(jìn)入冷凝塔底部分離套筒內(nèi)，分離氣體中的液氨與油水后進(jìn)入上部換熱器管間，與管內(nèi)來自水冷排的熱氣體換熱后去循環(huán)機(jī)加壓，氣體自循環(huán)機(jī)出來后進(jìn)入油分，分離掉油水后氣體分四路進(jìn)入合成塔（一路主線、一路冷副、二路冷激），主線氣體由合成塔頂部一次入口進(jìn)入合成塔內(nèi)外筒間的環(huán)隙，換熱后從一次出口出塔，進(jìn)入氣氣換熱器管間，和管內(nèi)氣體換熱后從合成塔二次入口進(jìn)入塔內(nèi)下部換熱器，與催化劑層來的反應(yīng)氣體換熱提溫后經(jīng)中心管進(jìn)入催化劑層反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體自塔二次出口進(jìn)入廢熱鍋爐管內(nèi)。（３）根據(jù)觸媒層的溫度及管道尺寸選擇適宜的空間速度。①氣體反應(yīng)物擴(kuò)散到催化劑外表面②反應(yīng)物擴(kuò)散到催化劑的內(nèi)表面③氣體被催化劑表面活性吸附④在催化劑表面上反應(yīng)，生成氨⑤產(chǎn)物自催化劑表面解吸⑥產(chǎn)物自內(nèi)表面向外擴(kuò)散⑦產(chǎn)物自催化劑外表面擴(kuò)散到氣相氣相中 氣相中 氣相中N2（氣相）→N2（吸附）—→2NH（吸附）—→2NH2（吸附）—→2NH（吸附）—→NH3（氣相） H2 H2 H2 工藝條件的選擇（１）根據(jù)觸媒的型號及不同的使用時期控制較適宜的反應(yīng)溫度。④合成系統(tǒng)停車檢修時，升降溫速度3050℃ /h。②新還原的催化劑要保持一段時間的低負(fù)荷使未還原的部分繼續(xù)還原。防止產(chǎn)生平面溫差。6 催化劑的使用：原料氣中引起催化劑中毒的成分有：暫時性中毒：O2 、CO 、CO2 、H2O等永久性中毒：H2S、 SO 銅液等催化劑的衰老受溫度影響，催化劑在使用的過程中，由于過熱或由于可逆中毒而被反復(fù)氧化還原，從而使細(xì)晶粒長大，改變了催化劑的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性下降。當(dāng)出塔水汽濃度連續(xù)三次分析，還原即可結(jié)束。當(dāng)前工序出現(xiàn)問題時，要及時切斷新鮮氣。嚴(yán)格控制升溫曲線，避免溫度出現(xiàn)反復(fù)波動。還原過程中要盡量做到高氫比、高空速、低壓力，調(diào)節(jié)溫度一般用循環(huán)量和電加熱器，還原時一般不用副閥調(diào)節(jié)。在正常情況下，不得同時變更多項(xiàng)工藝條件。初期為吸附水，主期為化學(xué)水，初還原的催化劑活性高，床層升溫快，容易過熱進(jìn)行一段時間，輕負(fù)荷生產(chǎn)可以避免催化劑衰老延長使用壽命。升溫期按4050℃ /小時，迅速將催化劑升溫至300℃左右，此時基本無水放出。在保證空速的前提下，還原壓力低些為好。因此，在實(shí)際還原溫度不超過它的正常使用溫度。還原溫度的控制對催化劑活性影響很大，提高還原溫度能加快還原反應(yīng)速度，縮短還原時間。預(yù)還原后的催化劑，需用少量含O2氣體加以鈍化保護(hù)才能轉(zhuǎn)移至合成塔。催化劑還原也可在塔外進(jìn)行，即預(yù)還原，預(yù)還原有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）不受熱能、塔結(jié)構(gòu)和氨生成的影響，避免了合成塔內(nèi)不適宜的還原條件對催化劑活性的損害，使催化劑得以在最佳條件下進(jìn)行還原，有利于提高催化劑的活性。催化劑活性不僅與其組成和制造方法有關(guān)，而且還與還原過程的條件和控制方法有關(guān)。5 催化劑的還原Fe2O3和FeO并不能加快氨合成的反應(yīng)速度，真正起催化作用是具有活性的aFe晶粒。SiO2還具有提高催化劑抗水毒害和耐燒結(jié)性能，通常制成的催化劑為黑色不規(guī)則顆粒，有金屬光澤。K2O為電子型促進(jìn)劑，它可以使金屬電子逸出功降低，有助于氮的活性吸附，從而提高其活性。MgO的作用與Al2O3相似，也是結(jié)構(gòu)型促進(jìn)劑，通過改善還原態(tài)鐵的結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出促進(jìn)作用。作為促進(jìn)劑的成份有K2O 、CaO、 MgO、Al2O SiO2 等。③既然溫度對合成氨反應(yīng)平衡和速度的影響互相矛盾，就存在一個最佳的溫度，反應(yīng)速度對溫度的要求是借助于催化劑實(shí)現(xiàn)的。 催化劑的影響：①催化劑又稱觸媒，它在化學(xué)反應(yīng)中能改變物質(zhì)反應(yīng)速度，而本身的組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變。反應(yīng)溫度對氨合成反應(yīng)平衡和速度的影響互相制約。：反應(yīng)物濃度的增加，增加了分子間碰撞的機(jī)會，有利于加快反應(yīng)速度。影響氨反應(yīng)速度的因素：：提高壓力可以加快氨合成的速度，提高壓力就是提高了氣體濃度，縮短了氣體分子間的距離，碰撞機(jī)會增多，反應(yīng)速度加快。從平衡觀點(diǎn)來看：提高反應(yīng)溫度，可使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，降低溫度向放熱方向移動。第一章 崗位任務(wù)與工藝原理 第一節(jié) 崗位任務(wù) 由壓縮機(jī)七段（六段）出口總管送來的合格精煉氣，在高溫高壓下，借助催化劑的作用，進(jìn)行化合反應(yīng)生成氨，經(jīng)冷凝分離得到液氨，液氨送尿素車間生產(chǎn)尿素，部分液氨送有關(guān)崗位氨冷器，汽化后去冷凍崗位循環(huán)使用，合成放空氣經(jīng)提氫崗位回收后，氫氣回壓縮機(jī)四段加壓后返回系統(tǒng)重復(fù)利用，尾氣與凈氨后的氨貯槽解吸氣混合送造氣吹風(fēng)氣回收燃燒爐助燃。目前工業(yè)上仍普遍采用中壓法生產(chǎn)，使用鐵系催化劑。第一篇 合成工藝操作規(guī)程精煉后的氫、氮混合氣在較高的壓力、溫度及催化劑存在的條件下合成為氨。由于反應(yīng)后氣體中氨含量不高，故分離氨后的氫、氮?dú)庋h(huán)使用。近年來圍繞合成氨生產(chǎn)的節(jié)能降耗，對合成操作條件進(jìn)行優(yōu)化，在工藝流程、設(shè)備及催化劑上作了某些改進(jìn)，尤其是在氨合成反應(yīng)熱的利用上作了不少工作，取得了一定成效。第二節(jié) 基本原理1 氨合成的生產(chǎn)原理氨合成反應(yīng)的化學(xué)方程式：N2＋3H2 2NH3＋Q氨合成反應(yīng)的特點(diǎn)：①可逆反應(yīng) ②放熱反應(yīng)： A標(biāo)準(zhǔn)狀況下（25℃）101325KPa B每生成1mol ③體積縮小的反應(yīng)：3摩爾氫與1摩爾氮生成2摩爾氨，壓力下降 ④必需有催化劑存在才能加快反應(yīng)2 氨合成反應(yīng)的平衡氨合成反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，正反應(yīng)與逆反應(yīng)同時進(jìn)行，反應(yīng)物質(zhì)濃度的減少量與生成物質(zhì)濃度的增加量達(dá)到相等，氨含量不再改變，反應(yīng)就達(dá)到一種動態(tài)平衡。3 氨合成反應(yīng)速度及影響合成反應(yīng)的因素反應(yīng)速度是以單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加量來表示的。：溫度提高使分子運(yùn)動加快，分子間碰撞的次數(shù)增加，又使分子克服化合反應(yīng)時阻力的能力增大，從而增加了分子有效結(jié)合的機(jī)會，對于合成反應(yīng)當(dāng)溫度升高，加速了對氮的活性吸附，又增加了吸附氮與氫的接觸機(jī)會，使氨合成反應(yīng)速度加快。歸納起來如下：反應(yīng)過程必須在高壓下進(jìn)行，壓力越高，越有利于氨合成反應(yīng)的平衡和速度。混合氣中氮和氫的含量越高越有利于反應(yīng)，惰性氣體越少越好。②催化劑的主要作用是降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速度，縮短達(dá)到反應(yīng)平衡的時間。4 合成催化劑的組成和結(jié)構(gòu)鐵系催化劑活性組分為金屬鐵，未還原前為FeO和Fe2O3，F(xiàn)e2+/ Fe3+,可視為Fe3O4具有尖晶石結(jié)構(gòu)。Al2O3的作用是當(dāng)催化劑用氫還原時，氧化鐵被還原成aFe,未被還原Fe3O4保持著尖晶石結(jié)構(gòu)起到骨架作用，防止鐵細(xì)晶長大，因而增大了催化劑表面，提高了活性。CaO為電子型促進(jìn)劑，同時能降低熔體的熔點(diǎn)和粘度，有利于Al2O3與Fe3O4固熔體形成，還可以提高催化劑的熱穩(wěn)定性。SiO2具有中和K2O、CaO堿性組分的作用。還原態(tài)催化劑的內(nèi)表面積為416㎡/g ，催化劑的活性溫度一般為350550℃之間。 還原方法分類：將Fe2O3和FeO變成金屬aFe是催化劑還原過程。催化劑還原反應(yīng)式為：Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O △H298＝觸媒整個還原過程為吸熱反應(yīng)，還原溫度借助于電加熱維持，隨著還原的進(jìn)行，催化劑開始具有活性，并伴有氨生成和放熱。（2）縮短合成塔的升溫還原時間，有利于強(qiáng)化生產(chǎn)。 還原條件的確定確定還原條件的原則：一方面是使Fe3O4和FeO充分還原為aFe，另一方面是還原生成鐵結(jié)晶不因重結(jié)晶而長大，以保證有最大的比表面積和更多的活性中心，宜選取合適的還原溫度，壓力，空速和還原氣組成。還原溫度過高會導(dǎo)致aFe晶體長大，催化劑表面積減小，活性降低。還原氣中氫含量盡可能高（＞75%）水汽濃度盡可能低（2g/m3）水汽濃度的高低對催化劑的活性影響很大，盡可能采用高空速以保證還原氣中的低水汽含量。 催化劑的還原操作根據(jù)塔型號、催化劑還原分為分層還原和整體還原兩種：根據(jù)溫度變化、出水情況將整個還原分為升溫階段，還原期（初期、主期、未期）降溫期、輕負(fù)荷等幾個階段。還原期根據(jù)出水情況提溫，出水與提溫交替進(jìn)行。還原操作要點(diǎn)如下：還原期間溫度、壓力、循環(huán)量、氣體成分等工藝條件要穩(wěn)定。嚴(yán)格控制水汽濃度或出水速度，合成塔出水汽濃度不大于3g/m3。視出水情況提溫提壓。要定時分析合成塔出口氣的水汽濃度。還原放出水中氨含量大于80%達(dá)3小時可放入貯槽。（10）還原期間，因循環(huán)機(jī)跳閘應(yīng)先停電加熱器，保證足夠的安全，以免燒斷電爐絲。①催化劑升溫還原之前應(yīng)控制速度為3050℃/h。還原出水期間要緩慢升溫，防止溫度升得太快，防止晶粒長大降低活性。③觸媒用于生產(chǎn)期間，應(yīng)穩(wěn)定操作，使熱溫度波動在10度以下。⑤停車后，合成塔要保持正壓，關(guān)死進(jìn)出口閥及副閥，開車時，要將管道內(nèi)空氣用氮?dú)庵脫Q合格。（２）根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)及動力消耗選擇適宜的操作壓力，30MPa左右對氨合成比較有利。（４）氨含量接近平衡時，最佳氫氮比趨近3：1。與廢鍋內(nèi)的軟水換熱，使軟水汽化，副產(chǎn)的飽和蒸汽，供變換使用，從廢鍋出來的混合氣體進(jìn)入軟水加熱器進(jìn)行換熱，換熱后的熱軟水供銅洗再生使用，出水加熱器的氣體再進(jìn)入氣氣換熱器管內(nèi)，和合成塔一出氣體換熱。本流程中塔后放空設(shè)在氨分離器后，放空氣體送提氫崗位回收氫。液氨貯槽的液氨分別再輸送到尿素車間生產(chǎn)氨及有關(guān)崗位，或送氨冷器做冷凍劑使用，各個氨冷器蒸發(fā)后的氣氨送至冷凍崗位重新液化成液氨后循環(huán)使用。5℃)成品氨的純度：≥％循環(huán)氣中入口甲烷：10－14％循環(huán)氣中入口氨含量：≤％1＃合成塔壓差：≤2＃合成塔壓差：≤廢鍋爐水堿度：≤10mgN／L廢鍋爐水氯根：≤30 mgN／L 循環(huán)機(jī)出口壓力：≤系統(tǒng)壓力：≤系統(tǒng)壓差：≤循環(huán)機(jī)油壓：－ MPa 循環(huán)機(jī)填料加氨：－ 1＃合成廢鍋壓力：≤2＃合成廢鍋壓力：≤中間槽壓力：≤ MPa系統(tǒng)升壓速率≤氨冷器氣氨壓力:≤合成塔塔壁上部溫度:≤100℃合成塔塔壁中下部溫度:≤150℃水冷溫度:≤50℃氨冷溫度:55℃廢熱鍋爐液位:1/2～2/3中間槽液位:1030噸冷交液位:050循環(huán)機(jī)曲軸箱液位:1/22/3電爐絕緣電阻值:≥催化劑同平面溫差:≤30℃運(yùn)行中電機(jī)絕緣: ＞注油量:2030滴/分　保護(hù)氣溫度:520℃　保護(hù)氣流量:500800m3/h軸承溫度:＜75℃定子溫度:＜120℃透平機(jī)電流:＜1150A透平機(jī)功率:＜680KWh循環(huán)氣入口溫度:＜40℃循環(huán)氫:＞60％　軸承運(yùn)行時間:2880小時透平機(jī)進(jìn)出口壓差:≤3．0Mpa第三章 主要設(shè)備構(gòu)造及設(shè)備一覽表第一節(jié) 主要設(shè)備構(gòu)造1 1＃氨合成塔（1）構(gòu)造 合成塔由高壓外筒和內(nèi)件兩部分組成：主要有觸媒筐、菱形分布器、層間換熱器、下部換熱器、電加熱器組成。另一冷激氣通過冷激管，從層間換熱器底部進(jìn)入換熱器管間，換熱后沿中心管外套筒上行至上層觸媒頂部，與主線氣體混合通過觸媒層，然后進(jìn)入層間換熱器管內(nèi)，氣體出換熱器后大部分徑向流動通過下層觸媒，少部分作軸向通過。2 2＃氨合成塔（1） 構(gòu)造：合成塔由高壓外筒和內(nèi)件兩部分組成：主要有觸媒筐、下部換熱器、電加熱器組成.（2）塔內(nèi)流程氣體從一次入口進(jìn)入，沿內(nèi)外筒之間的環(huán)隙向下流動，進(jìn)入下部換熱器管間。從上部換熱器管間出來的氣體進(jìn)入分氣盒，冷副來的氣體不經(jīng)換熱直接進(jìn)入分氣盒，氣體被分配到各個內(nèi)冷管，再從外冷管出來進(jìn)入集氣盒，從集氣盒出來的氣體進(jìn)入中心管，中心管出來的氣體進(jìn)入觸媒層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體從觸媒層下部出來，進(jìn)入上部換熱器管內(nèi)，然后從一次出口出來進(jìn)入廢鍋，從廢鍋出來的氣體由合成塔二次入口進(jìn)入，進(jìn)入下部換熱器管內(nèi)，然后從二次出口出來。(2)冷交內(nèi)流程氨冷器來的氣體，由底部進(jìn)入塔內(nèi)，沿升氣管上升后從上部出口出來，經(jīng)過