年產11000噸合成氨合成工段工藝設計(doc畢設論文)-在線瀏覽
2025-08-12 20:53本頁面
【正文】 氨是一種重要的無機化學工藝產品之一，主要用于化學肥料的生產。氨易與許多物質發(fā)生反應，例如在鉑催化劑作用下能與氧氣發(fā)生反應生成NO。氨是一種可燃性物質，自燃點為630℃，一般較難點燃。常溫下34℃即可融化，氨的沸點為33．35℃，凝固點為77．7℃，氨極易溶于水，溶解時放出大量的熱，可生產含15﹪—30﹪的氨水，氨水是堿性，易揮發(fā)，液氨或干燥的氨氣對大部分物質沒有腐蝕性，但在有水的條件下，對銅、銀、鋅等金屬有腐蝕作用。摘 要本文介紹了合成氨生產的用途及年產一萬一千噸合成氨系統(tǒng)流程，介紹了氨的性質及其用途，介紹了合成氨的工藝流程論述，工藝合成的方法及計算，并對氨冷器、合成塔進行熱量衡算和系統(tǒng)的物料衡算，對合成塔內件的強化措施以及設備的工藝計算。關鍵詞：合成，工藝，方法，計算一、氨的性質及用途（一）氨的物理化學性質1．物理性質氨是一種無色有刺激性氣味的氣體，對人的神經也有刺激作用，吸多了就會中毒。2．化學性質 氨在常壓時相對穩(wěn)定，在高溫，電火花或紫外光的作用下可分解為氫和氮，其分解速度在很大程度上與氣體接觸的表面性質有關。氨與空氣或氧氣的混合物在一定范圍內能夠發(fā)生爆炸，常溫常壓下的爆炸范圍為15．5﹪—28﹪（空氣）和13．5﹪—82﹪（氧氣）。氨的性質比較活潑，能與各種有機酸反應生成鹽，能和二氧化碳反應生成氨基甲酸銨，脫水成尿素利用氨與各種有機酸反應制取磷酸銨，與二氧化碳和水反應生成碳酸氫銨。除液氨可直接作為肥料外，農業(yè)上使用的氨肥，例如尿素、硝酸銨、氯化銨以及各種含氨復合肥，都是以氨為原料的。反應過程中為解決氫氣和氨氣合成轉變率低的問題，將氨產品從合成反應后的氣體中分解出來。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收副產外，絕大多數(shù)是合成的氨。氮是自然界里分布較廣的一種元素?？梢姷貙ι闹匾?。固定氮的方法很多，以氮為原料合成氨是目前世界上用途最為廣泛，也是最經濟的一種方法，工業(yè)用氮一般是使用高壓液化瓶儲存，是制造肥料和炸彈的原料，也是冷庫設備常用的制冷劑，因為極易溶于水，常溫常壓下，一體積水可溶解700體積氨，所以農業(yè)應用時常把它溶解到里存儲運輸。以氨為原料可以制造各種氮肥，氮肥施用量在化學肥量中占首位。合成氨工業(yè)是氮肥的基礎，對農業(yè)增產起著十分重要的作用，農業(yè)對化肥的需求是合成氨發(fā)展的持久推動力，世界人口不斷增長給糧食供應帶來壓力，而用化學肥料是農業(yè)增產的有效途徑。半水煤氣由氣柜進入電除塵器，除去固體顆粒后依次進入壓縮機的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加壓到1．9－2．0Mpa，送入脫硫塔，用脫硫溶液洗滌，以除去硫化氫，隨后，氣體經飽和塔進入熱交換器，加熱升溫后進入一氧化碳變換爐，用水蒸汽使氣體中的一氧化碳變?yōu)闅?。然后，氣體進入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。凈化后的原料氣進入壓縮機的最后一段，升壓到30．0－32．0 MPa進入濾油器，在此與循環(huán)壓縮機來的循環(huán)氣混合，經除油后，進入冷凝塔和氨冷器的管內，再進入冷凝塔的下部，分離出液氨。在高溫高壓并有催化劑存在的條件下，將氮氫氣合成氨。（三）氨的合成工藝說明氨的合成是合成氨生產的最后一道工序，其任務是將經過精制的氫氮混合氣合成為氨。1．分類（1）高壓法：操作壓力70—100MPa，溫度為550—650度。故流程、設備都比較緊湊。又因為是高溫高壓操作，對設備制造、材質要求都比較高，投資費用大。由于操作壓力和溫度都比較低，故對設備要求低，容易管理，且催化劑活性較高，這是此法的優(yōu)點。又因操作壓力低，氨的合成效率低，分離較困難，流程復雜。其優(yōu)缺點介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術比較成熟，經濟性比較好。從動力消耗看，合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大?？偟目磥?，在15—30MPa的范圍內，功耗的差別是不大的。即造氣，將無煙煤（或焦炭）由爐頂加入固定床層煤氣發(fā)生爐中，并交替向爐內通入空氣和水蒸汽，燃料氣化后生成氫氮比為3:1的半水煤氣。固定床半水煤氣制造過程由吹風、上吹制氣、下吹制氣、二次上吹、空氣吹凈等5個階段構成，為了調節(jié)氫氮
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