化工企業過程裝備與控制工程專業生產實習報告

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生爐中,交替地想爐內通入空氣和水蒸氣,氣化所產生的半水煤氣經燃燒室,廢熱鋼爐回收熱量後,送到氣櫃儲存,半水煤氣經典除塵去除其中固體小顆粒後,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,加壓到1.9~2.0mpa,然後氣體進入飽和塔,用熱水使氣體變成飽和水蒸氣,經熱交換器被由變換爐來的變換氣加熱後,進入變換爐,用蒸汽式氣體中一氧化碳變成氫氣,變換後的氣體返回換熱器與半水煤氣換熱後,再經熱水塔使氣體冷卻,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後兩段,加壓到12~13mpa,一次進入銅洗塔和鹼洗塔中,最後一段,壓縮到30~32mpa,進入油分離器,再次與循環氣壓縮機來的循環氣混合併除去其中油霧後,進入冷凝塔和氨冷器的管內,再進入冷凝塔上部的管間,與管內的氣體換熱後,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%,經水冷器與氨分離器分離出液氨後,進入循環氣壓縮機循環使用。分離出來的液氨進入液氨儲槽。

4.3.2.3 氨的合成

4.3.2.3.1 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:

系統壓力 ≤31.4 mpa

輸氨壓力 ≤1.9 mpa

放氨壓力 ≤2.55 mpa

氨蒸發壓力≤2.45 mpa

廢鍋蒸汽壓力≤1.3 mpa

總回收壓力:0.4-0.7 mpa

氣體成分:

補充氣co+co2 ≤20ppm

進塔h2/n22.0-2.8

進塔ch4+ar20%

進塔nh3%:≤2.5%

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。

工藝條件的擇優是以最大的經濟效益為目標的。實踐證明,用以鐵為主的催化劑,在32mpa、450℃、催化劑粒度為1.2~2.5mm,原料氣的氫氮比為3、循環氣的氫氮比為2.8時,出口氣體中的氨的濃度較高。壓力越大,反應速率也越快。

氨合成催化劑採用以鐵為主的催化劑,它有多種型號。我國生產使用的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。

1、分流進塔:反應氣分成兩部分進塔,一部分經塔外換熱器預熱,依次進入塔內換熱管、中心管,送到催化劑第一床層,另一部分經環隙直接進入冷管束,兩部分氣體在菱形分布器內匯合,繼續反應,這樣使低溫未反應氣直接竟如冷管束,稍加熱後,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,並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阻力比傳流程小。

2、進塔外換熱器的冷氣不經環隙,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。