合成氨的工艺流程(doc 41页)

合成氨的工艺流程目录：
1．概述……5
1.1合成氨的工艺流程……7
1.1.1原料气制备……7
1.1.2净化……8
1.1.3氨合成……9
2.氮氢比控制……12
2.1控制方法……12
2.1.1先进控制……12
2.1.2优化控制……13
2.2氮氢比控制方案设计……13
2.2.1基于先进控制算法的氮氢比控制……13
2.2.2基于先进控制软件包的氮氢比控制……14
2.2.3基于优化常规过程控制（PID）的氮氢比控制……14
2.3氢氮比控制方案比较……15
2.4推荐合成氨装置氢氮比优化控制设计方案……16
3．温度……17
3.1反应速度……17
3.2对温度的控制……17
3.3多段冷激式氨合成塔温度先进控制……18
4.压强……20
5.催化剂……21
5.1催化剂在还原前的化学组成及其作用……21
5.2催化剂的还原与钝化……21
5.2.1催化剂的预还原……21
5.2.2催化剂的还原与钝化……21
5.3催化剂中毒与衰老……22
6．合成氨的危险分析……23
6.1环境风险识别……23
6.1.1化学品风险识别……23
6.1.2生产工艺和设施风险识别……23
6.1.3重大危险源识别……24
6.2风险防范措施及应急预案……24
6.2.1降低事故发生概率……24
6.2.2减小事故污染排放量……24
7．合成氨工艺中的设备改进方案……26
7.1改造变换炉……26
7.2改进合成塔内件……26
7.3改进铜塔内部结构……26
7.4改造铜液再生器……27
7.5改造洗气塔……27
7.6增设降温清洗三用塔……28
8．合成氨装置腐蚀与防护……29
8.1碳钢-液氨体系……29
8.2奥氏体不锈钢-氯离子体系……30
8.3氢腐蚀……31
8.4二氧化碳腐蚀……32
9、结论……33
9.1 安全管理……33
9.2 合成氨技术的未来发展趋势……34
参考文献……37
谢辞……38
综述……39

 

合成氨的工艺流程内容提要：
对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
① 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：
CO+H2O→H2+CO2  ΔH =-41.2kJ/mol
由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。[3]
② 脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。

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