合成氨工艺与设备.ppt

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1、合成氨工艺与设备宜化化机崔娟2016年3月各工段工艺与设备基本概念合成氨工艺流程简述结束语1234目录什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3氮是自然界分布较广的一种元素，氮是植物生长的第一需要，由于植物只能吸收化合物中固定状态的氮，因而必须把空气中游离的氮转变为氮的化合物。由于采用合成的方法生产氨，所以习惯上称为合成氨。什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3性质：无色有辛辣臭味气体，化学式为NH3,分子量为17.03，沸点-33.35℃,熔点-77.7℃,比重(液态)0.597。气氨常温加压液化为液氨（25℃—1.0MPa）,易溶于水,酒精等

2、,溶解时放出大量的热，氨是一种可燃性气体，氨与空气混合可以形成爆炸性气体，爆炸极限为15.5～27%。什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3发展简史：世界上第一个合成氨厂于1913年在德国噢堡建成，实现了工业化生产（30吨/天）。我国第一个合成氨厂上世纪三十年代在永利公司（就是现在的吉化公司）建成，到1949年我国合成氨年产量为0.6万吨，2008年产量达到了4500万吨,占世界总产量的1/3.为世界第一。为什么要合成氨？①制造氮肥和复合肥料（化肥加工）：占80～90%，主要品种有尿素、碳铵、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵等氮肥，以及磷酸一铵、磷酸二铵

3、和NPK复合肥等含氮复合肥。②作为工业原料和氨化饲料：用量约占世界产量的10％。各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。其他如纯碱、硝酸、甲铵、冶金、医药、石油加工等；③液氨作为制冷剂在冷冻行业也得到广泛应用。1、基本概念-合成氨怎样合成氨？1、基本概念-合成氨怎样合成氨？N2+3H2=2NH3+Q2NH3（液）+CO2（气）CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q1、基本概念-合成氨2、工艺流程-氨的生产过程合成氨生产的三个过程：①原料气的制造（制气），包括原料工段和造气工段；②原料气的净化

4、，包括脱硫、变换、变脱、脱碳、精炼等工段；③气体的压缩和合成，主要是压缩和合成工段。2、工艺流程-氨的生产原料合成氨生产的原料：氮气来自空气，氢气来自原料气制取，原料有固体（煤、焦炭等）、液体（石脑油、重质油等）和气体（天然气、焦炉气等）三种。小氮肥一般以煤为原料。2、工艺流程-小氮肥工艺流程一段二段六段三段五段粗甲醇六段四段电机脱硫气柜造气原料制棒变换PSA脱碳CO2压缩尿素精炼合成氨库煤空气蒸汽煤气蒸汽CO2气氨产品尿素4M20-75/31.4压缩机PC脱碳产品粗醇液氨煤棒3、各工段工艺及设备-造气工段岗位任务：就是将空气和水蒸汽通入固定层煤

5、气发生炉中,在高温下将固体燃料进行气化制得合格的半水煤气。（CO29%、H240%、CO28%、N221%、CH41.5%、O20.4%、H2S0.5-2.0g/m3）主要设备:煤气发生炉、旋风除尘器、显热回收器、洗气塔、蒸汽缓冲罐、夹套汽包、空气鼓风机、煤气气柜等。工艺原理：在固体燃料气化过程中，分别通入空气和水蒸汽制得空气煤气和水煤气,并成为具有一定比例的混合气体。这种混合气体称之为半水煤气，它是生产合成氨的基本原料气。3、各工段工艺及设备-造气工段煤气发生炉壳牌炉3、各工段工艺及设备-造气工段流程简述：向煤气发生炉内交替通入空气和蒸汽，与炉

6、内灼热的炭进行气化反应，吹风阶段生成的吹风气根据要求送三气岗位回收热量或直接由烟囱放空，并根据需要回收一少部分入气柜，用以调节循环氢，煤气炉出来的煤气经显热回收、洗气塔冷却和除尘后，在气柜中混合，然后去脱硫，3、各工段工艺及设备-造气工段以空气为气化剂制取的空气煤气—粉煤直接气化：荷兰壳牌技术（鲁奇炉）：C+O2CO2+Q；2C+O22CO；C+CO22CO-Q；CO+O2CO2-Q以蒸汽为气化剂制取的半水煤气：型煤、间歇式制气C+O2CO2+Q（吹风气）供热；C+H2O（g）2CO+H2；2C+H2O（g）2CO2+2H2；CO+H2O（g）C

7、O2+H23、各工段工艺及设备-脱硫工段为什么脱硫？3、各工段工艺及设备-脱硫工段为什么脱硫？不论是以固体原料，还是以天然气、重油为原料制备的氢氮原料气中，都含有一定成分的硫化物。煤气化半水煤气中硫化物主要是H2S（90%）,其次是CS2,COS,RSH等有机硫。其含量取决于原料的含硫量及其加工方法，以煤为原料时，所得原料气中H2S含量一般为1～3g/m3，有的高达8～15g/m3。硫的危害：硫化物对合成氨生产有着严重的危害，它对设备和管道有腐蚀作用，可使变换、甲醇及合成系统的催化剂中毒，还可使铜洗系统的低价铜生成硫化亚铜沉淀，使操作恶化，增加铜

8、耗。对产品质量产生影响（硫脲-红尿素；FeS-黑碳铵；黑重碱）3、各工段工艺及设备-脱硫工段脱硫方法的分类：按脱硫剂的状态可分为干法和湿