合成氨工艺与仿真简介2011-简.ppt

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1、30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介2011.10化学化工学院2021/7/281合成氨流程简介-33本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合成氨1000吨（年产30万吨）缩微仿真模型。整个装置主要包括（1）天然气脱硫与压缩；（2）工艺空气压缩；（3）天然气蒸汽转化；（4）CO变换；（5）CO2脱除；（6）甲烷化；（7）合成气压缩；（8）氨合成；（9）冷冻；（10）氨回收；（11）氢回收2021/7/282合成氨流程简介-3330万吨合成氨/年缩微仿真模型2021/7/283合成氨流程简介-33一、原料气压缩和脱硫原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51

2、×105Pa，温度加热至390℃，进入钴-钼加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫，然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。压缩脱硫2021/7/284合成氨流程简介-33二、转化经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段蒸汽转化，转化气温度在983℃左右，残余CH4在0.9％以下入废热锅炉回收工艺气热量。一段转化二段转化2021/7/285合成氨流程简介-33三、变换工艺气温度降为370℃进入铁铬催化剂的高温变换炉顶部从底部流出高变气温度降为204℃再入低温变换炉。低温变换在铜锌催化剂中进行反应，CO含量降到0.36％。变换炉2021/7/2

3、86合成氨流程简介-33四、脱碳低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸收后气体中的CO2含量降到0.4％，再经上塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO2含量0.1％工艺气去甲烷化工序。吸收塔底流出的富液，经水力透平做功后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出部分水蒸汽和CO2，然后向下流经再生塔四层填料。再生后溶液（贫液）从再生塔底部流出，经溶液泵升压后分两路（顶部和中部）送入吸收塔。从吸收塔底部流出的富液，经水力透平送入再生塔上部，从而构成循环。吸收、再生系统2021/7/287合成氨流程简介-33五、甲烷化来自脱碳系统吸收塔顶的脱碳气，加热进入甲烷化炉反应，从炉底流出依次进入热交

4、换器冷却，甲烷化气中（CO+CO2）小于10ppm。甲烷化工段2021/7/288合成氨流程简介-33六、合成气的压缩甲烷化后的工艺气进入合成气压缩机低压缸压缩后，进入高压缸压缩到101×105Pa，冷却到40℃后入第一氨冷器冷却至5℃，与一氨冷出口的循环气在管路中汇合，进入二氨冷降温到-10℃，此时大部分气氨被冷凝。从氨分离器分离出的冷气，经冷热交换器回收冷量，然后入循环段进行压缩以补充回路压降的损失。出循环段的气体经热交换器升温后进入合成塔。合成气压缩装置2021/7/289合成氨流程简介-33七、氨的合成压力104×105Pa、温度239℃、氨含量4.12％

5、的循环气，流经合成塔在铁催化剂上进行合成反应。出塔气的压力为100×105Pa，414℃，氨含量16.3％入废热锅炉回收热量，部分气氨在换热器内冷凝为液氨，然后合成气再进入第一氨冷器，尔后与合成气压缩机高压缸来的新鲜气相汇合成为循环气，这样形成合成循环回路。合成氨塔2021/7/2810合成氨流程简介-33八、冷冻来自第一氨冷器、第二氨冷器及气体冷却器的气氨分别进入冰机，经一段压缩后再与从氨闪蒸槽来的气氨相汇合，进入二段压缩至15.6×105Pa，100℃，经水冷器冷却至40℃后，气氨液化为液氨入氨收集器，再入氨闪蒸槽、产品氨加热器与来自闪蒸槽的冷氨进行交换使之冷

6、却过冷至13℃，重新作为冷冻剂送往第一、二氨冷器装置和气体冷却器使用，构成冷冻循环回路。2021/7/2811合成氨流程简介-33九、氨回收合成回路来的驰放气入吸收塔底部，被水吸收，吸收后气体中含氨量为0.02％，大部分气体送往氨冷器冷却后送氢回收装置。闪蒸槽来的驰放气入吸收塔底部，出吸收塔气体送往燃料气系统。吸收塔底部流出的氨水，经加热后入汽提塔与此同时从吸收塔底部流出的氨水也同样加入汽提塔，从汽提塔顶蒸出的气氨在冷凝器中冷凝为液氨。汽提塔底流出的氨水浓度为0.1％经冷却后分别送往吸收塔作吸收剂循环使用。2021/7/2812合成氨流程简介-33十、氢回收经氨回

7、收后的气体进入分子筛干燥器，将气体中的NH3，H2O彻底清除，然后送入冷箱，CH4、Ar、部分N2液化为液体与未液化的氢气进入分离器，氢气被富集为富氢气，送往合成气压缩机循环段入口。2021/7/2813合成氨流程简介-33十一、氨的贮存本装置设有两台球型氨罐，每个贮存量为2500吨，操作压力与温度分别为3.8×105Pa和3℃。球形氨罐2021/7/2814合成氨流程简介-33工艺说明转化工段2021/7/2815合成氨流程简介-33天然气预热器脱硫预热一段转化二段转化废热锅炉蒸汽预热蒸汽空气去变换1.天然气蒸汽转化工艺流程2021/7/2816合成氨流程简介-

8、332.原