合成氨仿真转化工序操作手册

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1、四川化工职业技术学院毕业论文（设计）摘要毕业设计（论文）题目合成氨仿真转化工序操作手册系（部）化学工程系专业应用化工指导教师作者完成日期2013年6月2日四川化工职业技术学院毕业论文（设计）目录目录1概述11.1氯碱国内外现状11.1.1国外氯碱生产现状和发展分析11.1.2国内发展生产现状和发展分析21.2氯碱的性质及用途41.3离子交换膜法制烧碱工艺流程42盐水制备62.1盐水流程示意图62.2盐水制备62.3盐水的精制62.3.1一次精制82.3.2二次精制93盐水电解113.1电解原理113.2电解制碱的主要生产

2、流程123.3北化机电解工艺设备184片碱204.1片碱的性质及用途204.2片碱产生原理204.4烧碱制片机215生产安全及环保2211四川化工职业技术学院毕业论文（设计）目录5.1氯碱生产安全措施22参考文献23致谢2411四川化工职业技术学院毕业论文（设计）概述1概述转化装置转化工段仿真以主工艺物流的工艺过程和设备为主，对于公用工程和附属系统不进行过程定量模拟，只做事故定性仿真(如：停冷却水，停蒸汽等)，具体包括如下过程在内：原料气脱硫、原料气的一段转化、转化气的二段转化、变换、蒸汽系统、燃料气系统。由于本仿真系统

3、主要以仿DCS操作为主，因而，在不影响操作的前提下，对一些不很重要的现场操作进行简化，简化主要内容为：不重要的间歇操作，部分现场手阀，现场盲板拆装，现场分析及现场临时管线拆装等等。另外，根据实际操作需要，对一些重要的现场操作也进行了模拟，并根据DCS画面设计一些现场图，在此操作画面上进行部分重要现场阀的开关和泵的启动停止。对DCS的模拟，以化工厂提供的DCS画面和操作规程为依据，并对重要回路和关键设备在现场图上进行补充。1.1合成氨转化技术1.1.1本仿真所采用的转化技术1.1.2国内发展生产现状和发展分析1.2氨的性质

4、及用途1.3合成氨转化工段工艺流程图预热器脱硫天然气预热预热空蒸蒸气汽汽去变换废热锅炉一段转化二段转化图1-1天然气蒸汽转化工艺流程图1.3.1合成氨转化工段总图1.3.2脱硫DCS图11四川化工职业技术学院毕业论文（设计）概述1.3.3一段DCS图1.3.4二段DCS1.3.5蒸汽系统DCS图11四川化工职业技术学院毕业论文（设计）盐水电解2原料气脱硫2.1原理天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须尽可能地除去原料气中的各种硫化物。（1）加氢转化

5、指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。（2）氧化锌是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高，可将出口气中硫含量降至0.1ppm以下。2.2各脱硫剂影响因素2.2.1铁钼加氢脱硫的影响因素在350~430℃的操作温度范围内，有机硫的转化率很高，加氢反应速率与温度和氢气分压有关，温度升高，氢气分压

6、增大，加氢反应速率加快。2.2.2氧化锌脱硫的影响因素氧化锌脱硫的化学反应速度很快。硫化物从脱硫剂的外表面通过毛细孔到达脱硫剂的内表面，内扩散速度较慢，他是脱硫反应过程的控制步骤。因此，脱硫剂粒度越小，孔隙率越大，越有利于反应的进行。同样，压力高也能提高反应速率和脱硫剂的利用率。2.3本仿真转化工段脱硫工艺原料天然气中含有6.0ppm左右的硫化物，这些硫化物可以通过物理的和化学的方法脱除。天然气首先在原料气预热器（141-C）中被低压蒸汽预热，流量由FR30记录，温度由TR21记录，压力由PRC1调节，预热后的天然气进入

7、活性碳脱硫槽（101-DA、102-DA一用一备）进行初脱硫。然后进用蒸汽透平驱动的单缸离心式压缩机（102-J11四川化工职业技术学院毕业论文（设计）盐水电解），压缩到所要求的操作压力。压缩机设有FIC12防喘振保护装置，当在低于正常流量的条件下进行操作时，它可以可以把某一给定量的气体返回气水冷器（130-C），冷却后送回压缩机的入口。经压缩后的原料天然气在一段炉（101-B）对流段低温段加热到230℃（TIA37）左右与103-J段间来氢混合后，进入Co-Mo加氢和氧化锌脱硫槽（108-D），经脱硫后，天然气中的总硫

8、含量降到0.5ppm以下，用AR4记录。11四川化工职业技术学院毕业论文（设计）盐水电解11四川化工职业技术学院毕业论文（设计）盐水电解3原料气的转化3.1转化原理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。制取合成氨原料气的方法