探析合成氨装置甲醇洗塔系剖析及模拟计算

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1、北京化工大学硕士学位论文合成氨装置甲醇洗塔系剖析及模拟计算姓名：孙业勋申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘昆元2000.9.21北京化工大学硕士学位论丈摘要本文以修正的PR方程为相平衡模型，利用多元相平衡数据和吉林化学工业公司1999年引进“林德”合成氨装置的设计数据，对甲醇洗体系部分二元相互作用参数进行重新回归。以流量加和法和泡露点法分别对!蔓选堡至垡行鐾丝立上蔓，并把计算结果与“林德”设计值进行对比。通过比较可以看出，馍拟结果‘j没if值之酬吻合良好。此外，本文在对国外提供的进口装置进行核算的基础上进行了分折，指出装置的不足之处及生产中存在

2、的问题的原因．并提出改进的建议。通过对30万吨合成氨装置中甲醇洗工艺的研究，对合成氨装置国产化具有‘定的理论意义和实用价值。北京45：r-大学硕士学位论文ABSTRACTThebinaryinteractionparameters0FtherectiSOlsystemwereredeterminedv【athemedifledpeng—rnb[nsonequattoninthispaper，andth∈mathematicalmodelSwhichcanbeusedtodescribeexactlYthe￡herm：>dynctilli。propert

3、ies0fthefivecolumnsintherectiS01systemdes【gnedbyLINDEw。nsetupthroughtheSum一一RatesandBobbIe--DewMethods．andthecalCUlatiOnandeompariSOnweremade．ThoughthecalCUlationItwasprovedthatthemodeIcanbeu^tjd-lLVrlr⋯Ubeonditions(one—stageandmu【ti—srage，hightemperatureandt“¨temperature．highpr

4、essureandlowpressure)．Comparedwiththedesignsomefaultswerefound，andsomesuggestiorlswereprovided．1nconclusion．ThiSpaperWil【takeUSe{orthehljme————m．tJL·anddu^IgnofthelargesyntheticammoniaPlant．——————————————、——————一一——+：=a蜜露蔷舀iiiii匠互。．．：茁_l=；葛蕊：；；．盈萄玉五-．一一—二+二．—-互互墨潮北京化工大学硕士学位论文第一章

5、文献综述1．1概述我国是一个人I；3大国．农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的t复来源，因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置，目前我国合成氨年产已越居世界前列。但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低，远远不能满足农业生产和发展的迫切需要。因此，大力消化吸收引进技术，为设计、生产部门提供进行工程设计和生产核算的计算机数学模型，促进设计

6、、管理和生产操作的优化，从而推动合成氨工业的发展，己成为当前化学工程科研的重要课题。在以重油或煤粉为原料的大型合成氨生产装置中，典型的工艺为加压部分氧化、冷却净化制氨法(工艺原则流程框图见图卜1)，其中净化方法采用低温甲醇洗加液氮洗工艺最为先进。通过对甲醇洗工艺进行计算机模拟计算，建立数学模型t将对合成氨的工艺设计和生产管理都具有重要意义。在制气过程中。原料气中都含有相当数量的对合成氨工艺有害的杂质，如：∞：、co、H，S、COS、有机硫、氮和氧的化合物及煤焦油等，其中氧和硫的化合物是合成氨的毒害物：这些物质都要在塔前将它们除去。从合成氮原料气中除去c

7、q和心s方法很多，主要采用的是溶剂q则臭法，利喇气体中各组分在各种溶剂中的溶解度不同，将杂质同时或分步选择性吸收分离．然后再利用提高温度或降低压力等手段将杂质从溶剂中释放出来。而后对％s祁0)!进行进一步处理和使用。吸收工艺可分为化学吸收法和物理吸收法两大类。常甩的物理吸收法有高压水洗法、＼一甲基毗咯烷酮法(Put[sot)及七卜年代后期改进的低温甲醇洗法(Rect[s01)。甲醇洗脱除酸性气体工艺是一种技术先进、经济台理的合成氢垛利气的净化工艺。北京化工大学硕士学位论文空气原料汩一+一心s、COS—'C0．氨图l一1加压部分氧化、；争法净化制氨原则流

8、程甲醇作为吸收酸性气体的溶剂具有以F优点：L、具有较高的选择性在低温(一576C)和较高地力也