1合成氨工艺(11.9下午).doc

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1、实习心得之二：合成氨工艺11月9日下午，我们两个班级同学分成四个小组正式入厂参观实习。我所在小组被安排参观合成氨工艺。下午2点半左右，在谢工程师的带领下，我们走进了合成氨的生产场地。所见的那些大型反应器和复杂的管道真是让我震撼不已。氨的组成元素是氮和氢。氮是从空气取得的，而氢的来源多种多样，从谢工那里了解到，川化合成氨工艺所用的氢主要是利用天然气这种能产生热能的燃料与水蒸气反应制得的。生产工艺主要经过以下四道工序。（1）原料天然气的压缩与脱硫（2）粗合成器的制备（转化与变换）（3）合成气的净化（脱碳与甲烷化）（4）精合成气的压缩和氨的

2、合成一、原料天然气的压缩与脱硫由于硫是天然气合成氨生产过程中主要毒害物质，它会和催化剂中的镍直接反应产生硫中毒。虽然转化催化剂的硫中毒可以用提高温度将硫驱除，但是硫浓度增加五倍，温度要提高38℃才能抵消其影响，这样就要求炉管在较高的温度下操作，这不仅使炉管的寿命缩短，而且使每吨氨的燃料消耗大大增加。在变换工序中，低温变换的硫中毒是不可逆的。因此，必须先驱除原料中的硫化物。天然气中所含的硫化物有无机硫、（H2S）和有机硫

3、(硫醇、硫醚等等)两种。本装置含硫量要求应小于0.5ppm。除无机硫主要采用硫化氢和脱硫剂氧化锌反应：H2S（g）+

4、ZnO(s)ZnS(s)+H2O(g),除有机硫是在钴镍加氢催化下将有机硫转化为无机硫后再用氧化锌脱硫。钴镍ZnOH2+有机硫H2S、（g）ZnS(s)+H2O(g)H2脱硫槽脱硫槽A-DA102A、A-DA102B串联，是为了在其中一个脱硫槽使用年限到达之时可以直接启用另一个，以保障连续生产。流程叙述：天然气于4-6kg/m2G，35℃引进系统，分作原料和燃料天然气。原料天然气经分离罐116-F分离凝析油和水分后，进入有正气透瓶带动的三缸三段天然压缩机102-J，经三段压缩后，天然气压力提高到41kq/cm2G，温度104℃,流量2

5、8354Nm3/H,与来自合成压缩机103-J一段出口抽出的约4420Nm3/H的合成气混合，再将混合气送至原料加热器103-B经二段预热至371℃再进入装有2708M3触媒的加氢器101-D，讲天然气中德有机硫转化为无机硫H2S，然后串联通过二台各装有29.1m3氧化锌脱硫槽A-DA102A、A-DA102B是原料气种的总硫量降到0.5ppm以下，送往一段转化炉101-B。二、粗合成器的制备（转化与变换）1、转化过程本工艺甲烷制氢的方法采用的是蒸汽二段转化法，即把甲烷分两次转化。目的是为了减轻一段炉的负荷，使其能在较低的温度下操作。

6、第一次转化是在一段转化炉内(1000℃)将大约90%的甲烷气体直接与水接触转化为氢气：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+CO2(g)+H2(g)剩下的10%左右的甲烷进入二段转化炉进行在转化。二段转化炉内要加入一定量经过预热的空气与一段转化气种的部分H2，CO，CO2进行燃烧产生热量，温度升到1035-1070℃左右，借催化作用将剩余的甲烷转化到.03%左右。同时，二段转化引入空气量是按照氨合成的H2/N2比来决定，是整个反应引入N2的重要一步。流程叙述：脱硫后的天然气（32774Nm3/H）与温度368℃，压力40kg/cm3的

7、过热蒸汽，按水碳比为3.55混合，混合后总量129556Nm3/H,去一段转化炉对流段第一组A-EC101预热，使温度升高到510℃，压力35.2kg/cm3G，然后分十路进入十根进气支管，又通过炉内十排供400根转化管由上而下进入转化管，在管内的的镍催化剂参与下，依靠顶部220个烧咀燃烧天然气和弛放气外部供热，进行甲烷化反应。一段炉炉膛温度约1036℃，转化气汇集于下集气管进入上升管，气体由下而上流动时进一步被加热，从顶部出来温度为868℃，压力为30.7kg/cm3G。上集气管汇集了十根上升管来的气体，在管外又水夹套，转化气在上升

8、时气管经过时由于热损失降温到834℃后进入二段转化炉103-D。转化气进入二段炉顶部与由中压蒸汽透瓶带动的二缸四段的空压机101-J压缩的工艺空气和蒸汽混合进入二段炉。混合气总量为43878Nm3/H，先经过一段转化炉对流段第二组预热，使温度达到454℃再进入转化炉顶部混合器。这样甲烷进一步转化，在出口温度1000℃下残余量为0.3%左右。为了回收热量，从二段出来的1000℃左右的工艺气体直接进入与两个并联的第一废热锅炉101-CA、101-CB产生1000kg高压蒸汽，工艺温度降至482℃，为进一步回收废热，又进入第二废热锅炉102

9、-C，使温度降至371℃黄埔进入变换系统。为维持系统蒸汽平衡，在一段转化炉端设有辅助锅炉101-Bu，辅助锅炉与一段炉对流段相连。烟道气588℃与一段炉烟道气混合后一起去回收热量，使一段炉总热量回收率达90%左右。一段转