合成氨生产工艺合成岗位1.docx

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1、精品文档合成工段（包括冷冻）第一节工艺流程及主要设备一、本工段任务合成工段在合成氨生产中是最后一道工序，但在以碳化法生产碳酸氢铵的小氮肥厂里却只是一道中间工序。它的主要任务是在髙温、髙压和有触媒存在的条件下，将由精炼工段来的经过一系列处理的合格的氢氮混合气在合成塔内进行化合反应，合成为氨；气态氨经冷凝、分离得液氨。液氨在氨冷器中气化后，送往碳化系统加工，制取小氮肥厂的最终产品碳酸氢铵。多余的液氨可以作为商品氨出厂。未合成为氨的氢氮混合气继续在合成系统中循环。合成放空气和氨罐弛放气回收利用。二、工艺流程简述由精炼工段来的氢氮比约为3:1，含C0+C02<25

2、ppm和少量CI^+Ar（1％左右）的氢氮混合气，经压缩机将其压力提髙至30MPa左右后送至合成系统，经过最终净化并换热升温后进入合成塔，在催化剂的作用下于450500℃左右进行氨合成反应。反应后，气体经冷却，冷凝成液氨，再在氨分离器中与没有反应的氢氮气分离，送往液氨贮槽。在合成塔内，化学反应方程式如下：3Hz+N2=一^2NH3+Q贮槽内的液氨经氨冷器蒸发为气氨，送往吸收岗位制成氨水后送至碳化塔内吸收co2得碳酸氢铵、分离液氨后的氢氮气5欢。迎下载精品文档再循环使用。2图12-1所示是年产5000吨型氨合成工艺所采用的一种流程。液氨由来冷却水液氬去球图1

3、2-1合成工艺流程图1一油分离器，2—氨冷器；3—冷交换器；4一合成塔,5—软水加热器；6—水冷器丨7—氨分离器如图，来自压缩机六段出口（七段压缩机则为七段出口）。加压至30MPa左右的精炼气（新鲜气）送至合成系统，在油分离器内与由循环机来的循环气混合；除去气体中的油水和微量C02,然后温度为30〜35'C的混合气进入冷交换器上部的换热器管内，和管外冷气体进行换热，被冷却至10〜20℃后进入氨冷器。气体被进一步冷却至一5〜0℃，至此气体中大部分气氨被冷凝为液氨，微量的水份被进一步除去；这部分气体再回到冷交下部的氨分离器，将气体中的液氨分离，气体则上升至冷交

4、上部的换热器管外进行预热，温度达20℃左右，分主、副线两路进入合成塔进行反应。现介绍并流扁平单管触媒筐、波纹板换热器内件气体流程。循环气主线气体自合成塔顶入口进塔，沿外筒与内套之间的环隙顺流而下，被内套所散发的热量预热，温度有所提高，进入内套下部的波纹板热交换器，与已反应的高温气体进行热交换，使其进一步预热到反应温度；然后由升气管上升到上集气环，气体在此被分配到各扁平冷管内，再下降到下集气环。在此过程中，气体将触媒层反应热带走，自身温度进一步提髙。然后气体由下集气环进入中心管，和由副线直接进入中心管内的气体汇合上升至中心管顶部，进入触媒层，进行氨合成反应。

5、反应后高温气体从触媒筐底部进入下部的波纹板换热器，与主线来的气体进行热交换后，温度有所降低，由塔底气体出口管引出塔外。自合成塔底部出来的含氨10〜13％、wo〜18or左右的气体进入软水加热器回收热量后，再经水冷器降低温度，气体中部分气氨冷凝为液氨。然后进入氨分离器将液氨分离，气体则进入循环机提高压力（补偿压力损失）后，再去油分离器与补充的新鲜气混合，重复进行上述循环。氨分离器和冷交换器底部分离出来的液氨，通过放氨阀减压由放氨管线送往液氨贮槽。贮槽内液氨送至合成与精炼氨冷器内的盘管外面，作冷冻剂降低盘管内合成气和铜液温度，同时自身蒸发为气氨，经总管送往碳化

6、吸收岗位制浓氨水，供碳化洗涤变换气并生产碳酸氢铵；或者送冰机压缩、冷凝为液氨,再供氨冷器循环使用，也可送往氨罐贮存；或送精炼工段补加到铜液中去。在合成塔前与氨分离器后，分别设有塔前与塔后放空管,可以排放系统内气体，以降低循环气中惰性气含量。补充气进口阀前、设有放空阀、供精炼卸压和置换用。液氨贮槽或氨冷器排油时，油内混有一定量的液氨，可在煮油器内用蒸汽加热，将液氨蒸发成气氨后回收。冷软水经变换工段软水加热器回收变换气余热后至合成软水加热器，经回收合成余热后，送锅炉及其它用户。也有厂将部分软水送精炼工段铜液再生器用于加热铜液。系统的放空气和液氨贮槽的弛放气，送

7、等压吸收岗位，在净氨塔回收氨后，或去锅炉作燃料，或送分离岗位回收其中的氢等，或送造气吹风气回收岗位。净氨塔回收的稀氨水送碳化作无硫氨水。需要补充的是，在上述流程中，新鲜气经油分离器补入合成系统，可以较好地防止精炼系统铜液带入合成塔。如精炼工段操作比较稳定，无油润滑过关也有将新鲜气补到冷交出口的氨冷器内，并将循环机和油分离器由水冷器后调整到合成塔之前，这样可减少系统压差，提高进入合成塔的气体压力，有利于合成反应。三、主要设备及作用（一）合成塔合成塔是合成系统也是全厂关键的设备之一。它的作用是在一定的温度、一定的压力和有催化剂存在5欢。迎下载精品文档的条件下，

8、将氢、氮气体在塔内合成为氨。合成塔的结构形式很多，有双套管型、三套