合成氨工艺
    ● 氨的物性:
    (1)无色有刺激性气味的气体氨对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用,吸入大量氨气能造成短时间鼻塞,并造成窒息感,眼部接触易造成流泪,接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水,并用大量水冲洗眼睛。
    (2)密度比空气小氨气的密度为0.771g/L(标准状况下)
    (3)沸点较高氨极易液化,在常压下冷却至-33.5℃或在常温下加压至700KPa至800KPa,气态氨就液化成无色液体,同时放出大量的热。液态氨汽化时要吸收大量的热,使周围物质的温度急剧下降,所以氨常作为制冷剂。以前一些老式冰棍就是利用氨气制作的(4)易溶于水氨极易溶于水,在常温、常压下,1体积水能溶解约700体积的氨。

    ● 工艺流程
    在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下,N2+3H2=2NH3,经过压缩冷凝后,将余料在送回反应器进行反应,合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
    合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料
    ①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

    ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

    ③煤(焦炭)制氨。

    以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:

    造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2工段->变换->变换气脱硫->压缩机3段->脱硫->压缩机4,5工段->铜洗->压缩机6段->氨合成->产品NH3

    采用甲烷化法脱硫除原料气中CO.CO2时,合成氨工艺流程图如下:

    造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换->变换气脱硫->压缩机3段->脱碳->精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH3
    脱硫工段
    中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相,它不仅会腐蚀工艺管道和设备,而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒,因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。

    变换工段
    变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应,生成CO2和H2。

    变换气脱硫与脱碳
    经变换后,气体中的有机硫转化为H2S,需要进行二次脱硫,使气体中的硫含量在25mg/m3。脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除,对气体进行净化
    碳化工段
    变换气中
    的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。

    甲醇合成工段
    联醇是将经变换、脱碳后的净化气中的CO:1-5%、CO2<0.5%(其含量可根据生产所要求的醇氨比调节)与气体中的H2经压缩机加压到15MP后,依次经过洗氨塔、油分、预热器、废热锅炉进入合成塔,在催化剂的作用下合成为甲醇,同时起到气体净化的作用。

    精炼工段
    醇后工艺气中还含有少量的CO和CO2。但即使微量的CO和CO2也能使氨催化剂中毒,因此在去氨合成工序前,必须进一步将CO和CO2脱除。
    压缩工段
    压缩工段的压缩机为六段压缩。由于合成氨生产过程中,变换、脱碳、粗醇与氨合成分别在0.87MPa、3.7MPa、15MPa、27MPa条件下进行,压缩工段的任务就是提高工艺气体压力,为各个生产工段提供其所需的压力条件。
    氨合成工段
    氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格N2、H2、混合气,在催化剂的存在下合成为氨。
    冷冻工段
    由于氨合成工段需要通过液氨气化来产生低温生产条件,因此冷冻工段的任务就是把气态的氨重新液化。

合成氨用阀门
    ● 高压气体调节阀

    ● 高压球阀

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