合成氨工藝造氣系統(tǒng)能減耗

1、氨合成塔綜述 化學(xué)工程與工藝工3班 背景 氨在我們?nèi)粘Ｖ惺亲顬槌Ｒ?jiàn)也是最基本的化工產(chǎn)品之一，其用途十分廣泛。在農(nóng)業(yè)中，化肥是主要的肥料。而在化肥中應(yīng)用最廣泛的就是氮肥，而氮肥的生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備級(jí)別和產(chǎn)品數(shù)量都是化肥工業(yè)中數(shù)一數(shù)二的，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著不可動(dòng)搖的地位。合成氨是各種氮肥的生產(chǎn)原料，所以合成氨工業(yè)的發(fā)展代表了氮肥的工業(yè)水平。合成氨工段指的是:合成塔、廢鍋熱交換器、水冷器、分離器、循環(huán)壓縮機(jī)、氨冷器、冷交換器、回收氨，回收氫，回收弛放氣裝置。合成氨合成工段氨合成塔氨合成塔，是在高壓、高溫下用來(lái)使氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生催化反應(yīng)以進(jìn)行氨合成的設(shè)備。包括單層軸向內(nèi)冷式內(nèi)件合成塔、冷管改進(jìn)型內(nèi)件合成塔、

2、多層絕熱冷激式內(nèi)件合成塔、多層絕熱復(fù)合換熱式內(nèi)件合成塔這幾種類(lèi)型。單層軸向內(nèi)冷式內(nèi)件在我國(guó)小合成氨廠廣泛使用，全國(guó)近85%左右的廠是采用此種形式的內(nèi)件。軸向氨合成塔氨合成塔的設(shè)計(jì)要求氨合成塔的設(shè)計(jì)要求1.氣體均布：要求分布器筒體的加工精度高,增大氣流使氣體均布,但會(huì)引起局部氣體分布不均,需增加再分布器。再分布器既要起到再分布的效果,又要節(jié)省高壓空間。2.用材、焊接要求:焊接應(yīng)注意焊接接頭的化學(xué)成份和金相組成、焊接接頭和熱影響區(qū)的硬度及焊縫表面質(zhì)量。3.解決熱應(yīng)力:解決熱應(yīng)力的方法有設(shè)置膨脹節(jié)、設(shè)置填料密封、采用迷宮密封和自由膨脹結(jié)構(gòu),進(jìn)行精確計(jì)算并嚴(yán)控加工質(zhì)量,以改善管板受力狀態(tài)。各種塔型的性

3、能對(duì)比各種塔型的性能對(duì)比目前我國(guó)有大型氨合成裝置30套,所使用氨合成塔有5種類(lèi)型,即凱洛格型、托普索型、伍德型、布朗型、卡薩利型。(1)伍德型氨合成塔:伍德(Uhde)公司原設(shè)計(jì)氨合成塔為軸向流動(dòng)3床層冷激式塔,后改為軸徑向塔,目前為3床層徑向塔,中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司氨合成塔即為該類(lèi)型。該塔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、塔內(nèi)阻力降低、生產(chǎn)能力增大、熱能利用率完善。 (2)布朗型氨合成塔:布朗(Braun)公司早期的塔型為2臺(tái)串聯(lián)的絕熱型合成塔,塔間設(shè)有塔外換熱器。其特點(diǎn)是噸氨綜合能耗為2830GJ、循環(huán)氣量小(33 km3)、氨凈值高(17%18%)、高位能利用好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、催化劑裝卸方便。

4、但由于仍采用軸向床,與其它氨合成技術(shù)相比,合成系統(tǒng)壓力降大、循環(huán)功耗高。 (3)卡薩利型氨合成塔:卡薩利(Casale)公司在早期的制氨工業(yè)方面一直處于低水平狀態(tài),采用傳統(tǒng)冷管型催化劑床加列管式換熱器結(jié)構(gòu)的單床軸流式合成塔,合成壓力4055 MPa。20世紀(jì)70年代,該公司開(kāi)發(fā)了軸徑向混流型合成塔或稱(chēng)混合流型合成塔.卡薩利塔既可用作新塔,也可用于老塔的改造,可整塔更換,也可更換內(nèi)件,改造范圍為2202 060 t/d,我國(guó)大型合成氨裝置的遼河化肥廠、滄州大化、川化、云天化、赤天化、山西天脊等都采用了該技術(shù)。卡薩利型合成塔內(nèi)部圖國(guó)內(nèi)各塔型的使用情況 我國(guó)大型合成氨裝置上使用的氨合成塔絕大部分已進(jìn)行改造,大型氨合成塔改造后,產(chǎn)量提高10%20%,節(jié)能效果顯著。 目前國(guó)內(nèi)大型氨合成塔的改造已基本完成,進(jìn)一步進(jìn)行配套改造,云天化集團(tuán)和中石油寧化化肥廠將進(jìn)行增產(chǎn)50%改造,其它廠也有增產(chǎn)改造的意向?？偨Y(jié)氨合成塔是合成氨廠的心臟，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的反應(yīng)器。近年來(lái)我國(guó)