合成氨仿真實(shí)習(xí)報(bào)告

南京工業(yè)大學(xué)城建學(xué)院劉皓1905090228安全工程系202310合成仿真實(shí)習(xí)報(bào)告30一、實(shí)習(xí)的目的們走向工作崗位的必要前提。二、實(shí)習(xí)要求實(shí)習(xí)裝置為合成氨生產(chǎn)仿真裝置。要求了解并生疏生產(chǎn)過程及掌握，包括：生產(chǎn)方法和原理，原料、催化劑及產(chǎn)品特性；生產(chǎn)工藝流程〔流程中設(shè)備、主副管線，過程操作和掌握；各工序工藝條件及掌握：主要設(shè)備操作溫度、壓力和組成；主要設(shè)備型式、構(gòu)造；主要設(shè)備及管線上的掌握儀表及調(diào)整方法。搜集信息途徑聽講座〔擬安排工藝及設(shè)備、仿真裝置及操作等講座；現(xiàn)場實(shí)習(xí)：生疏工藝流程、設(shè)備、及仿真軟件操作，生疏仿真模型；閱讀實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、流程圖、設(shè)備圖及其它文獻(xiàn)資料。三、實(shí)習(xí)內(nèi)容DCSDCS以下為東方仿真軟件的合成氨工藝流程。1概述轉(zhuǎn)化工段包括以下主要局部:水、爐水和蒸汽系統(tǒng)。原料氣脫硫種硫化物。析炭的可能性。在承受鈷鉬催化劑的條件下，主要進(jìn)展如下反響：R-SH+H2=RH+H2SR-S-R’+2H2=RH+R’H+H2SCHS+4H=CH+HS44 2 410 2RC=CR’+H=RCH-CHR’2 2 20.1PPm氧化鋅脫硫反響：ZnO+HS=ZnS+HO2 2硫槽101－DA102－DA，進(jìn)展初脫硫后，經(jīng)壓縮機(jī)102－J〕230℃103-JCo－Mo加氫和氧化鋅脫硫槽〔108－D〕終脫硫后，自然氣中的總硫≤0.1ppm。原料氣的一段蒸汽轉(zhuǎn)化反響：CH4+H2O＝CO+3H2CnH2n+2+nH2O＝nCO+〔2n+1〕H2800℃左右。脫硫后的原料氣與中壓蒸汽混和后，經(jīng)對(duì)流段高溫段加熱后，進(jìn)入一段爐10％左右。轉(zhuǎn)化氣的二段轉(zhuǎn)化為了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要更高的溫度。在二段爐中參加預(yù)熱后的空氣，利用HOCH2 2 4一段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入二段爐〔103－D，在二段爐中同時(shí)送入工藝空氣，工藝空H20.3％左右，經(jīng)并聯(lián)的兩臺(tái)第一廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)其次廢熱鍋爐進(jìn)一步回收余熱后，送去變換。CO12～15％CO化劑存在的條件下與水蒸汽反響：CO+HO＝CO+H2 2 2料氫。變換反響是一個(gè)可逆、放熱、反響前后氣體體積不變的化學(xué)反響。整個(gè)變換過程是由高溫變換和低溫變換組成。高溫變換所用的催化劑是以FeO300℃以上〔350～430℃。在此溫34度下，可以取得較高的反響速度，但不能到達(dá)較低的CO濃度。為了進(jìn)一步取得較低的CO濃度，還要以銅為活性組分的催化劑作用下，進(jìn)展低溫變換。它的變COCO0.3％以下。12－14％CO4COCO3％〔103－C〕回收局部熱能，經(jīng)換熱器〔104－C〕進(jìn)入低變爐CO0.3％左右。給水、爐水、蒸汽系統(tǒng)3.8MPa、327℃50T/H。關(guān)心100℃〔1017PPb。除氧水參加氨水調(diào)整PH至8.5－9.2，經(jīng)鍋爐給水泵104－J/JA/JB經(jīng)并聯(lián)的合成氣加熱器〔123－C，甲烷化氣加熱器〔114－C〕及一段爐對(duì)流段低溫段鍋爐給水預(yù)熱盤管加熱到295℃左右進(jìn)入汽包〔101－F，同時(shí)在汽包中參加磷103－JAT，103－JAT3.8MPa、327℃中壓蒸汽，供各中壓蒸汽用戶使用。103－JAT停運(yùn)時(shí)，高壓蒸汽經(jīng)減壓，全部進(jìn)入中壓蒸汽管并產(chǎn)生低壓蒸汽，供111－C、101－U使用，其余為伴熱使用在這個(gè)工段中，縮合/脫水反響是在三個(gè)串聯(lián)的反響器中進(jìn)展的，接著是一臺(tái)分層器，用來把有機(jī)物從液流中分別出來。1脫碳經(jīng)變換工序后的工藝氣，CO含量一般在17％左右。本裝置承受改進(jìn)苯菲爾2下反響方程式表示：＝ KCO+CO+HO 2KHCO＝ 2 3 2 2 3KCOCOKHCO

又在加熱、2 3 2 3 3減壓的條件下放出CO，重變成KCO。前一個(gè)過程是吸取過程，后一個(gè)過程是2 2 32

氣體要求純度大于98.5％。60℃2.799MPaCO2

吸取塔(101-E)下部，二氧化碳，再經(jīng)塔頂洗滌段后出CO2噴入變換氣分別器(102-F(121-F)2.764MPa體與變換冷凝液集合去工藝?yán)淠禾幚硌b置?！?4℃〕先經(jīng)溶液換熱器(109-CB)加熱，再經(jīng)2210CO(105-CA.B)蒸汽煮沸2器(111-C)CO2CO(110-C)，CO(103-F)分別出液體2 2后，CO2從CO(109-CA)與富液換熱降溫后2進(jìn)貧液泵，經(jīng)貧液泵(107-JA/JB/JC(109-CB)降溫，并經(jīng)貧液冷卻器(108-C)進(jìn)一步冷卻至40℃左右進(jìn)CO吸取塔上塔。2從CO汽提塔回流液槽底部出來的冷凝液，先經(jīng)回流液泵(108-J)升壓，一2CO吸取塔頂部洗滌凈化氣中夾帶出的溶液，22洗滌后的冷凝液回CO汽提塔頂部進(jìn)入系統(tǒng)。22脫碳系統(tǒng)現(xiàn)場圖甲烷化碳氧化物〔CO、CO〕是合成觸媒的毒物，在工業(yè)生產(chǎn)中要求入合成工序的2CO、CO含量小于10PPmCO、CO加氫反響生成對(duì)2 2合成觸媒無害甲烷。在鎳觸媒存在的條件下，進(jìn)展如下化學(xué)反響：CO+3H

＝CH+HO+206.16kJ/mol2CO+4H2 2

4 2＝CH+2H＝4

O+165.08kJ/mol甲烷化反響是可逆強(qiáng)放熱反響，溫升很大，每反響1％CO，溫升72℃左右；每反響1％CO，溫升60℃左右。因此，要嚴(yán)格掌握低變出口CO含量及脫碳出口2CO2冷凝液回收系統(tǒng)106-C換熱至60℃，進(jìn)入102-F，其中工藝氣中所帶的水分沉積下來，脫水后的CO2101-ECO2。102-F103-F，一局部C66401，C66402合成氨裝置合成工段高壓及鐵催化劑作用下合成為氨。由于在反響過程中只有少局部氮?dú)錃夂铣蔀榘焙铣傻幕瘜W(xué)反響式如下：＝ 1/2N+3/2H NH＝ 2 2 3這是一個(gè)放熱和體積削減的可逆反響。合成系統(tǒng)從甲烷化來的穎氣〔40℃、2.6Mpa、H2/N2=3：1〕先經(jīng)壓縮前分別罐先經(jīng)熱交換器106-C〔136-C〕與甲烷化進(jìn)料氣換熱〕93.3℃，再經(jīng)水冷器(116-C)38℃,最終經(jīng)氨冷器(129-C)7℃后與氫回收來的氫氣混合進(jìn)入中間分別罐(105-F)，進(jìn)一步分別氣體中的水后，從中間分別罐出來的氫氮?dú)庠龠M(jìn)合成氣壓縮機(jī)高壓段。(124-C)124-C來后，分兩路連續(xù)冷卻，第一路串聯(lián)通過原料氣和循環(huán)氣一級(jí)和二級(jí)氨冷器117-C118-CMIC-23120-C氣和循環(huán)氣三級(jí)氨冷器119-C112-F-23.3℃〔106-F，106-F液氨送往低壓氨分別器(107-F)。從高壓氨分別器出來后，循環(huán)氣就進(jìn)入合成塔(121-C)的管側(cè)，再由HCV-11掌握進(jìn)入合成塔121-C冷凍系統(tǒng)合成來的液氨進(jìn)入中間閃蒸槽(107-F，即低壓氨分別器)，閃蒸出的不凝性PICA-8107-FLI-12LICA-12(112-F)，進(jìn)作壓力分別為：0.4MPa(G)、0.16MPa(G)、0.0028MPa(G)。三臺(tái)閃蒸罐與合成系物又回到各閃蒸罐進(jìn)展氣液分別，氣氨分別進(jìn)氨壓縮機(jī)(105-J)各段氣缸，液氨分別進(jìn)各氨冷器。由液氨接收槽(109-F)來的液氨逐級(jí)減壓后補(bǔ)入到各閃蒸罐。一級(jí)閃蒸罐(110-F)出來的液氨除送第一氨冷器(117-C)外，另一局部作為合成氣壓縮機(jī)(103-J)一段出口的氨冷器(129-C)和液氨接收槽(109-F)的氨冷器(126-C)的冷源〔126-C冷卻管道圖中省略。氨冷器(129-C)和(126-C)蒸發(fā)的氣氨進(jìn)入二級(jí)(11