合成氨生產(chǎn)工藝過程

空分生產(chǎn)工藝過程介紹1?？辗?＃空分3?？辗??？辗??？辗址肿雍Y3?？辗址肿雍Y2＃空分空冷塔3?？辗挚绽渌?＃空分

4000／60002?？辗?/p>

4000／60003?？辗?/p>

3200／50004?？辗?/p>

3200／45005?？辗?/p>

10000氧／20000氮／340氬概述

空分，顧名思義就是空氣分離。就是要設(shè)法將空氣中的氧氣分離出來，因此也叫“制氧”。制氧機(jī)也被稱作“空氣分離設(shè)備”。由于氧、氮在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中有重要的作用，工業(yè)上制氧的方法有：化學(xué)法、電解法、吸附法和低溫精餾分離法。

空氣分離目前主要采用低溫精餾分離法，特點(diǎn)是生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟，不僅最經(jīng)濟(jì)，又能大量生產(chǎn)氧、氮?dú)?，而且適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，成為工業(yè)上制取氧氣的主要方法。制氧的工藝原理低溫精餾分離法制氧就是以自然界中取之不盡、用之不竭的空氣為原料，先使空氣在低溫下液化，然后在精餾塔中利用氧、氮各組分沸點(diǎn)的不同，分離為氧氣和氮?dú)?。干燥空氣的組成

空氣是一種均勻的多組分混合氣體，主要成分是氧、氮、氬，此外還有微量的惰性氣體。根據(jù)地區(qū)條件不同，空氣中含有不定量的二氧化碳、水蒸汽以及乙炔等碳?xì)浠衔??？諝庵械?8.084%、氧占20.95%、氬占0.932%。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣液化溫度-172℃，氧的液化溫度-182.8℃，氮的液化溫度-195.7℃,氬的液化溫度-185.7℃。氧氮沸點(diǎn)相差13℃,氬氮沸點(diǎn)相差10℃,這就是能夠利用低溫精餾法將空氣分離成氧、氮和氬氣的基礎(chǔ)?？辗盅b置的工作過程①空氣的過濾和壓縮；②壓縮空氣的初步冷卻；③空氣的凈化即空氣中微量水份、CO2、乙炔和碳?xì)浠衔锏那宄?；④空氣被冷卻到液化溫度；⑤冷量的制取；⑥液化和精餾；⑦危險(xiǎn)雜質(zhì)的排除?？辗稚a(chǎn)流程圖

原料空氣空壓機(jī)空冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換系統(tǒng)膨脹機(jī)系統(tǒng)精餾系統(tǒng)產(chǎn)品壓縮機(jī)液體儲存系統(tǒng)控制系統(tǒng)透平空壓機(jī)空分裝置干螺桿壓縮機(jī)污氮鼓風(fēng)機(jī)凈化液氬液氧外賣外賣污氮?dú)?.2Mpa送煤氣化空分系統(tǒng)流程示意圖空氣自大氣氮?dú)饷簹饣簹饣鯄簷C(jī)氮壓機(jī)煤氣化甲烷化聯(lián)合氮壓機(jī)一級出口二級出口氮?dú)?.2Mpa送煤氣化氧氣

空分設(shè)備將空氣經(jīng)低溫分離得到氧、氮等產(chǎn)品，本質(zhì)上是通過能量轉(zhuǎn)換完成的，裝置的能量是由原料空氣壓縮機(jī)輸入的。因此空分所需的總能耗中絕大部分是空壓機(jī)的能耗（電耗）。動(dòng)力系統(tǒng)：指原料空氣壓縮機(jī)。凈化系統(tǒng)

由空氣預(yù)冷系統(tǒng)和分子篩純化系統(tǒng)組成。壓縮后的原料空氣溫度較高，空冷系統(tǒng)通過空氣和水接觸式換熱降低空氣溫度，同時(shí)可以洗滌其中的酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)則進(jìn)一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葘辗衷O(shè)備運(yùn)行有害的物質(zhì)。制冷系統(tǒng)

空分設(shè)備是通過壓縮空氣在膨脹機(jī)內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹，產(chǎn)生空分裝置所必需低溫,提供冷量。熱交換系統(tǒng)

經(jīng)過初步降溫、凈化后的常溫空氣在主換熱器中被低溫氧氣、氮?dú)?、污氮?dú)饫鋮s至液化點(diǎn)，同時(shí)氧、氮、污氮?dú)獗豢諝饧訜嶂脸亍?/p>

空分的熱平衡是通過制冷系統(tǒng)和熱交換系統(tǒng)來完成的。精餾系統(tǒng)

空分設(shè)備的核心，實(shí)現(xiàn)低溫分離的重要設(shè)備。采用高、低壓兩級精餾方式。分為上下塔，和冷凝蒸發(fā)器組成。液化空氣在精餾塔中被分離為純凈的氧氣、氮?dú)狻?/p>

產(chǎn)品輸送系統(tǒng)

生產(chǎn)的氧氣、氮?dú)庑枰欢ǖ膲毫Σ拍軡M足后工序的使用。主要由各種不同規(guī)格的氧氣壓縮機(jī)和氮?dú)鈮嚎s機(jī)組成。液體貯存系統(tǒng)

空分設(shè)備能生產(chǎn)一定的液氧和液氬(氮)等產(chǎn)品，進(jìn)入貯存系統(tǒng)，以備需要時(shí)使用。主要由各種不同規(guī)格的低溫貯槽、低溫液體泵和汽化器組成。控制系統(tǒng)

大型空分設(shè)備都采用計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制?？諝夥蛛x的工藝流程原料空氣在過濾器中除去灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，進(jìn)入空壓機(jī)壓縮至＜0.625Mpa后，送入空氣冷卻塔進(jìn)行清洗和預(yù)冷。壓縮空氣在空冷塔內(nèi)自下而上被循環(huán)水和低溫水冷卻降溫至≤15℃。出空冷塔的空氣進(jìn)入交替使用的分子篩吸附器，除去水分、二氧化碳和乙炔等雜質(zhì)。一只工作的同時(shí)另一只利用污氮?dú)饧訜帷⒋道溥M(jìn)行再生活化，整個(gè)工作或再生時(shí)間約4小時(shí)。凈化后的加工空氣分兩股：一股經(jīng)增壓膨脹機(jī)膨脹后送入上塔參與精餾。另一股進(jìn)入主換熱器被返流氣體冷卻至液化溫度-173℃后進(jìn)入下塔?？諝庠谙滤醪骄s后，在下塔底部獲得含氧38%的液空，在下塔頂部獲得純液氮。抽取下塔液空、純液氮進(jìn)入上塔相應(yīng)部位，在上塔頂部獲得純氮?dú)狻＝?jīng)過冷器、主換熱器復(fù)熱至18℃后出冷箱作為產(chǎn)品輸出。在上塔底部獲得氧氣，經(jīng)主換熱器復(fù)熱至18℃后出冷箱作為產(chǎn)品輸出。液氧產(chǎn)品從冷凝蒸發(fā)器底部抽出，進(jìn)入液氧貯槽。從上塔中部抽取約11140m3/h、含氬7-11%（含氧92%左右）的氬餾分送入粗氬塔。粗氬塔在結(jié)構(gòu)上分為兩段，第二段粗氬塔底部的液體經(jīng)循環(huán)液氬泵加壓至0.8Mpa被送入第一段頂部作為回流液。經(jīng)粗氬塔精餾得到氬含量≥98.5%、氧含量≤2pmm流量約347m3/h的粗氬氣，進(jìn)入精氬塔中部。經(jīng)精氬塔精餾實(shí)現(xiàn)氬氮分離，在精氬塔底部得到含量99.999%的精液氬。從上塔中上部引出污氣，經(jīng)過冷器、主換熱器復(fù)熱后出冷箱，一部分進(jìn)入蒸汽加熱器作為分子篩再生氣體，一部分經(jīng)污氮鼓風(fēng)機(jī)加壓至0.050Mpa輸出,其余氣體送入水冷塔。雙環(huán)公司空分裝置所采用的流程形式

一種采用的是第五代空分設(shè)備，常溫分子篩凈化空氣，增壓膨脹空氣進(jìn)上塔的流程。特點(diǎn)：氧提取率進(jìn)一步提高，可達(dá)到93%~97%、能耗進(jìn)一步下降，約為0.47~0.53KW·h/m3。以DON3200/4500型空分為代表,實(shí)際出氧4000M3/h、純度99.6%,出氮6000M3/h、純度99.99%。兩套KDON4000/6000型、一套KDON3200/5000型空分分別由原來三套KDON3200/3200型石頭蓄冷器流程相繼改造而成。

另一種采用的是第六代空分設(shè)備，常溫分子篩凈化，增壓膨脹空氣進(jìn)上塔，填料型上塔，全精餾無氫制氬流程。特點(diǎn)采用多項(xiàng)新技術(shù)，節(jié)能效果顯著，與第五代空分設(shè)備相比裝置總能耗下降8%~10%，制氧能耗為0.37~0.43KW·h/m3。以KDON10000/20000型空分為代表，實(shí)際出氧9500M3/h以上，純度99.6%,出氮19000M3/h以上,純度99.99%,出氬200~300M3/h,純度達(dá)99.999%以上。空分生產(chǎn)的重點(diǎn)崗位透平空壓機(jī)崗位分餾崗位氧壓機(jī)崗位氮壓機(jī)崗位透平空壓機(jī)崗位

崗位任務(wù)是:將空氣經(jīng)過三段（或五級、四級）壓縮至≤0.626MPa（表）并冷卻后進(jìn)入空氣冷卻系統(tǒng)。透平空氣壓縮機(jī)工作原理:

連續(xù)性氣體在工作輪作用下，利用氣流慣性力在隨后的減速運(yùn)動(dòng)中，使氣體分子之間距離更加接近而達(dá)到氣體壓力提高的目的。主要設(shè)備及參數(shù)：設(shè)備名稱型號流量、電功率、排氣壓力數(shù)量空壓機(jī)DA350—6120000M3/h、2500Kwh、0.63Mpa3臺DA350—6420000M3/h、2500Kwh、0.63Mpa1臺5TYD14420000M3/h、2500Kwh、0.67Mpa1臺4TYD12252000M3/h、5200Kwh、0.61Mpa1臺分餾崗位

崗位任務(wù)是將空壓機(jī)送來的壓縮原料空氣經(jīng)過冷卻、凈化、液化、精餾等過程制取純度達(dá)99.0％以上的低壓氧氣、99.99％的低壓氮?dú)狻?9.2％以上的液氧及純度≥99.999％的液氬等產(chǎn)品。①加工空氣量越多,氣體產(chǎn)品越多,空氣量受季節(jié)、環(huán)境溫度的影響，夏季相對冬季來講，空氣量要少一些。②產(chǎn)品流量與產(chǎn)品純度成反比，氣體產(chǎn)品取出越多，產(chǎn)品純度就會(huì)下降。③膨脹空氣量過大，不利于產(chǎn)品純度提高。④精餾塔的精餾工況和精餾效率。⑤節(jié)流調(diào)節(jié)閥開度的影響。影響產(chǎn)品產(chǎn)量和純度的因素:氧壓機(jī)崗位

崗位任務(wù)是將純度≥99.0%的

低壓氧氣經(jīng)氧壓機(jī)加壓至＜4.315MPa后送往煤氣化供粉煤造氣。氮壓機(jī)崗位

任務(wù)是

將低壓氮?dú)饨?jīng)氮壓機(jī)加壓至＜3.0MPa后，再送往凈化甲烷化配氮用；經(jīng)干螺桿氮壓機(jī)加壓至＜0.8MPa用于煤氣化工段干灰脫除工序的氣提、通氣及儀表氣源；經(jīng)聯(lián)合氮壓機(jī)加壓至＜5.2MPa后送往煤氣化給料包調(diào)壓、氧管線吹掃、煤進(jìn)料罐加速器的吹掃；加壓至＜7.2MPa后送往煤氣化及中高溫高壓過濾器、激冷器和合成氣冷卻器的進(jìn)口的反吹。氮壓機(jī)

空分生產(chǎn)的主要設(shè)備

氧氣壓縮機(jī)

臥式往復(fù)氧壓機(jī)7臺，四缸四級壓縮,用于加壓氧氣輸送

1-5#機(jī)處理氣量3500m3/h，6、7#處理氣量4000m3/h，終壓＜4.325Mpa,電功率800KW運(yùn)行模式六開一備空分生產(chǎn)的主要設(shè)備

氮?dú)鈮嚎s機(jī)臥式往復(fù)氮壓機(jī)7臺，加壓氮?dú)廨斔?/p>

1#、2#、3#、4#、5#均為四缸三級壓縮，處理氣量3500m3/h，終壓＜3.0Mpa,電功率630KW;6#氮壓機(jī)為四缸四級壓縮,處理氣量3500m3/h,終壓3.0Mpa,電功率800KW;7#氮壓機(jī)六缸四級壓縮，處理氣量14000m3/h,終壓＜3.0Mpa,電功率2500KW。運(yùn)行模式一大四小二備空分生產(chǎn)的主要設(shè)備

聯(lián)合氮壓機(jī)

臥式往復(fù)聯(lián)合氮壓機(jī)2臺：加壓氮?dú)廨斔退母锥墘嚎s，一級入口壓力＜3.0Mpa;一級出口壓力＜5.2Mpa，二級出口壓力＜7.2Mpa，電功率800KW。運(yùn)行模式一開一備?？辗稚a(chǎn)的主要設(shè)備

干螺桿氮?dú)鈮嚎s機(jī)儀表氮壓機(jī)3臺,提供儀表氮?dú)馓幚須饬?400m3/h，出口壓力0.8Mpa，電功率260KW。運(yùn)行模式二開一備空分生產(chǎn)的主要設(shè)備

污氮鼓風(fēng)機(jī)污氮鼓風(fēng)機(jī)2臺，用于輸送污氮?dú)馊ッ簹饣ッ合到y(tǒng),出口壓力＜0.05MPa,氣量8000m3/h運(yùn)行模式一開一備

液氧貯槽2座用于貯存液氧（共50m3）液氬貯槽1座貯存液氬（100m3）安全①空分生產(chǎn)過程存在高溫、高壓、低溫、易爆。②氧氣無毒害，無色無臭，強(qiáng)氧化劑和助燃劑，遇可燃?xì)怏w可發(fā)生爆炸。③氮?dú)狻鍤鉄o色無臭，無害氣體，但在高濃度下使人窒息。④火災(zāi)與爆炸：冷凝蒸發(fā)器碳?xì)浠衔锖砍瑯?biāo)、氧機(jī)著火。⑤觸電及機(jī)械傷人。⑥高空墜落。⑦高溫燙傷和低溫凍傷。存在的主要危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)氧（液氧）1．理化特性外觀與性狀：無色、無味氣體或淺蘭色低溫液體熔點(diǎn)（℃）-218.8相對密度：1.41沸點(diǎn)（℃）-183.1相對蒸氣密度：1.105飽和蒸氣壓(KPa):640/-160℃臨界溫度（℃）：-118.6臨界壓力（MPa）：5.08溶解性：微溶于水、酒精、丙酮。環(huán)境危害：無燃爆危險(xiǎn)：強(qiáng)氧化劑，助燃，與可燃蒸氣混合形成燃燒式爆炸性混合物。存在的主要危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)氮（液氮）1．理化特性無色、無味、無臭氣體熔點(diǎn)（℃）-210相對密度：0.81沸點(diǎn)（℃）-196相對蒸氣密度：0.967飽和蒸氣壓(KPa):640/-160℃臨界溫度（℃）：-146.9臨界壓力（MPa）：3.17溶解性：微溶于水、酒精、醚。主要用途：化肥、氨、硝酸等化合物制造，惰性保護(hù)介質(zhì)，速凍食品制冷劑、冷凍劑、電子業(yè)中的外延，擴(kuò)散化學(xué)氣相淀積，離子注入光刻等，校正氣、標(biāo)準(zhǔn)氣等。環(huán)境危害：無爆炸危險(xiǎn)：無存在的主要危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)氬（液氬）1．理化特性外觀與性狀：無色、無味、無臭、無毒的惰性氣體熔點(diǎn)（℃）-189.2相對密度：1.41沸點(diǎn)（℃）-185.9相對蒸氣密度：1.38飽和蒸氣壓(KPa):159.99/-181.301℃臨界溫度（℃）：-122.4臨界壓力（MPa）：4.864溶解性：微溶于水和有機(jī)溶劑主要用途：用于焊接，不銹鋼制造、冶煉，半導(dǎo)體工業(yè)中的氣相淀積，晶體生長，熱氧化，外延擴(kuò)散，多晶硅離子注入載流燒結(jié)。用作標(biāo)準(zhǔn)氣、零點(diǎn)氣等。環(huán)境危害：該物質(zhì)對環(huán)境無危害，對水體無污染。無爆炸危險(xiǎn)：氬是惰性氣體，本身無燃爆危險(xiǎn)。環(huán)保方面

①空分生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體對環(huán)境、大氣、水質(zhì)不造成任何污染。②噪聲危害，主要來自于運(yùn)轉(zhuǎn)中的氣體壓縮機(jī)、氣體放空產(chǎn)生的噪聲。噪聲控制＜65分貝。環(huán)境因素噪音產(chǎn)生、熱輻射、蒸汽泄漏、蒸汽冷凝水排放、、珠光砂粉塵產(chǎn)生、液氧充裝損失、潛在火災(zāi)、液氬充裝損失。煤氣化工藝殼牌煤氣化一、殼牌煤氣化工藝介紹二、耐硫變換、低溫甲醇洗工藝介紹三、殼牌煤氣化生產(chǎn)的原料消耗成本、產(chǎn)量狀況。四、造氣、凈化工段主要設(shè)備、安全環(huán)保現(xiàn)狀。二、煤氣化生產(chǎn)原理

總反應(yīng)方程式：CH+1/2O2=CO＋1/2H2

1.反應(yīng)原料:

原煤

氧

蒸汽CH是煤的簡化分子式氣化反應(yīng)方程：C+1/2O2=CO-110MJ/KmolC+H2O=CO+H2+131MJ/KmolC+2H2=CH4-75MJ/Kmol變換反應(yīng)方程:CO+H2O=CO2+H2+9.84KCal/mol蒸汽甲烷重組反應(yīng)CH4+H2OCO+3H2+211MJ/Kmol加壓輸送氧+蒸汽一.磨煤崗位任務(wù):

生產(chǎn)出合格的煤粉至下一單元要求:

1.每小時(shí)量20-40噸

2.粒度5-90μm3.濕度1-3%．控制要點(diǎn)溫度粒度雜質(zhì)二.煤粉輸送1.崗位任務(wù):將煤粉加壓計(jì)量后送到氣化爐燃燒.2.生產(chǎn)工藝介紹:下煤粉.充壓平衡.下煤粉.卸壓放空.重新下粉循環(huán).去煤燒咀去煤燒咀常壓煤粉倉煤粉鎖斗高壓給粉倉氮?dú)夥趴杖ッ簾椎獨(dú)獾獨(dú)馊?煤氣化A.氣化爐介紹:殼牌煤氣化項(xiàng)目的關(guān)鍵設(shè)備―氣化爐及其合成氣冷卻器（廢熱鍋爐）氣化爐內(nèi)件的總體結(jié)構(gòu)為水冷壁型式，主要由受熱面（膜式水冷壁）環(huán)形空間及承壓殼體組成。承壓殼體設(shè)計(jì)壓力為5.2MPa，設(shè)計(jì)溫度350℃。用沸水冷卻的水冷壁安裝在殼體內(nèi)，氣化過程實(shí)際發(fā)生在膜式水冷壁圍成的腔內(nèi)，氣化壓力由承壓爐體承受。在膜式水冷壁與承壓爐體之間的是環(huán)形空間，主要用于放置容納水/蒸汽的輸入/輸出管線及集箱管、分配管，另外，環(huán)形空間也便于管線的連接安裝及其以后的檢修與檢驗(yàn)?？刂埔c(diǎn)：氣化爐爐溫

四.渣系統(tǒng)A．崗位任務(wù):將氣化爐內(nèi)燃燒剩余殘?jiān)?由3.2Mpa卸壓到常壓,并用皮帶運(yùn)走作商品出售.渣池渣收集器撈渣機(jī)渣鎖斗補(bǔ)水充氮充氮放空破渣機(jī)B．工藝流程圖:破渣機(jī)C．工藝介紹:淬冷破碎收集高低壓轉(zhuǎn)換卸料運(yùn)輸?shù)透邏恨D(zhuǎn)換,重新收集D．控制要點(diǎn)渣密度堵渣五.灰系統(tǒng):A．崗位任務(wù)除去合成氣中的灰,將灰收集,冷卻,作為商品售出.移除合成氣中的飛灰

（20mg/nm3）高溫高壓飛灰過濾器飛灰收集器飛灰排放罐飛灰冷卻器飛灰中間貯倉飛灰吹送包飛灰筒倉B．工藝流程圖C．工藝介紹:飛灰過濾器性能介紹.合成氣過濾鎖斗高低壓轉(zhuǎn)換氣提中間貯存運(yùn)輸六．濕洗A．崗位任務(wù)：洗滌干法除塵后氣體中殘存的飛灰，洗去合成氣中部分酸性氣體送合格氣體到凈化工段。B．工藝流程圖C．工藝介紹：水循環(huán)水排放加堿中和D．控制要點(diǎn)：PH值控制洗滌塔文后里洗滌器循環(huán)水泵合成氣合成氣出凈化凈化工段工藝凈化工藝分類比較一氧化碳變換：催化劑的選擇是變換工藝方案選擇的關(guān)鍵。CO變換技術(shù)的發(fā)展是依據(jù)變換催化劑的進(jìn)步而發(fā)展的，變換催化劑的性能決定了變換工藝流程配置及工藝先進(jìn)性。分類:1.不耐硫變換：Fe-Cr系催化劑變換、Cu-Zn系催化劑變換2.耐硫變換：Co-Mo系催化劑變換

脫硫工藝：

改良ADA法、栲膠法、氨水法、

NHD法、低溫甲醇洗法、

ZnO干法脫硫

脫碳工藝：熱鉀堿法、MEA法、MDEA法、碳酸丙烯酯法NHD法、低溫甲醇洗法、變壓吸附脫碳法(PSA)精制工藝：液氮洗、甲烷化、銅洗精煉凈化各崗位生產(chǎn)任務(wù)變換甲烷化崗位主要任務(wù)是將來自氣化工段的煤氣中的CO與水蒸汽在適宜的溫度下，經(jīng)耐硫變換催化劑的作用進(jìn)行CO變換反應(yīng)，生成有用的CO2及H2，且以廢鍋方式回收變換反應(yīng)較高能位的廢熱,副產(chǎn)0.6MPa蒸汽；低能位廢熱經(jīng)一系列換熱器回收利用，其CO含量由26%~64%（干基）降至0.35%（干基）以下，合格變換氣送至低溫甲醇洗裝置。

甲烷化：將甲醇洗送來的凈化氣在配入中壓氮后在甲烷化觸媒的作用下將氣體中的CO、CO2轉(zhuǎn)化為CH4，使出凈化的精制氣中的CO+CO2≤20ppm，H2/N2=3。

低溫甲醇洗崗位的主要任務(wù)是脫除變換氣中的CO2、H2S及有機(jī)硫雜質(zhì)，同時(shí)也脫除變換氣中帶入的飽和水，制得CO2＜20ppm；H2S＜0.1ppm的合格凈化氣送往甲烷化進(jìn)一步精制凈化。為聯(lián)堿裝置提供CO2≥96%（V）、H2S＜20PPm合格的CO2原料氣。濃縮H2S餾分，為防止變換觸媒的反硫化提供合格的H2S氣體。

冰機(jī)崗位的主要任務(wù)是由螺桿冰機(jī)壓縮氨構(gòu)成冷凍循環(huán)，為甲醇洗崗位提供―40℃的冷源。（73926Nm3/h、150℃、3.25MPa，含CO：56.3%、H2：19.1%、CO2：2.2%、N2：9%、H2O：14%、H2S：1000PPm）460℃CO15%、380℃、CO3.3%、280℃220℃222℃、CO小于0.50%第一變換爐第二變換爐第三變換爐低壓廢鍋?zhàn)儞Q氣水洗塔

高壓蒸汽原料氣淬冷水淬冷水（自產(chǎn)蒸汽與電廠過熱蒸汽混合，42T/h，300℃）

260－290℃副產(chǎn)0.6MPa蒸汽(先后與鍋爐給水、脫鹽水、循環(huán)水、溴化鋰制冷機(jī)換熱、分離）變換反應(yīng)主要方程式及原理

CO＋H2OCO2＋H2

＋9.84Kcal/mol變換反應(yīng)是一個(gè)可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)前后體積沒有變化。根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，溫度降低平衡向生成CO2和H2的方向移動(dòng)，反之，溫度升高平衡向生成CO和水蒸汽的方向移動(dòng)。當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度都可以使反應(yīng)向生成物方向移動(dòng)。當(dāng)提高反應(yīng)壓力時(shí)，可以加快變換反應(yīng)速度。耐硫變換催化劑的反硫化：

耐硫變換催化劑經(jīng)過硫化后才具有活性，而反硫化則是催化劑失活的重要原因。反硫化是指催化劑組分中CoS和MoS2的水解,也就是硫化反應(yīng)的逆反應(yīng)。較高的入口硫含量、較低的溫度和水氣比都可以防止反硫化的發(fā)生。但是在正常的生產(chǎn)操作中床層溫度和水氣比是根據(jù)變換系統(tǒng)出口的CO含量來調(diào)節(jié)，所以可以通過提高進(jìn)系統(tǒng)煤氣中的硫含量有效的防止反硫化的發(fā)生。酸氣壓縮機(jī)的作用就是為了增加原料氣中的H2S含量，防止催化劑反硫化。甲烷化主要反應(yīng)式及原理：

CO＋3H2CH4＋H2O

＋48.28Kcal/molCO2＋4H2CH4＋2H2O

＋39.6Kcal/mol甲烷化催化劑的主要活性成分是鎳，另外還加入少量的氧化鋁為載體，氧化鎂為促進(jìn)劑。甲烷化反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，每1%的CO轉(zhuǎn)化，甲烷化觸媒溫升72℃；每1%的CO2轉(zhuǎn)化，甲烷化觸媒溫升60℃；每1%的O2轉(zhuǎn)化，甲烷化觸媒溫升159℃，要防止甲烷化配氮?dú)膺^氧。I系統(tǒng)II系統(tǒng)第一變換爐Φ3600×60×8712催化劑類型：K8-11/H

內(nèi)襯：δ=200mm（輕質(zhì)高鋁磚和澆鑄料）催化劑裝填量：26m3微孔瓷球2.5m3Φ25ZZ瓷球：1.6m3；Φ50ZZ瓷球：4.7m3設(shè)計(jì)壓力：3.5MPa設(shè)計(jì)溫度：350℃（殼體）Φ3600×60×10342催化劑床層H=5000催化劑類型SB309,內(nèi)保δ=150mm催化劑裝填量：42m3第二變換爐Φ3400×60×9475催化劑類型：K8-11/H催化劑裝填量：35m3微孔瓷球2.5m3Φ25ZZ瓷球：1.8m3；Φ50ZZ瓷球：5.6m3設(shè)計(jì)壓力：3.5MPa設(shè)計(jì)溫度：450℃Φ3500×60×8975催化劑床層H=4000催化劑類型：SB309催化劑裝填量：36m3第三變換爐Φ3600×55×18120催化劑類型：QCS-04催化劑裝填量：88m3（上：43m3

下：45m3）微孔瓷球2.5m3

；Φ25ZZ瓷球：3.8m3

Φ50ZZ瓷球：7.4m3

設(shè)計(jì)壓力：3.5MPa設(shè)計(jì)溫度：300℃（上段）/260℃（下段）

Φ3600×60×10242催化劑床層H=4900

催化劑類型：SB309-1

催化劑裝填量：46m3變換爐觸媒型號和裝填量分離器1第一換熱器原料氣過濾器煤氣換熱器蒸汽混合器第一變換爐淬冷器I第二變換爐淬冷器II第三變換爐甲烷化加熱器脫鹽水預(yù)熱器甲烷化水冷器鍋爐給水換熱器甲烷化換熱器變換氣水洗塔除氧器鍋爐給水換熱器變換氣分離器4變換氣水冷器變換器分離器3變換氣分離器2變換氣分離器1廢鍋?zhàn)儞Q系統(tǒng)甲醇洗工藝低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝凈化工段引進(jìn)林德公司專利技術(shù)低溫甲醇洗裝置，采用典型的六塔工藝。目的：由于煤氣中含有CO2、H2S等酸性氣體，且經(jīng)變換反應(yīng)后大量CO轉(zhuǎn)化為CO2，酸性氣體量大大增加，為保護(hù)合成催化劑，必須脫除H2S、CO2等酸性氣體。甲醇洗系統(tǒng)甲醇洗滌塔

CO2再生／氣提塔氣提塔熱再生塔

尾氣水洗塔脫水塔低溫甲醇洗主要設(shè)備除T04塔為篩板塔外，其余五塔均為浮閥塔氮?dú)鈿馓崴矚庀礈焖状济撍状荚偕?500二氧化碳再生塔2800甲醇吸收塔2500塔盤數(shù)：728632541418低溫甲醇洗基本原理和特點(diǎn)吸收原理：低溫甲醇洗脫硫脫碳是一種物理吸收法，根據(jù)亨利定律：在一定溫度平衡狀態(tài)下，氣體在溶液里的溶解度與平衡分壓成正比。低溫甲醇洗是物理吸收過程，為放熱吸收，壓力越高，吸收效果越好，溫度越低，甲醇吸收效果越好。有較強(qiáng)的選擇性：甲醇在低溫高壓下，對H2S、COS及CO2的溶解度大，但對H2、CO、CH4的溶解度小，低溫下H2S、COS及CO2在甲醇中的溶解度與CO及H2相比，至少要大100倍，這樣有效氣的損失小，另外低溫下甲醇對H2S的溶解度差不多比CO2大6倍，這樣就有可能選擇性地從原料氣中分別吸收CO2和H2S，利用這一特點(diǎn)可在同一塔內(nèi)分段吸收，而解析再生又可以分別加以回收，以保正再生時(shí)CO2的純度，滿足聯(lián)堿生產(chǎn)的要求。這比通常的分步脫硫脫碳具有流程短，動(dòng)力消耗少，凈化度高等等優(yōu)點(diǎn)。甲醇溶液再生原理有三種方法：

減壓再生、氣提再生和加熱再生吸收了CO2、H2S、COS的甲醇溶液經(jīng)過節(jié)流膨脹減壓閃蒸、N2氣提，釋放出CO2，再通過精餾加熱再生出含H2S的酸性氣體，并進(jìn)行水分的分離脫除，再生好的甲醇經(jīng)過多級降溫循環(huán)使用。系統(tǒng)需要的冷量來自冰機(jī)氨壓縮制冷、吸收了CO2和H2S的高壓甲醇溶液的節(jié)流膨脹和各水冷器。由于流體在流動(dòng)時(shí)，遇到局部阻力而造成的壓力有較大降落的現(xiàn)象，為節(jié)流。節(jié)流閥門有T01塔液位調(diào)節(jié)閥LV03、LV05、閃蒸罐D(zhuǎn)03、D04的液位調(diào)節(jié)閥LV13、LV15，在甲醇洗停車停甲醇循環(huán)后，必須到現(xiàn)場關(guān)調(diào)節(jié)閥的主付線閥門，以防止出現(xiàn)高壓串低壓設(shè)備超壓事故。

T01塔壓力2.9MPa，D03、D04罐的壓力1.0MPa，T02塔壓力0.06MPa。

浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)氣流從浮閥周邊徑向吹入液層，氣液接觸時(shí)間加大，且霧沫夾帶減少，塔板效率較高，生產(chǎn)力大、操作彈性大，結(jié)構(gòu)比泡罩塔簡單，壓力降也較小。T04塔為篩板塔，其余五塔均為浮閥塔繞管式換熱器E01E06E07E09其結(jié)構(gòu)緊湊、占地少，傳熱系數(shù)大、傳熱效率高、能承受高壓、可實(shí)現(xiàn)多股流同時(shí)換熱、具有很好的熱補(bǔ)償能力等優(yōu)點(diǎn)氨冷器的排油及方法甲醇洗裝置的四臺氨冷器的液氨來自冰機(jī)系統(tǒng)，由于螺桿冰機(jī)采用油潤滑和冷卻，氣氨雖然通過了兩級油分，仍然會(huì)存在少量的油，在低溫下會(huì)在氨冷器中沉積下來，油多了以后就會(huì)影響換熱效果，因此，要定時(shí)排油。由于氨冷器在負(fù)壓下操作，正常情況下油排不出來。因此在每臺氨冷器旁設(shè)有排油裝置。排油時(shí)，先開底部導(dǎo)淋閥，將油排入下部的集油罐中，油排完后，關(guān)排油閥，開低壓氮?dú)饧訅旱?.2MPa后關(guān)低壓氮?dú)忾y，然后開集油罐底部的導(dǎo)淋閥將油排入油桶中，排油次數(shù)根據(jù)排油量的多少來定。溴化鋰制冷機(jī)組溴化鋰制冷原理溴化鋰吸收式制冷機(jī)是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，利用水在高真空下低沸點(diǎn)汽化蒸發(fā)吸熱達(dá)到制冷的目的。為使制冷過程能連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，蒸發(fā)后的冷劑水蒸氣被溴化鋰溶液所吸收，溶液變稀，這一過程是在吸收器中發(fā)生的，然后以熱能為動(dòng)力，將溶液加熱使其水份分離出來，而溶液變濃，這一過程是在發(fā)生器中進(jìn)行的。發(fā)生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝結(jié)成水，經(jīng)節(jié)流后再送至蒸發(fā)器中蒸發(fā)。如此循環(huán)達(dá)到連續(xù)制冷的目的。

可見溴化鋰吸收式制冷機(jī)主要是由吸收器、發(fā)生器、冷凝器和蒸發(fā)器四部分組成的。冰機(jī)崗位的主要原理由于甲醇吸收在低溫下進(jìn)行，需要冰機(jī)提供冷量，我廠采用氨壓縮致冷，即將氨壓縮到1.5Mpa后用水冷凝使氣氨變成液氨，然后通過部分液氨的節(jié)流蒸發(fā)讓液氨逐級冷卻到-20℃，-20℃的液氨送往低溫甲醇洗的4臺氨蒸發(fā)器在-40℃的溫度下蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力為-0.03MPa。液氨蒸發(fā)成為氣氨以后，必須循環(huán)使用，如何使之重新液化呢？如果壓力仍保持在蒸發(fā)壓力，則冷凝溫度亦即蒸發(fā)溫度，顯然不能用冷卻水使之冷卻冷凝，但把氣氨的壓力提高后，相應(yīng)的冷凝溫度也提高了，當(dāng)冷凝溫度高于冷卻水的溫度后，也就可以用簡單的水冷卻器使之液化。（氨的沸點(diǎn)即飽和蒸汽溫度隨壓力的身高而上升）因此蒸發(fā)與冷凝必須處于兩個(gè)不同的壓力等級，把氣氨從蒸發(fā)壓力提高到冷凝壓力的任務(wù)是由壓縮機(jī)來完成的，即我們所說的冰機(jī)。在一個(gè)完整的壓縮式制冷系統(tǒng)中，四個(gè)主件是壓縮冰機(jī)，冷凝器，節(jié)流減壓膨脹閥和氨蒸發(fā)器（氨冷器）。

在冰機(jī)壓縮式制冷系統(tǒng)中的輔助設(shè)備有：按照它們的作用，分為兩大類：1.維持制冷循環(huán)正常工作的設(shè)備，如兩級壓縮的中間冷卻器、閃蒸器、經(jīng)濟(jì)器；2.改善運(yùn)行指標(biāo)及運(yùn)行條件的設(shè)備，如油分離器、集油器、氨液分離器、空氣分離器以及貯氨槽。

0.067MPa,-39℃0.53MPa,5℃甲醇洗氨冷器氨液分離器低壓冰機(jī)-20℃

經(jīng)濟(jì)器中間冷卻器高壓冰機(jī)

5℃1.5MPa,70℃

閃蒸器貯氨槽←蒸發(fā)式冷凝器←立式油分離器

35℃蒸發(fā)式冷凝器蒸發(fā)式冷凝器是一種將水冷與空冷，傳熱與傳質(zhì)過程融為一體的新型、高效冷凝設(shè)備。其工作流程是將冰機(jī)出口的高壓氣氨送入蒸發(fā)式冷凝器的蛇形盤管內(nèi)進(jìn)行冷卻，使氣氨冷凝成液氨流到貯氨槽內(nèi)。冷卻水用循環(huán)水泵通過噴淋系統(tǒng)霧化成滴狀，不斷地淋濕蛇形盤管表面，使部分冷卻水吸收盤管內(nèi)介質(zhì)的熱量后蒸發(fā)，由風(fēng)機(jī)將熱量散發(fā)至大氣。沒有蒸發(fā)的冷卻水通過高效散熱裝置繼續(xù)散熱，冷卻后的水流回水箱后由循環(huán)水泵不斷循環(huán)使用。冷卻水源在循環(huán)散熱中減少的水量通過水箱水位控制系統(tǒng)添補(bǔ)。

合成工藝從合成塔出來的氣體首先進(jìn)入塔外換熱器管間，從塔外換熱器出來后，一部分去冷激總管，一部分進(jìn)入合成塔二次進(jìn)口，進(jìn)一步反應(yīng)后，從二次出口去中置鍋爐，從鍋爐出來后進(jìn)入塔外換熱器管內(nèi)，從塔外換熱器出來后去排管。合成工藝流程崗位任務(wù)將一定比例經(jīng)過凈化的氫、氮混合氣，在適宜的溫度、壓力條件下，通過觸媒的催化作用合成為氨。經(jīng)過冷卻分離的液氨、減壓后送往氨庫。藝流程工作原理1.氨合成的基本原理氨是由氣態(tài)氫和氮在氨觸媒的作用下反應(yīng)生成的，其反應(yīng)式為：

3H2+N2=2NH3+熱量這是一個(gè)可逆、放熱、體積縮小的反應(yīng)，對其反應(yīng)機(jī)理存在著不同的觀點(diǎn)，一般認(rèn)為：氮在鐵催化劑上被活性吸附，離解為氮原子，然后逐步加氫，連續(xù)生成NH、NH2和NH3。即：

N2（擴(kuò)散）→2N（吸附）→2NH(吸附）→2NH２（吸附）→2NH３（脫附）→2NH３（擴(kuò)散到氣相）由質(zhì)量作用定律和平衡移動(dòng)原理可知：

1.溫度升高，不利于反應(yīng)平衡而有利于反應(yīng)速度。

2.壓力愈高愈有利于反應(yīng)平衡和速度。

3.氫氮?dú)猓ū壤?:1）含量越高越有利于反應(yīng)和速度。4.觸媒不影響反應(yīng)平衡，但可以加快反應(yīng)速度。工藝流程1.往復(fù)循環(huán)機(jī)工藝流程經(jīng)合成反應(yīng)，水冷器冷卻、氨分離器分離后的混合氣體，進(jìn)入循環(huán)機(jī)氣缸壓縮提高壓力，再送入系統(tǒng)與新鮮氣混合進(jìn)入合成塔。2.透平循環(huán)機(jī)工藝流程2.1.主氣體工藝流程從高壓機(jī)來的新鮮氣少部分進(jìn)入保護(hù)氣系統(tǒng)，大部分經(jīng)過濾油器濾油后與從氨分出來的氣體混合，經(jīng)冷凝塔、氨冷器、再進(jìn)入冷凝塔分離氨后，從冷凝塔二次出口出來，分兩路從機(jī)身兩側(cè)對稱進(jìn)入高壓筒體內(nèi)，氣體從電機(jī)與高壓筒體的環(huán)隙縱向流過，帶走電機(jī)散發(fā)的熱量，然后再經(jīng)中間接筒的氣孔與保護(hù)氣匯合進(jìn)入葉輪，經(jīng)壓縮后送至合成塔。從合成塔出來的氣體經(jīng)水冷器冷卻（Ⅱ系統(tǒng)先經(jīng)中鍋），再經(jīng)氨分離器分離氨后與高壓機(jī)來的新鮮氣混合進(jìn)入冷凝塔，依此循環(huán)。2.2.保護(hù)氣工藝流程從高壓機(jī)崗位來的少量新鮮氣經(jīng)小氨冷器冷卻后進(jìn)入氣水分離器分離掉其中的水和油，再經(jīng)硅膠干燥器吸收氣體中殘存的水份，干燥后的氣體進(jìn)入透平機(jī)電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的環(huán)隙，直接帶走電機(jī)的熱量，與循環(huán)氣在中間接筒匯合后再進(jìn)入透平機(jī)的葉輪壓縮。2.3.硅膠再生工藝流程由高壓機(jī)送來的少量新鮮氣或事故氮?dú)猓?00-700Nm3/h）經(jīng)氨冷器冷卻、氣水分離器分離水和油后，進(jìn)入電加熱器提高溫度（≤180℃）后進(jìn)入需再生的硅膠干燥器，依靠氣體的熱量將硅膠吸附的水份蒸發(fā)并進(jìn)行干燥，出干燥器的氣體由放空管放空或回收，同時(shí)將水份帶走。當(dāng)干燥器氣體出口溫度達(dá)100-120℃后表明再生合格。

合成塔工藝流程（舊流程）自壓縮機(jī)來的新鮮氣分離油水后，進(jìn)入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系統(tǒng)與循環(huán)機(jī)來的循環(huán)氣同時(shí)進(jìn)入濾油器分離油污，經(jīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系統(tǒng)冷凝塔上部予冷后，入氨冷器進(jìn)行二次冷卻，入冷凝塔下部進(jìn)行二次分離，氣體上升至冷凝塔上部予熱后，經(jīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系統(tǒng)主、副閥進(jìn)入合成塔，在觸媒的作用下合成為氨。Ⅰ、Ⅲ系統(tǒng)合成塔出口氣體、Ⅱ系統(tǒng)合成塔二次出口氣體（Ⅱ系統(tǒng)合成塔一次出口氣體入中鍋，再進(jìn)合成塔）經(jīng)水冷器，氨分離器進(jìn)行一次冷卻分離后，進(jìn)入循環(huán)機(jī)補(bǔ)充壓力送往濾油器，連續(xù)循環(huán)。合成塔工藝流程（新流程）從壓縮出來的氫氮?dú)饨?jīng)濾油器分離掉油、水等雜質(zhì)后與循環(huán)氣混合進(jìn)入冷凝塔底部分離器，分離掉的液氨去球罐，循環(huán)氣到上部換熱器換熱，出冷凝塔后進(jìn)入透平循環(huán)機(jī)加壓后，進(jìn)入合成塔環(huán)隙與內(nèi)件換熱，從底部出合成塔后進(jìn)入熱交（管外）換熱，換熱后的氣體再次進(jìn)入合成塔底部換熱器（管外）換熱，而后由中心管到觸媒層，觸媒層內(nèi)循環(huán)氣由上至下開始合成反應(yīng)，出觸媒層后進(jìn)入合成塔底部換熱器（管內(nèi)）換熱，而后出合成塔進(jìn)鍋爐換熱產(chǎn)蒸汽，出鍋爐后循環(huán)氣再次進(jìn)入熱交（管內(nèi)）換熱，進(jìn)入水冷進(jìn)行冷卻，冷卻后進(jìn)入氨分離器分離液氨，分離掉的液氨去球罐，循環(huán)氣進(jìn)冷凝塔上部換熱器（管內(nèi)）冷卻，而后進(jìn)氨冷器進(jìn)一步冷卻，出氨冷器后與補(bǔ)氣油分來的新鮮氣混合進(jìn)入冷凝塔底部分離器，如此往復(fù)循環(huán)。一次、二次分離之液氨送往氨庫。吹除氣送往氨回收。氨冷器液氨來自氨庫，氣氨送往聯(lián)堿或氨水站。

透平循環(huán)壓縮機(jī)工藝指標(biāo)透平機(jī)電機(jī)電流≤1042A（1154A）電機(jī)功率≤600KW（680KW）電機(jī)絕緣電阻值≥0.5MΩ電機(jī)軸承溫度≤75℃電機(jī)溫度≤90℃保護(hù)氣進(jìn)透平機(jī)氣體溫度≤30℃循環(huán)氣進(jìn)透平機(jī)氣體溫度≤40℃透平機(jī)出口氣體溫度≤50℃透平機(jī)軸承溫度≤65℃透平機(jī)保護(hù)氣量500-700Nm3/h透平機(jī)出口壓力≤31.38MPa透平機(jī)進(jìn)出口壓差≤2.55Mpa透平機(jī)出口氣量QTC450≤450m3/hQTC620≤620m3/h透平機(jī)升壓速率≤0.39MPa/min透平機(jī)降壓速率≤0.196MPa/min電加熱器進(jìn)口壓力≤1.57MPa硅膠再生時(shí)電加熱器出口氣體溫度120℃-180℃硅膠干燥器出口溫度（再生時(shí)）90-120℃小氨冷器液位1/2-2/3硅膠干燥器再生時(shí)的升溫速率30-40℃/h注油量