合成氨工藝黃總0710

合成氨工藝簡介一、制棒工藝二、造氣工藝三、脫硫工藝四、變換工藝五、變壓吸附工藝目錄六、精煉工藝七、合成工藝八、水溶液法尿素工藝九、氣提法尿素工藝靜電除焦：除去煤焦油、雜質(zhì)脫硫工段：除去大部分H2S變換工段：將CO“變成”H2變脫：除去H2S變壓吸附：除去CO2精煉：除去微量O2、CO、CO2、H2S等合成：H2與N2合成氨；放掉CH4氨庫：儲存氨股份2#系統(tǒng)工藝流程總體方框圖尿素：CO2與NH3合成尿素造氣生產(chǎn)半水煤氣:H2、CO、CO2、CH4、H2S、N2、O2、煤焦油、雜質(zhì)CO2H2+N2一、制棒工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、腐植酸鈉溶液配制4、流程示意圖制棒工藝——1、崗位任務(wù)1、粉碎崗位任務(wù)

原料粉煤在籠式粉碎機內(nèi)經(jīng)過碰撞和摩擦，達到公司規(guī)定粒度，供制液崗位使用。2、制液崗位任務(wù)

配制合格的腐植酸鈉溶液，按一定的比例，均勻加入粉碎崗位送來的粉煤中，通過臥式攪拌器攪拌均勻，然后輸送到漚化室內(nèi)漚化。3、制棒崗位任務(wù)

將漚化室經(jīng)漚化合格的粉煤運至煤棒機進料口，通過對煤棒機物料的控制，按工藝指標(biāo)，生產(chǎn)合格的煤棒供造氣系統(tǒng)使用。4、上料拉渣崗位任務(wù)

將合格的成品煤棒通過皮帶機輸送到造氣崗位各個系統(tǒng)的小立斗存放，及時、足額地保證造氣爐的生產(chǎn)需要，同時將造氣爐排放的物料、煤渣、煙道灰及時地按規(guī)定要求拖到指定地點，保證造氣生產(chǎn)正常運行。制棒工藝——2、工作原理a1、粉碎機工作原理

經(jīng)過篩分后的籽煤、粉煤除鐵后進入粉碎機鼠籠內(nèi)，依靠兩個互為反方向高速旋轉(zhuǎn)的鼠籠使其不斷受到剪切、撞擊，將其粒度粉碎至3mm以下后排出來。2、制、配液工作原理

褐煤中的腐植酸經(jīng)堿液抽提后生成具有粘性作用的腐植酸鈉溶液，以一定比例與粉碎崗位提供的粉煤一起加入攪拌器，經(jīng)攪拌均勻后，送漚化室進行滲透漚化。提取過程的化學(xué)反應(yīng)式是：制棒工藝——工作原理b3、棒機工作原理

轉(zhuǎn)動的葉輪從加料口夾入原煤，并將原煤向前推進。在前進過程中，原煤一方面逐漸被壓縮，顆粒緊密靠攏，另一方面又產(chǎn)生相當(dāng)大的攪動和混合。此時，顆粒與顆粒之間，顆粒與葉片和筒體之間會產(chǎn)生強烈的摩擦和剪切。在摩擦和剪切產(chǎn)生的熱量作用下，原煤的溫度上升，水份分布的更加均勻，原煤的可塑性也大為增加，再通過模具錐形體的節(jié)制作用，顆粒就被壓縮得更加緊密，壓入模具前端的平直部分，出料而成型。制棒工藝——3、腐植酸鈉溶液配制褐煤3.63t/罐液堿0.4t/罐水2.2t/罐制液罐9.5m34小時≥90℃腐植酸鈉溶液蒸汽加熱26kg/噸棒制棒工藝——4、流程示意圖煤篩分除鐵粉碎褐煤堿水制液罐腐植酸鈉溶液蒸汽加熱攪拌器褐煤6.5％北煤93.5％漚化庫40小時棒機煤棒風(fēng)干4.5小時造氣爐二、制氣工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點制氣工藝——1、崗位任務(wù)以煤棒為原料，采用YH連續(xù)氣化法，在高溫條件下，交替或同時通空氣和蒸汽進行氣化反應(yīng)，制得合格、充足的半水煤氣供后工段使用。制氣工藝——2、工作原理以煤棒為原料，采用間歇式固定層氣化法，在高溫條件下，交替同空氣和蒸汽進行氣化反應(yīng)，制得合格的、充足的半水煤氣。

基本原理：

以空氣為氣化劑時發(fā)生下列反應(yīng)：C+O2=CO2+Q2C+O2=2CO+Q2CO+O2=2CO2+QCO2+C

2CO-Q以蒸汽為氣化劑時發(fā)生下列反應(yīng)：C+H2O

CO+H2-QC+2H2O

CO2+2H2-QCO+H2O

CO2+H2+QC+2H2

CH4+Q制氣工藝——3、工藝流程圖a單系統(tǒng)工藝流程圖制氣工藝——工藝流程圖b單爐工藝流程圖（不含蒸汽過熱器）制氣工藝——工藝流程圖c單爐工藝流程圖（含蒸汽過熱器）制氣工藝——4、方框平衡圖造氣爐空氣1770m3/t燃料蒸汽2.05t/t氨半水煤氣2095.34m3/t燃料吹風(fēng)氣1864.4m3/t燃料煤棒1.408t燃料/t氨殘渣（損失C）25.706kg/t燃料飛灰(損失C)10.35kg/t燃料三氣鍋爐1511.7m3/t燃料352.7m3/t燃料制氣工藝—5、消耗控制點1、吹風(fēng)時間減1s,

消耗下降0.028t燃料/t氨2、固定碳增加1%，制氣量49.132m3/t燃料3、灰分增加1%，實際消耗增加0.005kg/t氨4、降低水分1%，實際消耗下降0.027kg/t氨5、吹出細灰量平均上漲1%，消耗增加0.026kg/t氨6、灰渣中含碳上漲1%，消耗增加0.01kg/t氨三、脫硫工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點脫硫工藝——1、崗位任務(wù)運用栲膠脫硫法，將半水煤氣中的硫化氫含量降至0.075g/m3以下，供后工序使用。栲膠脫硫基本原理：（1）、半水煤氣中的酸性氣體H2S被堿性溶液吸收。

Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3（2）、溶液中的NaHS被偏釩酸鈉氧化，生成焦釩酸鈉并析出S。2

NaVO3+NaHS+NaHCO3→Na2CO3+Na2V2O5+H2O+S（3）、氧化態(tài)的栲膠，將焦釩酸鈉氧化為偏釩酸鈉而氧化態(tài)栲膠變成還原態(tài)栲膠。Na2V2O5+2TEoS+H2O→2

NaVO3+2TErS（4）、還原態(tài)栲膠經(jīng)過空氣氧化后變成氧化態(tài)栲膠。脫硫工藝——2、工作原理脫硫工藝——3、工藝流程圖脫硫工藝——4、平衡方框圖半水煤氣H2S：1.1～1.4mg/m3脫硫脫硫液800m3/h煤氣T：25～35℃H2S：≤0.075mg/m3靜電除焦4.8萬方/h脫硫液再生制液400kg/天焦油壓濾S：3.4kg/噸氨脫硫工藝——5、消耗控制點1、出口溫度每降低3度，提高壓縮機1％打氣量（循環(huán)水三級冷卻，冬天出口控制25度）；2、制液3元/t氨（T90-2與栲膠交替），消耗控制要加強回收；3、電耗120度/噸氨，主要是降低脫硫塔阻力，降低水的溫度。四、變換工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點將來自壓縮二段的半水煤氣，在一定溫度和壓力下，借助于催化劑的作用，使蒸汽與CO反應(yīng)，在盡可能節(jié)約蒸汽的情況下，生成CO2和H2，制出合格的變換氣。變換工藝——1、崗位任務(wù)變換工藝——2、工作原理催化劑

CO+H2OCO2+H2+QP·T副反應(yīng)：

2CO+2H2O→CH4+CO2+Q2CO=CO2+CCO+3H2=CH4+H2O+QCO2+4H2=CH4+2H2O+Q變換工藝——3、工藝流程圖變換工藝——4、平衡方框圖變換變換氣H2S：0.2～0.6mg/m3CO:≤1.5%脫硫后煤氣H2S：≤0.075mg/m3CO:24～27%變脫栲膠液300m3/h混合氣H2S：0.01mg/m3脫硫液再生壓濾S：1.2kg/噸氨變換工藝——5、消耗控制點1、CO下降0.1％，氨產(chǎn)提高0.8～1.4％3、變脫制液1.9元/t氨，加強回收；4、蒸汽消耗0.28～0.3t/t氨五、變壓吸附工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點變壓吸附工藝——1、崗位任務(wù)將變換氣中的二氧化碳分離出來，既凈化變換氣，又提純二氧化碳供生產(chǎn)尿素用。變壓吸附工藝——2、工作原理變壓吸附的基本原理是利用吸附劑對吸附介質(zhì)所在不同分壓下有不同吸附容量，并且在一定的吸附壓力下對被分離的氣體混合物的各組份又有選擇吸附特性，加壓吸附除去原料氣的雜質(zhì)組份，減壓脫除這些雜質(zhì)而使吸附劑獲得再生，因此，采用多個吸附床，循環(huán)地變動所組合的各吸附床壓力，就可以達到連續(xù)分離氣體混合物的目的。變壓吸附工藝——3、工藝流程圖PSA提純工藝流程圖吸附→一均降→二均降→三均降→四均降→置換→逆放→抽真空→隔離→四均升→三均升→二均升→一均升→終升→吸附。變壓吸附工藝——工藝流程圖PSA凈化工藝流程圖吸附→一均降→二均降→三均降→四均降→逆放→抽真空→四均升→隔離→三均升→隔離→二均升→隔離→一均升→終升。變壓吸附工藝——4、平衡方框圖提純凈化放空1500-2000標(biāo)方/h變換氣7萬標(biāo)方/hCO21.08萬標(biāo)方/h真空泵放空1500標(biāo)方/h精煉5萬標(biāo)方/h氣柜5700標(biāo)方/h三氣變壓吸附工藝——5、消耗控制點1、減少置換氣放空損失；2、提高吸附壓力，降低出口尾氣含量；3、延長步時，降低消耗。4、以氫氣收率98.5計（逆放已回收）則噸氨增加氫氣：1976.471*0.015=29.64m3六、精煉工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點精煉工藝——1、崗位任務(wù)在高壓、低溫的條件下，用醋酸銅氨液（以下簡稱銅液）吸收來自粗醇大變壓吸附崗位原料氣中CO、CO2、O2及H2S等等有害氣體，制得合格的精煉氣體送合成崗位合成氨，吸收后的銅液經(jīng)減壓、加熱，使其再生后恢復(fù)原有吸收能力，循環(huán)使用，解析出來再生氣及帶出來氣氨均回收利用。精煉工藝——2、工作原理銅氨液吸收變換氣中微量的CO、CO2、O2、H2S等微量雜質(zhì)氣體，反應(yīng)方程試有：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3

=Cu(NH3)3Ac?CO+Q2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3+Q(NH4)2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3+Q4Cu(NH3)2Ac+8NH3+4HAc+O2=4Cu(NH3)4Ac2+2H2O+Q2NH3?H2O+H2S=(NH4)2S+2H2O+Q2Cu(NH3)2Ac+H2S=Cu2S↓+2NH4Ac+(NH4)2S精煉工藝——3、工藝流程圖精煉工藝——4、平衡方框圖精煉銅氨液40m3/h精煉氣CO：≤15ppmCO2：≤15ppmH2：70%N2：23%CH4：2%凈化氣CO：≤2%CO2：≤0.7％銅氨液再生補液氨：7kg/t氨酸：0.022kg/t氨銅：0.022kg/t氨再生氣60m3/氨蘿茨機進口精煉工藝——5、消耗控制點1、蒸汽0.17t/t氨，降低銅液循環(huán)量和提高有機熱水及尿素?zé)崴寐剩?、銅液：酸消耗0.022t/t氨，銅消耗0.022t/t氨，防止跑冒滴漏，加強回收；3、電耗20度/噸氨，控制循環(huán)量。七、合成工藝1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點合成工藝——1、崗位任務(wù)將經(jīng)過精制的氫、氮氣在高溫、高壓條件下，借助于催化劑的作用合成為氨，經(jīng)冷凝分離得液氨，未合成氨的氣體進行循環(huán)合成為氨。合成工藝——2、工作原理

催化劑3H2+N2NH3+Q

高溫、高壓特點：可逆、放熱、體積縮小，要有觸媒。合成工藝——3、工藝流程圖合成工藝——4、平衡方框圖合成馳放氣H2：35%N2：11%CH4：9%NH3：45%精煉氣CO：≤15ppmCO2：≤15ppmH2：70%N2：23%CH4：2%氨提H24050m3/h精煉三氣中壓氨洗蒸汽0.68t/t氨合成工藝——5、消耗控制點1、電耗77度/噸氨，合理開機。2、產(chǎn)蒸汽0.68t/t氨；3、馳放量，140m3/t氨，控制好合成氣體成分及觸媒層溫度在指標(biāo)范圍內(nèi)，利用塔后放空調(diào)節(jié)系統(tǒng)甲烷。4、合成弛放氣（未回收至系統(tǒng)）以噸氨130m3氫55%計，則噸氨增加氫130*0.55=71.5m3八、尿素工藝（水溶液法）1、崗位任務(wù)2、工作原理3、工藝流程圖4、平衡方框圖5、消耗控制點1、崗位任務(wù)將液氨與CO2氣體及循環(huán)回收的氨基甲酸銨溶液在一定的壓力和溫度條件下合成，并對未反應(yīng)物進行兩段分解、兩段吸收，使之循環(huán)回收至合成塔，重新參與合成。2、工作原理由液氨與二氧化碳氣體直接合成尿素的總反應(yīng)式為：2NH3(液)+CO2(氣)

CO(NH2)2(液)+H2O(液)+Q這是一個可逆的放熱反應(yīng)。合成尿素分兩步進行：第一步由氨與二氧化碳生成中間產(chǎn)物甲銨，其反應(yīng)式為：2NH3(液)+CO2(氣)

NH2COONH4(液)+100kJ/mol第二步由甲銨脫水生成尿素，其反應(yīng)式為：(合成尿素過程中的控制反應(yīng))NH2COONH4(液)

CO(NH2)2(液)+H2O(液)-27.5kJ/mol使甲銨液處于液相狀態(tài)的條件：·溫度必須高于其熔點154℃；·壓力必須高于其平衡壓力80kgf/cm2。3、工藝流程圖

4、平衡方框圖5、消耗控制點1、CO2轉(zhuǎn)化率≥57﹪：轉(zhuǎn)化率下降，系統(tǒng)放空量加大，水量增加，每下降1﹪氣提塔甲銨分解量增加4.3﹪。2、CO2純度≥95﹪：惰性氣含量每增加1﹪CO2轉(zhuǎn)化率將下降0.3-0.6﹪。3、氨耗每增加0.01噸，增加0.012噸標(biāo)準(zhǔn)煤。九、尿素工藝（氣提法）1、氣提原理2、工藝流程圖3、平衡方框圖4、消耗控制點

氣提原理：所謂氣提就是一種氣體通過反應(yīng)物，從而降低氣相中氨和(或)二氧化碳的分壓，使甲銨分解。其基本原理如下：

甲銨分解反應(yīng)式為：NH2COONH4(液)=2NH3(液)+CO2(液)1、氣提原理

溶液中氨