合成氨生產工藝流程范文第1篇
前言
本論文以“合成氨脫硫工段工藝及發展方向”為題展開敘述。對合成氨和脫硫工藝的發展概況進行了概述。著重詳細介紹了脫硫工段的工藝流程、工藝條件、生產原理、技術指標等內容。編寫本設計總的指導思想是：理論聯系實際、簡明易懂、經濟實用。本書在編寫過程中得到河北化工醫藥孫娜老師的指導，在此表示衷心感謝。由于編者自身的知識水平和認識水平的有限，書中錯誤與不妥之處，懇請讀者批評指正。
目錄
第一章 總 論 概 述
第二章 脫硫方法分類及其基本原理
1、脫硫方法的分類
2、干法脫硫
3、濕法脫硫
4、PDS法
5、其他脫硫方法 第三章
脫硫工藝的發展 第四章 安全操作及注意事項 第五章 三廢治理及利用
第一章 脫硫方法分類及其基本原理
第一節 總 論 概 述
氨是重要的化工產品之一，用途很廣。在農業方面，以氨為主要原料可以生產各 種氮素肥料，如尿素、硝酸銨、碳酸氫氨、氯化銨等，以及各種含氮復合肥料。液氨 本身就是一種高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨產量的 85%—90%用于 生產各種氮肥。因此，合成氨工業是氮肥工業的基礎，對農業增產起著重要的作用。 合成氨工業對農業的作用實質是將空氣中游離氮轉化為能被植物吸收利用的化合態 氮，這一過程稱為固定氮。 氨也是重要的工業原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含 氮無機鹽等工業。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產炸藥、染料等產品的重要 原料。生產火箭的推進劑和氧化劑，同樣也離不開氨。此外，氨還是常用的冷凍劑。 合成氨的工業的迅速發展，也促進了高壓、催化、特殊金屬材料、固體燃料氣化、 低溫等科學技術的發展。同時尿素的甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業，也是 在合成氨工業的基礎上發展起來的。 所以合成氨工業在國民經濟中占有十分重要的地 位，氨及氨加工工業已成為現代化學工業的一個重要部門。 在合成氨工業中，脫硫倍受重視。合成氨所需的原料氣，無論是天然氣、油田氣 還是焦爐氣、半水煤氣都含有硫化物，這些硫化物主要是硫化氫(H2S) 、二硫化碳 (CS2) 、硫氧化碳(COS) 、硫醇(R—SH)和噻吩(C4H4S)等。其中硫化氫屬于無 機化合物，常稱為“無機硫” 。 天然氣中硫經物的含量(標準狀態)一般在 0.5—15g/ m3 的范圍內，有機硫以硫 醇為主， 在氣田經過粗脫磙處理后的天然氣， 硫化物的含量 (標準狀態) 20—100mg/ 在 m3 左右。
合成氨在生產原料氣中硫化物雖含量不高，但對生產的危害極大。 ①腐蝕設備、管道。含有 H2S 的原料氣，在水分存在時，就形成硫氫酸(HSH) ， 腐蝕金屬設備。其腐蝕程度隨原料氣中 H2S 的含量增高而加劇。 ②使催化劑中毒、失活。當原料氣中的硫化物含量超過一定指標時，硫化物與催 化劑活性中心結合， 就能使以金屬原子或金屬氧化物為活性中心的催化劑中毒、 失活。包括轉化催化劑、高溫變換催化劑、低溫變換催化劑、合成氨催化劑等。
脫硫的任務是除去原料氣中的各種硫化物，同時硫是一種重要的資源，應加以回 收和利用。因此，無論原料來源如何，合成氨原料必須首先脫硫。
第二節 脫硫方法
干法脫硫
干法脫硫系指采用固體吸收劑或吸附劑以脫除硫化氫或有機硫。常見的干法脫硫有：氧化鐵法、活性炭法、鈷-鉬加氫和氧化鋅法等。由于固體脫硫劑硫容量(單位質量脫硫劑所能脫除硫的最大數量)有限，一般適用于脫低硫且反應器體積較龐大。如果原料氣中硫含量較高，吸收劑使用周期短且因再生頻繁，操作費用大而變的不利。
活性炭脫硫：活性炭脫除硫化氫的原理。當含有硫化氫和一定比例的氧的煤氣，在氨的催化作用下，通過裝有活性炭的吸附器時，硫化氫在活性炭的表面上被氧化成單體硫。其反應式為：2H2S+O2=2H2O+2S+Q.氨的作用：它的存在可以激發活性炭的表面能量，從而使硫化氫的吸附成為化學吸附，處于吸附狀態并被活化的硫化氫與氧反應生成單體硫，活性炭表面的活化中心得以再生。
活性炭的再生：在吸附器內硫化氫與氧反應生成的硫被活性炭吸附，當吸附的硫量達到一定程度后，其活性表面被覆蓋，以致失去活性，此時需要再生。 濕法脫硫
雖然干法脫硫凈化度高，并能脫除各種有機硫化物，但硫化劑難于或不能再生，且系間歇操作，設備龐大。因此不適于用作對大量硫化物的脫除。
采用溶液吸收硫化物的脫硫方法通稱為濕法脫硫。適用于含大量硫化氫氣體的脫除。其優點之一是脫硫液可以再生循環使用并回收富有價值的硫磺。
濕法脫硫方法眾多，可分為化學吸收法、物理吸收法和物理-化學吸收法三類。常見的有碳酸鈉、氨水和醇胺溶液等吸收硫化氫的方法屬化學吸收法;用冷甲醇吸收硫化氫的方法屬物理吸收法。依再生方式又可分為循環法和氧化法。循環法是將吸收硫化氫后的富液在加熱降壓或氣提條件下解吸硫化氫。氧化法是將吸收硫化氫后的富液用空氣進行氧化，同時將液相中的HS—氧化成單質硫。其過程示意如下：
載氧體(氧化態)+HS—==載氧體(還原態)+S↓
1載氧體(還原態)+O2(空氣)==載氧體(氧化態)+H2O
2上述過程是在催化劑的作用下進行的。工業上使用的催化劑有對苯二酚、蒽醌二磺酸鈉(簡稱ADA)、萘醌、栲膠和螯合鐵等。
第二章 國內常用脫硫工藝
目前的脫硫工藝主要有 ADA 法、栲膠(TV)法、PDS 法、堿液催化法、等。 1)ADA 法(蒽醌二磺酸鈉法，Stretford) 該法以釩作為脫硫的基本催化劑，采用蒽醌二磺酸鈉(ADA)作為 還原態釩的再生氧載體， 以碳酸鹽為吸收液。 目前全世界內有近 1000 套裝置在運行。該方法需要進一步改進之處有： ①懸浮液中硫顆粒小，硫回收困難; ②由于副產物的存在使化學藥劑消耗量大; ③脫有機硫和氰化氫的效率差; ④有害廢液處理困難，易造成二次污染; ⑤設備腐蝕嚴重; ⑥有細菌積累。 針對上述問題，通過向脫硫液中加入酒石酸鉀(鈉) ，少量 FeCl3 和 EDTA 螯合劑起阻止釩酸鹽沉淀和穩定溶液的作用而形成了改良的 ADA 法(南化集團研究院) ，ADA 法正在被新的高效脫硫法所取代。 2)栲膠(TV)法 栲膠脫硫法是我國特有的脫硫技術，包括堿性栲膠脫硫(橡碗栲 膠和偏釩酸鈉)和氨法栲膠。 栲膠脫硫主要是利用天然栲膠中存在的多羥基芳烴化合物所存 在的酚式及醌式結構互變， 再利用偏釩酸鈉進行氧化還原來實現脫硫 的。其特點是資源豐富，價廉易得，運行費用比改良 ADA 法低，脫硫 液腐蝕性小，脫硫效果較好，基本上無硫堵塔問題，但栲膠需熟化處 理，脫硫廢液存在釩污染。 3)PDS 法 PDS 是東北師范大學開發的一種新型脫硫催化劑，活性物質為雙 核酞菁鈷磺酸鹽，同時加入助催化劑和堿性物質。該法特點是：脫硫 效率高， 只需 ppm 濃度級的催化劑即可， 無毒; 生成得單質硫顆粒大， 易分離;可脫除部分有機硫。該方法不足之處是有時脫硫效率不太穩 定，絕大部分時間需要復配其它成分一起使用。 4)堿液催化法 堿液催化法脫硫工藝過程比較簡單、技術成熟、成本較低，非常 適合較小規模合成氨廠的煤氣脫硫。
濕式氧化法脫硫技術是國內化工行業廣泛使用的脫硫方法之一，故名思義它是用稀堿液吸收氣相中的H2S，在吸收H2S的液相中由于氧化催化劑的作用，將H2S氧化為元素硫并分離回收。因此該技術包括H2S吸收，氧化和硫回收。
脫硫工藝流程
1、氣體流程 半水煤氣從造氣車間出來后，經過洗滌塔除塵、降溫，水封后，從脫硫塔的底部 進入塔內，脫硫液從塔頂噴淋而下，水煤氣與堿性栲膠溶液在塔內逆向接觸，其中的 大部分硫化氫氣體被溶液吸收，脫硫后的氣體從塔頂出來至氣柜。
2、溶液流程 從脫硫塔頂噴淋下來的溶液，吸收硫化氫后，稱為富液，經脫硫塔液封槽引出至 富液槽(又稱緩沖槽) 。在富液槽內未被氧化的硫氫化鈉被進一步氧化，并析出單質 硫，此時，溶液中吸收的硫以單質懸浮狀態存在。出富液槽的溶液用再生泵加壓后， 打入再生槽頂部，經噴射器高速噴射進入再生槽，同時吸入足夠的空氣，以達到氧化 栲膠和浮選硫膏之目的。再生后的溶液稱為貧液，貧液經液位調節器進入貧液槽，出 貧液槽的貧液用脫硫泵打入脫硫塔頂部，經噴頭在塔內噴淋，溶液循環使用。再生槽 浮選出的單質硫呈泡沫懸浮于液面上，溢流至硫泡沫槽內，上部清液回貧液槽循環使 用，沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副產品硫磺。
3 硫磺回收流程 再生槽中溢出的硫泡沫經泡沫槽后在離心機分離，得到硫膏，硫膏放入熔硫釜， 用夾套蒸汽加熱精制，放出做成 98%純度的硫磺錠，離心分離出的母液至富液槽回系 統中使用。
第三章 國內脫硫新工藝介紹 第四章 脫硫工藝的發展方向
合成氨生產工藝流程范文第2篇
1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣;渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉變為CO2和H2;第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是原料氣制造的繼續，又是凈化的過程，為后續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO
2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。 4 ③ 氣體精制過程
經CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制過程。
目前在工業生產中，最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下：
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由于反應后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下：
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol 2.合成氨的催化機理
熱力學計算表明，低溫、高壓對合成氨反應是有利的，但無催化劑時，反應的活化能很高，反應幾乎不發生。當采用鐵催化劑時，由于改變了反應歷程，降低了反應的活化能，使反應以顯著的速率進行。目前認為，合成氨反應的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。上述反應途徑可簡單地表示為：
xFe + N2→FexN FexN +〔H〕吸→FexNH FexNH +〔H〕吸→FexNH2 FexNH2 +〔H〕吸FexNH3xFe+NH3 在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335 kJ/mol。加入鐵催化劑后，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二階段的反應活化能為13 kJ/mol。由于反應途徑的改變(生成不穩定的中間化合物)，降低了反應的活化能，因而反應速率加快了。
3.催化劑的中毒
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。有人認為：由于催化劑在反應前后的化學性質和質量不變，一旦制成一批催化劑之后，便可以永遠使用下去。實際上許多催化劑在使用過程中，其活性從小到大，逐漸達到正常水平，這就是催化劑的成熟期。接著，催化劑活性在一段時間里保持穩定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用?；钚员３址€定的時間即為催化劑的壽命，其長短因催化劑的制備方法和使用條件而異。
催化劑在穩定活性期間，往往因接觸少量的雜質而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現象稱為催化劑的中毒。一般認為是由于催化劑表面的活性中心被雜質占據而引起中毒。中毒分為暫時性中毒和永久性中毒兩種。例如，對于合成氨反應中的鐵催化劑，O
2、CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時，催化劑的活性又能恢復，因此這種中毒是暫時性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒后，往往完全失去活性，這時即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復。催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒，要把反應物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設備，提高成本。因此，研制具有較強抗毒能力的新型催化劑，是一個重要的課題。
4.我國合成氨工業的發展情況
解放前我國只有兩家規模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業有了迅速發展。1949年全國氮肥產量僅0.6萬噸，而1982年達到1021.9萬噸，成為世界上產量最高的國家之一。
近幾年來，我國引進了一批年產30萬噸氮肥的大型化肥廠設備。我國自行設計和建造的上海吳涇化工廠也是年產30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產中能量損耗低、產量高，技術和設備都很先進。
5.化學模擬生物固氮的研究
目前，化學模擬生物固氮的重要研究課題之一，是固氮酶活性中心結構的研究。固氮酶由鐵蛋白和鉬鐵蛋白這兩種含過渡金屬的蛋白質組合而成。鐵蛋白主要起著電子傳遞輸送的作用，而含二個鉬原子和二三十個鐵和硫原子的鉬鐵蛋白是絡合N2或其他反應物(底物)分子，并進行反應的活性中心所在之處。關于活性中心的結構有多種看法，目前尚無定論。從各種底物結合物活化和還原加氫試驗來看，含雙鉬核的活性中心較為合理。我國有兩個研究組于1973—1974年間，不約而同地提出了含鉬鐵的三核、四核活性中心模型，能較好地解釋固氮酶的一系列性能，但其結構細節還有待根據新的實驗結果精確化。
國際上有關的研究成果認為，溫和條件下的固氮作用一般包含以下三個環節：
①絡合過程。它是用某些過渡金屬的有機絡合物去絡合N2，使它的化學鍵削弱;②還原過程。它是用化學還原劑或其他還原方法輸送電子給被絡合的N2，來拆開N2中的N—N鍵;③加氫過程。它是提供H+來和負價的N結合，生成NH3。
目前，化學模擬生物固氮工作的一個主要困難是，N2絡合了但基本上沒有活化，或絡合活化了，但活化得很不夠。所以，穩定的雙氮基絡合物一般在溫和條件下通過化學還原劑的作用只能析出N2，從不穩定的雙氮絡合物還原制出的NH3的量相當微少。因此迫切需要從理論上深入分析，以便找出突破的途徑。
固氮酶的生物化學和化學模擬工作已取得一定的進展，這必將有力地推動絡合催化的研究，特別是對尋找催化效率高的合成氨催化劑，將是一個有力的促進。[編輯本段]生產方法
生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤(或焦炭)等。
①天然氣制氨。天然氣先經脫硫，然后通過二次轉化，再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序，得到的氮氫混合氣，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%～0.3%(體積)，經甲烷化作用除去后，制得氫氮摩爾比為3的純凈氣，經壓縮機壓縮而進入氨合成回路，制得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料氣，生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單，但需要有空氣分離裝置?？諝夥蛛x裝置制得的氧用于重質油氣化，氮作為氨合成原料外，液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展，以煤(焦炭)為原料制取氨的方式在世界上已很少采用，但隨著能源格局的變化，現在煤制氨又被重視起來，外國主要是粉煤氣化技術發展很快，國內則轉向型煤制氣技術已非常成熟。
用途 氨主要用于制造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約占世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作制冷劑。
合成氨生產工藝流程范文第3篇
1 主要存在問題
通過研究所示, 焦爐煤氣凈化以及合成氨工藝當中具有幾個方面的問題:
(1) 煤氣出冷方面因為橫管初冷器很容易發生堵塞, 煤氣冷卻過程耗水實際較大, 初冷之后在煤氣當中可能會產生大量煤粉, 進而造成高壓氨水無煙裝煤系統不能夠良性運行。
(2) 煤氣終冷方面造成這個類型問題產生的主要原因是溴化鋰制冷循環水需求總量較大, 硫胺飽和器當中存留的煤氣會通過終冷塔完成冷卻, 這個過程中產生的效果不佳。
(3) 煤氣洗脫苯方面洗苯塔當中存在較多煤氣含苯情況。富油脫苯實際產生的能耗較高, 這就會造成回收率相對比較低, 環境相關表現相對較差。造成這種情況的主要原因是因為洗苯塔以及脫苯塔方面的結構設計缺乏合理性。
(4) 煤氣脫硫方面煤氣脫硫以及相關工藝實際流程相對較長, 能耗也會因此增加。為此主要存在脫硫廢液的增加。除此之外, 因為煤氣當中硫化氫是一種應用在硫膏方面的, 為此, 價格相對比較低。產生這種問題的主要原因在于工藝技術設計相對不科學。
(5) 廢水處理方面針對剩余氨水焦化主要是在蒸氨以及生物脫酚兩種級別處理后再進行濕法熄焦, 但這個過程中存在的最大的問題在于熄焦尾氣造成的二次污染。在大量的焦炭中存在較多剩余熱量, 缺乏二次回收利用。究其根本原因是現階段針對剩余氨水處理工藝缺乏先進性造成的, 使得用于蒸氨脫酚的水無法實現二次應用, 僅實現對濕法熄焦方面應用。
(6) 煤氣壓縮機組停機處理方面當煤氣壓縮機出現停止工作現象時主要是由于出現系統堵塞問題, 這就使得技術人員要頻繁的停止運作并進行清理工作。造成這一常見問題的主要原因在于凈煤氣中含有較多較細的煤粉, 當煤氣壓縮機運行起來后壓力增加, 溫度降低, 直接造成煤氣流速下降, 使煤粉較易出現沉淀現象, 進而造成系統堵塞。
2 改進工藝流程分析
為了能夠更好的解決上述問題, 結合相關研究成果, 針對當前階段存在的問題與原因分析, 形成創新改造, 提升焦爐煤氣凈化以及合成氨工藝。
焦爐煤氣采用了空冷器以及直冷塔與橫管初冷裝置完成除塵以及冷卻, 煤氣完成電捕除焦油、鼓風預熱、硫胺飽和器等實現初步凈化。第一, 需要進一步滿足焦爐加熱需要, 富余煤氣必須通過離心壓縮機完成壓力增加, 并進入到低溫甲醇洗滌系統當中實現脫苯, 并再次進行精脫硫, 除此之外, 還應當脫除掉煤氣當中存在的二氧化碳。
3 工藝創新
煤氣凈化以及合成氨工藝當中存在問題可以通過專項技術工藝完成改造與創新。
(1) 煤氣除塵、初冷通過借助于空冷器、直冷塔、橫管冷卻裝置技術, 可以完成對焦爐煤氣方面的除塵與冷卻。這項技術也在這個過程中完成了對除塵以及冷卻等方面的有機結合。煤氣除塵等一級通過文丘里管對煤氣順流洗滌實現除塵。第二以及第三段當中橫管初冷裝主要采用的是開放式空冷循環水以及溴化鋰制冷裝置。為此, 在采用相關技術完成洗滌以及冷卻時, 這項工藝當中需要消耗掉的水則更少, 除塵效果相對也更佳, 余熱利用效果也將更好。為此, 采用這項技術能夠有效進一步實現創新。
(2) 煤氣終冷以及水洗創新針對煤氣終冷塔方面采用的技術主要包括兩段, 其中上段部分為不銹鋼網波紋類型填料部分, 下U單當中采用的輕瓷。通過這項技術可以有效降低煤氣中冷器實際產生的耗水量情況, 并完成對煤氣方面的兩級洗滌, 進一步降低煤氣當中煤粉實際含量。除此之外, 為了能夠有效防止出現洗苯塔當中產生洗油污染, 塔當中需要設置多層垂直篩板塔盤。進而就可以通過使用少量的水完成洗滌。
4 結語
綜上所述, 新工藝當中具有幾個方面的優勢特征:首先, 焦化生產水平提升。噸焦耗水總量會在這個過程中下降, 噸焦副產動力也會出現明顯下降, 同時運行十分可靠。其次, 合成氨能力提升。運行效果更加可靠, 開工率也十分高。最后, 具有良好的環境保護功能。能夠完成焦化零排放, 進而確保高壓氨水引射無煙裝煤系統運行效果良好。
摘要：本文針對焦爐煤氣凈化技術與合成氨相關工藝情況進行綜合論述, 并結合新技術內容, 針對合成氨煤氣完成脫硫工藝以及脫碳等工藝。由于新工藝當中實際耗能較低, 合成氨產量相對比較高, 經濟性相對較好, 因此有利于實現廢水零排放。
關鍵詞：焦爐煤氣,凈化,合成氨工藝
參考文獻
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合成氨生產工藝流程范文第4篇
1 合成氨生產過程分析
1.1 造氣階段
造氣階段的本質是碳和氧氣以及蒸汽混合在一起的過程。其中主要包含吹風和制氣兩個環節的內容。吹風的方式主要包含吹風、上吹、下吹、二次上吹和空氣吹凈五個部分。在原料煤階段性地放入固定層煤氣發生爐內。先送入空氣, 不斷提升煤氣爐的溫度, 之后把水蒸氣和加氮空氣送入煤爐內, 生成半成品的氣體。把這些氣體送進洗滌塔內加以除塵處理, 降低半煤氣的溫度, 最后把這些半煤氣存到氣柜內。造氣環節完成。
1.2 脫硫階段
在合成氨的過程中, 硫的存在對制作設備會產生一定的腐蝕作用, 而且會導致催化劑中毒, 對整個合成氨過程造成極大的損害。所以, 想要取得好的合成氨效果, 就一定要去除氣體內的硫。脫硫環節的主要目的是為了通過DDS去除氣體內的硫。氣柜中的半水煤氣通過多種工藝處理, 恢復溫度后引入壓縮機。脫硫完成后廢氣可以再次使用。
1.3 變換階段
變換階段的主要產物是CO2和H2。半煤氣中的CO和水蒸氣混合在一起, 在催化劑的刺激下, 反應完成。需要注意的是這個階段的反應, 一般分前后兩個階段, 前階段的反應完成之后, 把半水煤氣引入飽和塔內提高溫度, 增加塔內的濕氣, 并補充一定的水分。后一階段把水煤氣引入中變爐, 釋放其中的熱量回收。把降溫后的氣體引入低變爐, 把反應后的工藝氣體送入壓縮機三段入口。
1.4 變換氣脫硫和脫碳
經過氣體轉換之后, 氣體內存在的有機硫就會轉變為會轉變為H2S, 這就必須做二次脫硫處理, 讓氣體中硫的成分保持在25mg/m3。脫碳的目的是去除換氣之后產生的CO2, 把氣體內的雜質去除。保持器具內的壓力在1.3MPa左右, 引入水分離器, 排除水分, 把剩下的氣體引入吸附塔內, 處理之后把氣體送往精脫硫階段。
1.5 精煉階段
經過上述的工藝處理之后, 氣體內還會存在微量的一氧化碳和二氧化碳。但是, 不管其含量多么少, 都可能造成催化劑中毒, 所以, 在進行合成氨處理之前, 必須把一氧化碳和二氧化碳處理干凈。一般情況下, 可以使用醋酸銅氨液洗滌法, 經過此工藝之后, 氣體內的一氧化碳和二氧化碳的含量將會降低到25ppm之下。把氣體引入到分離器內, 補充總銅、水冷卻、過濾、氨冷后經銅氨液循環泵加壓循環使用。[1]
1.6 壓縮階段
鑒于前述各工藝的處理之后, 其壓力有明顯的下降, 變換、脫碳之后器具內的壓力只有0.87MPa、3.7MPa, 這樣的壓力根本不符合合成氨的壓力條件。所以, 壓縮階段的主要目的是為了增加工藝氣體的壓力, 為合成氨的生成提供必需的壓力條件。
1.7 氨合成階段
氨合成階段的主要目的是為了把經過銅洗處理后得到的氮氣、氫氣和混合氣在催化劑的作用下合成為氨。此時, 器具內的壓力保持在27MPa, 不斷補充新鮮氣體和混合氣混合在一起后, 引入氨冷器, 氨分離器, 冷交換器, 經過循環機, 不斷升壓, 經過油分離器去除混合器內的油分, 把混合氣引入到氨合成塔內器和外器之間的間隙, 經過一系列工藝的處理, 把合成氨的液體分離出系統。還沒有完全反應的氮氫氣體循環使用。
2 合成氨工藝參數對氨凈值的影響
當前, 我國大多企業生產合成氨使用的工藝為哈伯技術和鐵系催化劑。在鐵系催化劑媒床中, 按照容器內部構造的不同, 反應氣的進入形式有所區別, 但是一般進入的氣體主要有兩類, 一是沒有經過加熱的氣體, 另一種是經過加熱的氣體。這兩種氣體的區別之處在于, 經過加熱的氣體, 其氮含量會有所增加。在這個過程中, 使用的催化劑主要是四氧化三鐵。生成的氣體在媒床中完成熱交換后, 進入兩組三級旋風分離器進行氮氣的分離。之后, 壓力降低, 循環壓縮機承受的壓力不足, 氣體再次進入媒床開始下一輪反應。這里我們以塔內器件中直徑為Φ1.4m的合成塔作為研究對象對整個轉化過程進行展示:其反應過程順利進行需要的條件為:壓力20-30MPa, 溫度485-515℃, 空速15000-20000Nm3·hˉ1, 氫氮氣比2.8--3.2, 氨轉化率10%--16%。在這個過程中, 和企業關聯最大的問題就是如何減少循環壓縮機的消耗, 增加合成氨的生成量。在上述條件環境內, 在催化劑的作用下, 氫氮混合氣體的反應過程中會發生多個平行反應和串聯反應, 而最終影響這一反應結果的元素主要包含:反應器內的壓力, 反應發生時的溫度, 空速和氫氮混合氣體的比例等。在這些元素中, 反應器內的壓力可以明顯促進氨氣的生成, 但是這一元素并不能無限加大, 它受到反應器皿的材料和整個系統功耗的約束。所以, 在日常的生產環節, 并不把調整反應器內的壓力作為增加氨氣生成的工藝手段, 而只是作為參考參數, 能夠發揮一些輔助作用而已。反應溫度的高低, 對合成氨的速度有著明顯的影響。在催化劑的刺激下, 反應溫度保持較高的狀態時, 氫和氮的反應速度加快, 容易合成氨。但是, 溫度升高過多的話, 逆反應的發生也會加速, 這又會降低氨的生成率。所以, 對于反應溫度的調整, 要在催化劑加入之后, 根據反應階段的不同, 區別對待。一般情況下, 會把合成氨的過程劃分為前、中、后三期, 不同的階段給予不同的溫度?？账贂铀俜磻倪M行, 提升氨氣的生成率。但是, 空速轉動的高低對于媒床內催化反應過程的持續時間和反應器內的熱量穩定也有一定的影響。所以, 要按照反應媒床內床層構成和系統壓力來確定一個合適的反應氣量。氫氮比和合成氨的生成有更加直接的關聯, 假如氫氮比例不能均衡, 會導致整個反應器系統失衡, 容器內溫度降低, 壓力增加, 合成氨的生成率降低。[2]
3 結語
總之, 合成氨是一種影響深遠的工藝, 在當今這個講究節能高效的時代, 提高合成氨的氨凈值對合成氨的產量有著非常大的影響。從上面的論述中我們可以看出, 對氨凈化值數據有著明顯影響的工藝主要包含反應發生時的溫度, 空速和氫氮混合氣體的比例等, 對這幾項合成氨的工藝參數進行優化, 就需要對上述的各合成氨的生產階段進行優化, 不斷提高合成氨的產量, 增加氨凈化值。這樣, 不但提高了合成氨的生產效率, 產生了很好的經濟效益, 而且由于氨凈化值提高了, 其能量消耗減少, 其社會效益也有不小的提升。
摘要：合成氨是一個非常復雜的過程, 其中涉及到很多的工藝。氨凈值是合成氨生成率的主要標志, 直接反映著合成氨效率的高低。對合成氨的過程進行優化, 改善其合成氨工藝的參數, 可以有效地改善氨凈值的數據效果, 提升合成氨的生成量。
關鍵詞：合成氨過程,氨凈值,影響元素
參考文獻
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合成氨生產工藝流程范文第5篇
摘要：本文簡要介紹了聚甲醛的性能、應用領域、生產工藝方法以及國內聚甲醛的發展狀況。
關鍵詞：聚甲醛;應用;生產工藝
聚甲醛(POM)，又名聚縮醛，學名聚氧化亞甲基樹脂。POM使用易得的甲醇為原料，采用甲縮醛法合成工藝，具有產品質量好、工藝簡單、消耗低等特點。
聚甲醛樹脂(POM)是一種綜合性能優良、原料來源豐富，成型加工方便，可代替有色金屬用作結構和耐磨材料的工程塑料。自從實現工業化生產來，世界聚甲醛消費量逐年遞增,加工技術也在不斷發展。
1聚甲醛的性能及用途
1.1特性
聚甲醛是分子主鏈中含有—CH2O—鏈節的熱塑性樹脂，是一種高密度、高結晶性的無支鏈線性聚合物，具有良好的物理機械性能、耐化學品性，使用溫度范圍較廣，可在-40～100℃長期使用。聚甲醛的分子鏈結構規整性高，分子鏈由碳氫鍵組成，聚甲醛的碳氫鍵比碳碳鍵短，具有優異的剛性和機械強度。是工程塑料中機械性能最接近金屬材料的品種之一，具有密度高，結晶度較高、剛性大、自潤滑性能好、耐疲勞、耐摩擦、耐有機溶劑、成型加工簡單等突出優點。聚甲醛還具有吸水性小，尺寸穩定，有光澤，由于尼龍在該方面的性質;具有抗拉強度，彎曲強度，耐疲勞性強度均高，即使在低溫下，聚甲醛仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩定性和抗沖擊特性，可在低溫環境內長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數工程塑料優越，又有良好的耐油、耐過氧化物性能。
1.2應用
聚甲醛由于其優越的綜合性能，廣泛應用于工業機械、汽車、電子電器、日用品、管道及配件、精密儀器和建材等領域。其消費結構大約是電子電器行業占45%，汽車制造業為31%，機械工業為10%，其他行業為14%。在電子電器領域，常用于制造電扳手外殼、錄像帶CD盒、打印機、傳真機、電風扇的零件、加熱板、洗衣機滑輪等;在汽車領域，常用來制造把手、搖把、曲軸、門窗玻璃升降器、儀表板等零部件;在機械領域，常用于制造各種滑動、轉動機械零件，如齒輪、杠桿、滑輪、軸承、鏈條等;醫療器械
方面，可用于制造心臟起搏器、人工心臟瓣膜、頂椎、假肢等;日用品方面，可用于制造打火機、拉鏈、扣環、滑雪板、沖浪板、雪橇等;管道及農用噴淋系統領域，可用于制造閥門、噴頭、水龍頭、水泵殼、接頭等;建筑方面，常用于制造窗框、洗簌盆、水箱、水表殼體等。
2生產工藝
工業上生產聚甲醛有氣態甲醛法和三聚甲醛法兩種方法，國內目前一般采用三聚甲醛方法為主。三聚甲醛法于20世紀50年代由美國杜邦公司研制開發，以三聚甲醛為主或加入少量共聚單體如二氧三環聚合而成，即目前有均聚和共聚兩種制法，所得的產品也分別稱為均聚甲醛和共聚甲醛。
2.1均聚甲醛
均聚甲醛是杜邦公司1959年發明，由甲醛溶液與異辛醇反應，經過脫水、熱裂解得到精制甲醛，然后在催化劑作用下進行液相聚合，聚合后用醋酐酯化封端。均聚甲醛的結晶度高，分子量分布較窄。其產品相對密度約為1.4，熔點為170-185℃，特點是有優異的剛性，拉伸強度高，單位質量的拉伸強度高于鋅和黃銅，接近鋼材，而且耐磨性能好、耐疲勞強度和蠕變性均好，摩擦系數小，但是熱穩定性差、不耐酸堿。目前均聚甲醛約占聚甲醛總產量的20%。
2.2共聚甲醛
共聚甲醛生產工藝以赫斯特·塞拉尼斯公司的技術為代表，其它擁有該工藝技術的公司還有巴斯夫公司、三菱瓦斯化學公司等。宇部興產公司于1984年開發了在聚合過程中不用溶劑的氣相法共聚甲醛工藝，具有獨特的技術特點。
赫斯特·塞拉尼斯公司的工藝過程大致如下：將50%的甲醛溶液濃縮至65%，在硫酸存在下合成三聚甲醛溶液，經溶劑萃取和精制(赫斯特·塞拉尼斯公司的溶劑為苯，巴斯夫公司和三菱瓦斯所用溶劑為二氯乙烷)得到聚合級三聚甲醛;然后以聚合級三聚甲醛為聚合單體，以環氧乙烷(或二氧五環)為共聚單體(巴斯夫公司用三氧七環)，用雙螺桿反應器進行本體連續共聚合，共聚合按其工藝控制可分為高溫帶壓聚合與分段深度聚合，所得共聚物經粉碎，在經連續穩定化和間歇穩定化過程，除掉其中的熱不穩定成分，干燥后混合添加劑進行處理造粒，均化后制出顆粒狀共聚甲醛產品。
宇部興產公司的氣相法共聚甲醛技術主要由甲醛合成、單體制備、共聚合、穩定化、溶劑回收、成品等幾個部分組成。與赫斯特·塞拉尼斯公司的聚合工藝相比，在共聚合以后，兩家技術基本相同。所不同的是在共聚合及共聚合以前。宇部興產公司的工藝路
線大致為：原料甲醇采用空氣氧化法值得50%的甲醛，50%甲醛和低相對分子質量聚乙二醇反應，經脫水、熱分解，最后經精制的共聚合所要求的精制甲醛氣。精制甲醛氣與共聚單體三氧八環氣態混合后進入雙螺桿反應器進行共聚反應，從聚合反應器排出的高溫循環聚甲醛粉體經冷卻返回聚合反應器進行循環，以控制聚合反應溫度，然后用螺旋輸送機將聚甲醛粉料定量地送往穩定化裝置進行穩定化處理，再經干燥后送成品裝置，經后處理得聚甲醛產品。該技術對材質要求不高，設備數相對少，屬節能型工藝，且流程簡單，容易操作，腐蝕性小，維修方便，原料和產品單耗與赫斯特·塞拉尼斯工藝差別不大。
3國內的生產現狀
我國于1962年開始研制聚甲醛，中科院北京化學所、成都工學院、吉林化工研究院等單位較早從事均聚甲醛的研究。但經數十年的發展，技術水平沒有重大突破，與外國公司差距較大。國內市場需求主要依賴進口，消費需求仍以較高的速度增長。
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合成氨生產工藝流程范文第6篇
1.1 凝膠-溶膠
1.1.1 原料
通過調節原液的濃度將其Al2O3調到40g/L, 而后以2m3/L·h的速度通CO2, 當反應溶液p H值達到11時, 停止通氣。而后分別在80℃、90℃下老化4小時, 濾餅用5倍量80℃±蒸餾水靜態洗滌。
制備的擬薄水轉入封閉的塑料袋內備用。取少量烘干, 計算其水分含量, 以備下一步配備懸濁液時使用。
1.1.2 解膠劑的選擇
硝酸、鹽酸、醋酸均為分析純。在室溫條件下邊攪動邊滴加。
1.1.3 試驗過程
原料以本課題組制備為主, 并選取了車間的普通擬薄水、低鈉擬薄水、高粘擬薄水。解膠劑均沖稀。將解膠劑加入滴瓶中, 將擬薄水和水按含Al2O3為10%配制, 放入下面的燒杯中, 攪拌半小時后, 開始慢慢的滴加解膠劑, 同時加大攪拌力度, 混合均勻后, 將料漿取出注入小高壓釜內升溫。
1.1.4 試驗分析
由于擬薄水在形成時已形成較大的膠團, 僅使用較少的解膠劑, 不可能完全將其解膠, 由于凝膠溶膠制備的鋁溶膠溶液太稀, 不適合下一步的試驗, 故本課題組沒有再對其對活性氧化鋁的影響進行研究。
1.2 鋁鹽溶鋁
在凝膠-溶膠試驗有了比較深刻的理解的情況下, 本課題阻開始將重點轉向鋁鹽溶鋁方案, 在一次偶然的機會中, 將AlCl3·6H2O倒入鋁粉和水的混合體中, 結果發生了急劇的反應, 生成了大量的熱和氣, 以至溶液噴出了燒杯。受此啟發, 開始正常的進行鋁鹽溶鋁制備鋁溶膠的試驗。
1.2.1 原料
鋁粉、氯化鋁、硝酸鋁, 均為分析純
1.2.2 試驗裝置
將鋁粉和水混合, 其比例為1:8~1:7, 而后加入燒杯中, 邊攪拌邊用水浴加熱;其鋁鹽配為2mol/L的溶液, 注入懸掛的滴瓶中, 當水鋁渾濁液達到80℃時, 以250ml/h的速度滴加, 并且嚴格控制其滴加速度, 不可過快。此后每1小時補水一次, 以燒杯中的液面與未加熱前的液面相當即可, 4~5小時后, 此時溶膠已全部反應完畢, 基本呈透明狀, 用漏斗過濾之, 其溶膠濾液放置在室溫, 觀察其穩定性。
1.2.3 試驗數據、現象及結果分析
首先, 我們使用了硝酸鋁為溶劑, 試驗結果如表1所示:
由表1可看出, 使用硝酸鋁溶鋁制備溶膠工藝是不可行的。在此情況下, 本課題組開始嘗試使用其它鋁鹽, 經過數次的驗證, 確定了以Al Cl3·6H2O為溶鋁用鋁鹽的工藝。
在經過數次試驗確定了基本工藝后, 課題組開始對工藝的具體指標參數分步進行了研究。
1.2.4 鋁鹽與鋁比
本試驗以50克鋁粉為原料, 進行了鹽與鋁粉比對溶膠指標的影響, 及其最佳的比的確定, 使得溶膠易于形成, 同時又盡可能的降低酸根離子的引進。首先按溶膠中Al2O3含量為20%計算, 把水和鋁粉混合, 充分的攪拌, 使鋁粉在水中懸浮, 而后將Al Cl3·6H2O溶于水中, 配成溶液, 緩慢的加入水鋁混合物中, 并同時加大攪拌力度
通過實驗, 每100克鋁粉用Al Cl3·6H2O在75~100克之間, 鋁鹽過多時, 雖然鋁粉溶解速度加快, 但是鋁溶膠中引入的酸根離子液同時大大增加, 而少于75克時, 用很長時間也不可以把鋁粉全部溶解, 不適合生產實際情況, 故不可以。
1.2.5 鋁粉與水比
制備鋁溶膠時, 應當有適合的水鋁配比, 在反應時應盡量控制水分的揮發, 否則無法制備合格的鋁溶膠。為了找到具體的水鋁比和鋁鹽鋁比值, 課題組進行了數十次試驗, 并與有關用戶聯系, 請其給予鑒定,
通過實驗, 以用水450ml±50ml, 鋁粉用量為56~58g, Al Cl3·6H2O用量為100±5g時制備的鋁溶膠, 易于過濾, 清澈穩定。
在實驗室制備鋁溶膠成功后, 課題組立刻對其對活性氧化鋁改良效果進行了研究。在立足完善鋁溶膠制備工藝的前提下, 結合我廠常規生產的活性氧化鋁品種, 對其改良效果進行了研究, 課題組仍以快脫粉為原料, 對其用鋁溶膠成球, 以及其活鋁球的改良性能進行了測試。
2 結語
本課題經過半年多的大量實驗, 對凝膠-溶膠, 和鋁鹽溶鋁兩種制備鋁溶劑的工藝進行了大量的研究, 確定了制備鋁溶膠的工藝及工藝參數。凝膠-溶膠工藝制備的鋁溶膠為一種高分散的假溶膠體系, 其液體濃度不可過大, 干燥后不可重溶, 其工藝制備的鋁溶膠一般以膠態存放, 用時稀釋。鋁鹽溶鋁工藝制備的鋁溶膠穩定, 流動性好, 低溫干燥后可溶于水。應用于活鋁求的改良可起到顯著的作用。本課題組也為其它課題組提供了此類鋁溶膠, 已應用于實驗中, 并初步取得了良好的效果。
摘要：鋁溶膠作為一種無機高分子多價聚合物, 其應用廣泛, 是一種少有的優良無機材料。本課題經過大量實驗, 對凝膠-溶膠, 和鋁鹽溶鋁兩種制備鋁溶劑的工藝進行了大量的研究, 確定了制備鋁溶膠的工藝及工藝參數, 并分別制備了數十千克的樣品, 對兩種工藝制備的鋁溶膠進行了理論和應用的剖析。應用于活鋁球的改良可起到顯著的作用。
關鍵詞：鋁溶膠,凝膠,溶膠,鋁鹽
參考文獻