第二章合成氨工艺详解.ppt

第二章合成氨工艺 ;一、氨的作用;二、我国合成氨工业的发展情况 ;三、合成氨的主要原料;四、合成气的原料;H;五、煤为原料合成氨工艺流程 ;5.1由煤制合成气;5.1.2以水蒸汽作为汽化剂;5.1.3水煤气的生产方法;5.1.4固定床间歇法（蓄热法））;实际生产时按以下5个步骤的顺序完成工作循环： 吹风阶段：吹入空气，提高燃料层温度， 吹风气放空，1200 ℃结束。 蒸汽吹净：置换炉内和出口管中的吹风 气，以保证水煤气质量。 一次上吹制气：燃料层下部温度下降， 上部升高。 下吹制气：使燃料层温度均衡 二次上吹制气： 将炉底部下吹煤气排 净，为吸入空气做准备。 空气吹净：此部分吹风气可以回收。 ;工艺生产条件?? 温度 吹风速度 蒸汽用量 燃料层高度 循环时间 间歇气化法优缺点： 制气时不用氧气，不需空分装置 生产过程间歇，发生炉的生产强度低，对煤的质量要求高。;5.2天然气;5.2.2以天然气为原料制合成气;六、脱硫过程 ;;4.脱S方法的选择 ： （1）有机S的脱除以干法为主，为使总S精脱到1ppm以下，只能用干法（ZnO)。 （2）原料气中H2S含量低而含CO2较高，可选用ADA湿法氧化法。 （3）H2S、CO2含量高，选用物理吸收法（低温甲醇洗涤法）。 （4）原料气中H2S高达30－45g/Nm3，选用乙醇胺脱S法。;七、一氧化碳变换过程 ;CO的变换 ;7.4 CO变换催化剂;7.4.2.低变催化剂; 7 .4.3.引起催化剂活性降低或失活原因： 冷凝水：氨水－铜氨络合物 暂时中毒 硫化物 ：硫化亚铜 (1ppm) 永久性中毒 氯化物：氯化铜，晶粒增长，比表面锐减 (0.03ppm) 永久性中毒 特点：与高变催化剂相比，对毒物敏感。 多用于甲烷蒸汽转化。;7.4.4 耐硫变换催化剂 ;7.5工业变换设备;7.6变换工艺流程;八、脱碳;8.1CO2的脱除;采用溶液吸收法 根据吸附剂性能不同，分为物理吸收法和化学吸收法 物理吸收法：利用CO2溶解于水或有机溶剂的性质完成。如加压水洗法、低温甲醇洗涤法、碳酸丙烯酯（Flour法），聚乙醇二甲醚（Selexd法）、N－甲基吡啶烷酮（Purisol法)。 吸收CO2后的溶液可用减压解析法再生。 化学吸收法： CO2具有弱酸性，可与碱性溶液进行反应，将其吸收。 吸收剂：热碳酸钾、有机胺和浓氨水。 （1）加压水洗法 压力：1－2MPa ;2）低温甲醇洗涤法 ① 能适应各种气体负荷和不同原料气，特别适合脱除大量杂质。 ② 低温高压，循环能力大 ③ 一次洗涤可同时脱除CO2、H2S、HCN及有机硫杂质，还可回收CO2、H2S 。 ④ 不起泡，不腐蚀设备。 （3）有机胺催化热碳酸钾法 碱性的碳酸钾化学吸收酸性的CO2。 a. 二乙醇胺（DEA)----Berfield法 b. 氨基乙酸－甘酸法：腐蚀性低，但催化活性也低。 c.空间位阻胺促进法 ;① K2CO3浓度↑，吸收能力 ↑ ，腐蚀性↑ ，一般选25－30％K2CO3。 ② 有机胺的总浓度和PH值↑，可以增加它们解离后的阴离子浓度因而加强了它们的催化作用，加速吸收反应。同时有利于溶液的再生和降低浓度后的CO2 。 二乙醇胺浓度：2.5-3.0%，氨基乙酸浓度：30－50g/l。 ③ 缓释剂：偏钒酸钾 2.5gV2O5/l溶液。 ④ 消泡剂：聚醚 几十个ppm↓;九、气体精制过程 ;精制时CO的脱除;十、合成氨的催化机理 ;10.1氨合成的基本原理;平衡氨浓度计算 设yH2、 yN2、 yNH3、 yI(I：CH4 + Ar），m=yH2/ yN2 总压为P时, 平衡时，;影响平衡氨浓度因素： 温度、压力、氢氮比和惰性气体含量 (1)T ↓ ，P↑ ，KP