化肥公用工程培训材料PPT.ppt

煤代油工程合资部分(工艺流程) 粉煤流量的测定用特殊仪器来完成。通过交叉关联流量控制（依据容量测量）和煤/氮气悬浮物密度控制（用γ射线测量）来保证粉煤的稳定供给。 粉煤、氧、蒸汽混合后一起进入气化炉，在高温下发生反应生成以一氧化碳和氢气为主要成分的粗合成气，在气化炉出口用循环气急冷使合成气温度降到900℃左右，然后利用锅炉给水进一步回收热量产生中压蒸汽，合成气降到340℃左右进入洗涤系统。 合成生产工艺概况 本装置所采用的合成氨生产工艺，主要包括粗煤气的CO变换，酸性气体脱除，甲烷化，合成氨和氨冷冻等几个步骤。 粗煤气的CO变换(一) 从煤气化装置制得的粗煤气中，除含有氢外，还含有较多的CO和少量的CO2。通过CO变换反应将CO除去(CO+H20=CO2+H2+41.19KJ/mol)这样既能把CO变为易于清除的CO2，同时又可制得与反应了的CO相等摩尔数的氢，而消耗的只是廉价的水蒸汽。因此，CO变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。 CO变换存在一个“变换深度”问题。CO可通过变换反应转为H2，另一方面，它在合成氨反应中是毒物，因此，要求变换炉出气中的CO含量越低越好。壳牌粉煤气化产出的粗煤气中CO含量高达60%（干基） 粗煤气的CO变换(二) 左右，远高于石脑油蒸汽转化和Texaco水煤浆气化工艺；同时H2S含量高，气体流量大，为了适应壳牌粉煤气化送来的高硫粗煤气工艺条件和满足后序甲烷化精制工艺的要求，采用分段变换（一段耐硫预变换+两段耐硫中变+一段耐硫低变）工艺。先在较高温度下（预变换炉和中温换炉），将其中大部分CO变换，再在低变炉中于较低温度下将剩余的CO变换完。因为在较低温度下反应，剩余的CO含量可以到达足够低的程度，一般可降到＜0.4%。 在传统合成氨工艺中，CO变换通常是在铁-铬和铜-锌变换催化剂的存在下进行的。硫是这两种催化剂的毒物，使催化剂的活性大大降低。因此在高硫气氛下，选用耐高温的钴-钼耐硫变换催化剂是合适的。 酸性气体的脱除 为了将前面所得的变换气加工成纯的合成气，此外，硫化物是制造硫酸等产品的原料；二氧化碳是制造尿素、纯碱、碳酸氢铵等产品的原料，还可以直接制成干冰或液体二氧化碳产品。所以，硫化物和二氧化碳不仅要脱除，而且要予以回收。 酸性气体脱除 本装置所用的酸性气体脱除工艺是德国鲁奇公司的低温甲醇洗专利工艺,该工艺的吸收和再生过程是物理过程.酸性气体在低温甲醇溶液中溶解度很大,同时根据亨利定律先在硫化氢吸收塔和二氧化碳吸收塔中用甲醇溶液于较高的压力下和很低的温度下将原料气中绝大部分硫化物和二氧化碳吸收下来;然后在硫化氢浓缩塔中,通过降低压力闪蒸甲醇溶液得到较纯净的二氧化碳产品并通过多次闪蒸循环吸收和氮气汽提使甲醇溶液中的硫化物浓缩,同时为系统提供大量的高位能冷量最后在热再生塔中于较低压力和较高温度下将甲醇溶液吸收的硫化物和二氧化碳解吸出来,得到了含硫化物较高的酸性气,同时甲醇溶液也得到了彻底再生. 甲烷化及分子筛干燥 经过脱硫和脱碳以后的净化气还有约0.4％一氧化碳及0.1％的二氧化碳，本装置是利用甲烷化反应将它们除去的。 CO+3H4==CH4(气体) +H2O+热量 CO2+4H4==CH4(气体) +2H2O+热量 此法可把合成气中碳氧化物总量除去到10PPM以下。 加ZNO脱化剂，完全吸收微量硫化物. 合成氨反应所需氮气在甲烷化前通过加入中压氮气来实现。 合成气还要通过分子筛干燥，将含氧化物脱除到1PPM以下。再纯净的氢氮气进入合成塔进行合成氨反应。 公用工程培训材料 化 肥 事 业 部 2008年5月 化肥事业部装置慨况 化肥事业部包括如下装置: 合资公司:*一套林德空分装置 处理能力260000NM3/hr 一套处理能力2000-2500吨/天的壳牌粉煤气化装置(包括U-1100磨煤与干燥、 U-1200 煤加压与进煤、 U-1300气化与合成气冷却 、 U-1400除渣 、 U-1500除灰 、 U-1600洗涤 、 U-1700废水汽提与澄清 、 U-3000气化氮气系统 、 U-3100火炬与液化石油气系统、U-3200气化冷却水系统、U-3300气化工艺水系统、U-3400气化蒸汽冷凝水系统、U-3500工厂与仪表空气分配系统、U-3600化学品与柴油分配系统) 合成氨装置:430000吨/年合成氨装置，变换、低温甲醇洗、 甲烷化、合成系统、冷冻与氨储存系统; 尿素装置:荷兰凯洛格大陆公司提供的斯太米卡帮的二氧化碳汽提法(原设计1620t/d扩产后可到1900t/d),