合成氨生产工艺知识讲座.ppt

主 讲： 田华 时 间：2012.7 主要内容 1.合成氨生产概述 2.合成氨生产过程 3.合成氨生产流程 4.氨的合成生产流程 合成氨生产概述 合成氨生产过程 合成氨生产流程 脱碳 3、脱 硫 脱硫主要是H2S, 其次是CS2,COS,RSH等有机硫。 其含量取决于原料的含硫量及加工方法. 以煤为原料，原料气中H2S含量一般为2～3g·m-3，有的高达20～30g·m-3。 H2S的危害 1.对设备和管道有腐蚀作用； 2.使变换及合成系统的催化剂中毒； 3.还使铜洗系统的低价铜生成硫化亚铜沉淀，增加铜耗。 工业脱硫方法 分为干法和湿法两种。 干法脱硫是用固体脱硫剂(如氧化锌、活性炭、分子筛等)将气体中的硫化物除掉； 湿法脱硫是用碱性物质或氧化剂的水溶液即脱硫剂(如氨水法、碳酸盐法、乙醇胺法、蒽醌二磺酸钠法及砷碱法等)吸收气体中的硫化物。 干法脱硫分为吸附法和催化转化法； 吸附法： 催化剂 加氢脱硫催化剂是以Al2O3为载体负载的CoO和MoO3，亦称钴钼加氢脱硫剂。 催化剂活化 使用时需预先用H2S或CS2硫化变成Co9S8和MoS2才有活性。 钴钼加氢转化后用氧化锌脱除生成的H2S。 氧化锌- 钴钼加氢转化-氧化锌组合，可达到精脱硫的目的。 湿法脱硫 1. 化学吸收法 常用的湿式脱硫工艺: 一乙醇胺法（MEA）、 二乙醇胺法（DEA）、 二甘醇胺法（DGA）、 二异丙醇胺法（DIPA）、 改良甲基二乙醇胺法（MDEA） 2.物理吸收法 利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。 1).冷甲醇法: 冷甲醇法可以同时或分段脱除H2S、CO2和各种有机硫，还可以脱除HCN、C2H2、C3及C3以上气态烃、水蒸气等，能达到很高的净化度。 2).碳酸丙烯酯法和N-甲基吡啶烷酮法等等。 3.物理-化学吸收法 将具有物理吸收性能和化学吸收性能的两类溶液混合在一起，脱硫效率较高。 常用的吸收剂:环丁砜-烷基醇胺（例如甲基二乙醇胺）混合液。  4.湿式氧化法 A.利用含催化剂的碱性溶液吸收H2S; B.以催化剂作为载氧体，使H2S氧化成单质硫，催化剂本身被还原; C.再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原，如此循环使用。 最常用的湿式氧化法有蒽醌法（ADA法）。 以上传统脱硫技术虽然成熟，但存在几点不足： 1、设备堵塞与腐蚀严重 2.有害废液造成环境污染 3、细菌有积累 4、工艺过程受原料其中CO2/H2S比值影响较大 5、操作和日常维护困难，操作费用偏高。 针对上述问题，荷兰荷丰技术公司提出用Shell-Paques生物脱硫技术代替传统技术。 该技术最终目标：将气液物流中的硫化氢几乎全部脱出，并以元素硫的形式回收，从而将脱硫制硫完美结合在一起。 该工艺过程主要由两部分组成：气体吸收单元和生物反应单元。 Shell-Paques生物脱硫技术特点： 工艺流程简单，占地面积少。 在吸收塔中H2S100%被吸收，工艺安全可靠； 脱硫效果不受原料气中CO2/H2S比值高低的影响 碱液内部循环，细菌繁殖能力强，不会失活； 能耗低，最少地使用化学溶剂，降低了操作成本； 形成亲水性硫磺产品，流动性好，不会在工艺设备中产生堵塞和腐蚀。 解决方案： 4、气体的精制 气体的精制就是将少量的 CO,CO2进一步脱除，常用的有铜洗法和甲烷化法。CO(液相 )＋ Cu(NH3)2Ac＋ NH3(游离 )=[Cu(NH3)3CO］ Ac＋ Q2NH3＋ CO2＋ H2O =(NH4)2CO3＋ Q(NH4)2CO3＋ CO2＋ H2O == 2NH4HCO3 ＋ Q制造原料气按原料的不同有各种流程, 原料气的净化过程依据原料及其制造方法的差异也有不同的选择,其流程有若干种 。b．甲烷化法 是把 CO,CO2转化为对氨合成无害的CH4，主要反应是CO + 3H2＝ CH4 + H2OCO2 + 4H2=CH4 + 2H2O甲烷化法镍为主的催化剂作用下，在 280～380℃ 及压强 0.6～ 3MPa下进行甲烷化反应。此法将气体中碳化物总量降低到 10μ g· g-1。 氨的合成生产流程 一、氨的合成 氨的合成是量后一道工序，任务是: 在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混合气直接合成为氨。然后将所生成的气体氨从未合成为氨的混合气体中冷凝分离出来，得到产品液氨；分离氨后的氢氮气体