产万吨合成氨脱碳工段工艺设计8

年产30 万吨合成氨

脱碳

工艺工程

指导教师：姚志湘

学生：魏景棠

第一章总论 3

1.1概述 3

1.1.1工程名称 3

1.1.2合成氨工业简况 3

1.2工程背景及建设必要性 4

1.2.1工程背景 4

1.2.2工程建设地必要性 4

1.2.3建设意义错误！未定义书签。

1.2.4建设规模 4

第二章市场预测........................................ .... . (6)

2.1国内市场预

测 (6)

2.2产品分析......................................................... (6)

第三章脱碳方法及种类. (7)

3.1净化工序中脱碳地方法.. .................................... ...................... . (7)

3.1.1化学吸收

法....................... .. ........................ . (7)

3.1.2物理吸收

法 (8)

3.1.3物理化学吸收法......... ……………… ………………………… .…………

3.1.4固体吸收法.................. .............................. ............................ . (10)

3.2碳酸丙烯酯（PC ）法脱碳基本原理

.................. .............................. .. (10)

3.2.1PC 法脱碳技术国内外地情况

.................. .............................. .. (10)

3.2.2发展过程

.................. ................................................ . ......... . (10)

3.2.3技术经济

.................. ................................................ . ......... . (11)

3.2.4工艺流程

.................. ................................................... ....... . (11)

3.2.5存在地问题及解决方法

.................. ............... ................... ........ . (12)

326 PC脱碳法发展趋势 .............. ............... .. ..... . ... ...?? (13)

第一章工程总述

2.1 概述

1.1.1 工程名称

年产 30 万吨合成氨脱碳工段工艺设计

1.1.2合成氨工业简况

1898 年,德国 A. 弗兰克等人发现空气中地氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮) ,进一步与过热水蒸气反应即可获得氨：

CaCN2 + 3出0 (g) — 2NH3 (g)+ CaCQ

在合成氨工业化生产地历史中 ,合成氨地生产规模(以合成塔单塔能力为依据)随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业地不断发展而有了极大提高 .50 年代以前 ,最大能力为200吨/日,60年代初为400吨/日，美国于1963年和1966年分别出现第一个 600t/d和 1000t/d地单系列合成氨装置，在60-70年代出现1500-3000t/d规模地合成氨.

世界上 85%地合成氨用做生产化肥 ,世界上 99%地氮肥生产是以合成氨为原料 .虽然全球一体化地发展减少了用户地选择范围,但市场地稳定性却相应地增加了 ,世界化肥生产地

发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜地地区,中国西北部有蕴藏丰富地煤炭

资源 ,为发展合成氨工业提供了极其便利地条件 .

2.2 工程背景及建设必要性

1.2.1 工程背景

我国是一个人口大国 ,农业在国民经济中起着举足轻重地作用 ,而农业地发展离不开化肥.氮肥是农业生产中需要量最大地化肥之一 ,合成氨则是氮肥地主要来源 ,因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要地位置 .

我国合成氨工业始于 20世纪 30年代,经过多年地努力,我国地合成氨工业得到很大地发展,建国以来合成氨工业发展十分迅速 ,从六十年代末、七十年代初至今 ,我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置 ,已形成我国特有地煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存地合成氨生产格局 .目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列 .

但是,由于在我国合成氨工业中 ,中小型装置多 ,技术基础薄弱 ,国产化水平低 ,远远不能满足农业生产和发展地迫切需要,因此,开发新技术地同时利用计算机数学模型来提高设

汁、生产、操作和管理等地核算能力 ,促进设计、管理和生产操作地优化 ,从而推动合成氨工业发展 ,提升整体技术水平 ,己成为国内当前化学工程科研、工程设计地重要课题 .

1.2.2 工程建设地必要性

我国地合成氨原料主要集中在重油 ,天然气和煤,到目前为止 ,中国化肥产量己居世界第一位.但人均耕地面积只有世界平均水平地47%,而人口在本世纪中叶将达到约 16亿,粮食

始终是至关重要地问题 .化肥对农作物地增产作用己为大家所公认 ,中国施肥水平还有很大地提高空间 ,尤其是中西部市场 .

与国外比较 ,我国氮肥行业主要存在一些比较严重地问题 ,集中表现为装置规模小 ,因而有效生产能力不足 ,致使行业整体竟争能力差 .进入 WT0 后,氮肥行业这种结构性矛盾日趋显著 ,成为影响行业发展地一个主要因素 .

对原有合成氨装置进行改扩建 ,利用国家对农业地倾斜政策 ,节能技术改造见效快、可很快提高企业生产规模 ,改扩建改造会给企业带来了巨大地经济和社会效益.

1.2.3 建设意义

随着合成氨工业地飞速发展与国际经济地迅速变化,合成氨工业地经济性急需要提高来降低成本，抵御风险.就碳酸丙烯酯法脱碳工艺进行深入研究，以达到成本最低化，资源有效化?因此,在国际经济与国家政策地前提下，将合成氨地风险和利润投入到中间工序脱碳工段,对陷入困境地化工行业是一个很好地出路，对内外交困地合成氨行业来说，可以避免风险, 降低成本.此工艺能有效缩短流程，降低能源消耗，减少污染排放,在提高产品附加值地同时也填补了脱碳工艺地国内空白，并且为合成氨领域地进步积累了难得经验?

124建设规模

全厂应主要包括厂前区、动力区、生产区、仓库区等.

厂前区：包括行政楼、研发楼、职工食堂、医务室等主要建筑.

动力区：包括变电站、锅炉房等.他们尽量靠近其服务地车间?这样可以减少管路地铺设和运输过程地损耗.

生产区：应包括七大车间：原料车间、热电车间、造气车间、压缩车间、碳化车间、合成车间和尿素车间?还应有备件库、机修车间、消防车间等辅助车间?

仓库区：应靠近主干道以便于运输.

企业实行厂长负责制，各部门负责人直接受厂长负责，并实行三级管理，厂、科、车间及人员编制以组织好生产为原则.生产车间实行三班制，每班八小时，机械设备大修每二年一次机械设备保养每一年一次.

表2.1合成氨全厂人员编制

工种班制男女总人数

热电岗 3 3 3

位

原料岗 3 3 3

位

造气岗 3 3 3

位

变换岗 3 3 3

位

脱碳岗 3 3 3

位

甲烷化 3 3 3

岗位

压缩岗 3 3 3

位

脱硫岗 3 3 3

位

尿素岗 3 3 3

位

司炉岗 3 3 3

位

技术员 1 3 1 4

安全员 1 2 2

辅助人 1 5 5

员

车间主

任

总计32 13 45

第二章市场分析

2.1国内市场预测

氨是重要地无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位.除液氨可直接作为肥料外农业上使用地氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氯水以及各种含氮混肥和复肥，都是以氨作为原料地.合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到 1亿吨以上,其中约有80%地氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品地原料.

氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维及塑料.从氨可以制得硝酸，进而再制造

硝酸铵、硝化甘油、硝基纤维素等?在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素等作为氮源生产己二胺、人造丝等产品?

氨地其它工业用途也十分广泛，例如,用作制冰、空调等系统地制冷济，在冶金工业中用来提炼矿石中地铜等金属，在医药和生物化学方面用作生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其它氨基酸等等?所以说合成氨在国民经济中占有十分重要地地位?

2.2产品分析

解放前我国只有两家规模不大地合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展.1949年

全国氮肥产量仅0.6万吨,而1982年达到1021.9万吨,成为世界上产量最高地国家之一.近几年来，我国引进了一批年产30万吨氮肥地大型化肥厂设备.我国自行设计和建造地上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥地大型化肥厂.这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进.

第三章脱碳方法及种类

3.1净化工序中脱碳地方法

3.1.1化学吸收法

化学吸收法即利用CO2是酸性气体地特点，采用含有化学活性物质地溶液对合成气进行洗

涤,CO2与之反应生成介稳化合物或者加合物，然后在减压条件下通过加热使生成物分解并释

放C02解吸后地溶液循环使用.化学吸收法脱碳工艺中，有两类溶剂占主导地位，即烷链醇胺

和碳酸钾.化学吸收法常用于C02分压较低地原料气处理.

(l)烷链醇胺类地脱碳工艺有：

①-乙醇胺(monoethanolamine,H2NCH2CH2OH,ME法；

②甲基二乙醇胺(methyl diethanolamine,CH3N(CH2CH2OH)2,MDEA 法；

③活化MDEA法 (即aMDEAt艺).

( 2)碳酸钾溶液作吸收剂地脱碳工艺 , 即热钾碱脱碳工艺有：

①无毒G-V法；②苯菲尔法；③催化热钾碱(Cata carb )法；④Flexsorb法[2].

3.1.1.1. 1MEA法

MEA法是一种比较老地脱碳方法.吸收过程中,MEA与CO2发生反应生成碳酸化合物,经过加热即可将CO2分解出来.该法地最大优点是可以在一个十分简单地装置中，把合成气中地CO2脱除到可以接受地程度.

但它本身存在两个缺点：( 1) CO2 能与吸收反应生成地碳酸化合物发生进一步反应生成酸式碳酸盐,该盐较稳定,不易再生；(2) CO2能与MEA发生副反应，生成腐蚀性较强地氨基甲酸

醋 ,容易形成污垢 .

3.1.1.2甲基二乙醇胺 MDEA

MDEA法脱碳过程中,CO2与甲基二乙醇胺(MDEA一种叔胺)生成地碳酸盐稳定性较差, 分解温度低,且无腐蚀性.相对其它工艺,MDEA法有以下优点：(1)能耗和生产费用低；

(2)脱碳效率高,净化气中CO2含量可小于1OOppm ( 3)使用范围广,可用于大、中、小各型合成氨厂；( 4)溶剂稳定性好；( 5)溶剂无毒、腐蚀性极小；( 6)能同时脱硫 . 由于MDEA具有以上优点，所以不需要毒性防腐剂，设备管道允许采用廉价碳钢材料，不需要钝化过程,耗热低, 设备管道不需要伴热盘管 , 能达到很好地节能效果 [3].

在MDEA溶液中添加少量活化剂即为 aMDEA法,活化剂为眯哇、甲基咪哇等，浓度约为 2-5%.活性MDEAL艺开发于20世纪60年代末,第一套活化MDEA兑碳工艺装置是1971年在德国BAFS公司氨三厂投入使用在此后地几年里,另有8套装置采用了活化MDEA这些装置地成功使用,使得aMDE工艺自1982年后备受欢迎.我国在大型装置中使用MDEA兑碳工艺,乌鲁木齐石化公司化肥厂属于首例[4].BAFS公司推出地aMDEA兑碳工艺,主要用于对原来MEAT艺地改造，近几年我国一些研究单位正在对这方面进行积极地研究 .

3.1.1.3低热耗苯菲尔法

相对上述脱除CO2地吸收剂溶液，碳酸钾溶液更价廉易得，并具有低腐蚀，操作稳定，吸收CO2能力较强等特性.但碳酸钾溶液本身吸收 CO2地速度缓慢，需要添加一些活化剂.其中如无毒G-V法工艺就是由意大利Giammaro-Vetrocoke公司所开发,最初使用地活化剂和缓蚀剂为As2O3,但对人体有毒.后来有人用氨基乙酸取代 As2O3消除了毒性,成为无毒G- V 法.我国栖霞山化肥厂就采用了这种工艺 . 由美国联碳公司开发地低热耗苯菲尔法 , 用二乙醇胺(DEA)作活化剂,V2O5

作为腐蚀防护剂.我国于20世纪90年代相继以布朗工艺建了

4 套装置 , 即锦西天然气化工厂、建峰化肥厂、四川天华公司化肥厂和乌鲁木齐石化总厂第二化肥厂 , 规模都是日产氨 1000 吨. 低热耗苯菲尔工艺是由美国联碳公司在传统苯菲尔工艺基础上开发地 ,采用了节能新技术 . 国内在 20 世纪 70年代引进地 13套大型化肥装置中,有10套采用苯菲尔脱碳工艺 .从1985年起,己有 7套进行了用低热耗苯菲尔工艺改造 . 国内新建地以天然气为原料地大型合成氨装置 ,脱碳系统也多采用低热耗苯菲尔工艺 , 如锦天化厂、建峰厂、天华公司等 . 中海石油化学有限公司合成氨装置脱碳系统采用改良型苯菲尔流程[5].苯菲尔法可在高温下运行,再生热低,添加地V2O5可防腐蚀,但该工艺需对设备进行钒化处理 , 要求工人地操作水平较高 , 并且浪费溶剂 , 能耗大 , 特别蒸汽用得多 , 有效气体损失也大 , 运行成本高等缺点 .

3.1.2 物理吸收法

物理洗涤是CO2被溶剂吸收时不发生化学反应,溶剂减压后释放 CO2 (不必加热)，解吸后地溶液循环使用 . 相对化学吸收法 , 物理洗涤法地最大优点是能耗低 , CO2 不与溶剂形成化合物，减压后绝大部分CO2被闪蒸出来，然后采用气提或负压实现溶剂地完全再生.这就使得工艺投资省、能耗低、工艺流程简单 . 物理吸收法主要有 Selxeol 法、 Elour 法、变压吸附法及低温甲醇法等[6].物理吸收法常用于高CO2分压地原料气处理.

3.1.2.1NHD 法

NHD法被认为是目前能耗最低地脱碳工艺之一，该法使用地溶剂为聚乙二醇二甲醚地混合物,其分子式为CH3-O- (CH2-CH2-O)n-CH2式中n=2-8.NHD是兖矿鲁南化肥厂与南京化学工业集团公司研究院、杭州化工研究所共同开发成功地一种物理吸收硫化氢和二氧化碳等酸性气体地高效溶剂 [7].NHD 气体净化技术改造系脱除酸性气体地物理吸收新工艺 , 适合于合成气、天然气、城市煤气等地脱硫脱碳.NHD具有对设备无腐蚀，对CO2 H2S等

酸性气体地吸收能力强、蒸汽压低 , 挥发性小、热稳定性和化学稳定性好、不会起泡 , 无腐蚀性等优点，并且该法在NHC地再生过程中几乎不需要能量，通常利用空分装置富余地低压氮气在气提塔进行脱碳富液地气提再生，其优点是减少利用空气气提带来系统内NHD溶液

含水量地富集，省去了空气水冷、气水分离及 NHD兑水设备,节约了投资，简化了流程[8].

3.122碳酸丙烯酯法(PC)法

碳酸丙烯酯法是碳酸丙烯酯为吸收剂地脱碳方法 . 其原理是利用在同样压力、温度下 , 二氧化碳、硫化氢等酸性气体在碳酸丙烯酯中地溶解度比氢、氮气在碳酸丙烯酯中地溶解度大得多来脱除二氧化碳和硫化氢而且二氧化碳在碳酸丙烯酯中溶解度是随压力升高和温度地降低而增加地 ,CO2 等酸性气体在碳丙溶剂中溶解量一般可用亨利定律来表达 , 因而在较高地压力

下 ,碳酸丙烯酯吸收了变换气中地二氧化碳等酸性气体 ,在较低地压力下二氧化碳能从碳酸丙烯酯溶液中解吸出来 ,使碳酸丙烯酯溶液再生 ,重新恢复吸收二氧化碳等酸性气体地能力 . 碳酸丙烯酯法具有溶解热低、粘度小、蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、无腐蚀、流程操作简单等优点 .

该法C02地回收率较高,能耗较低,但投资费用较高?适用于吸收压力较高、C02净化度不很高地流程，国内主要是小型厂使用?用碳丙液作为溶剂来脱除合成氨变换气中C02X

艺是一项比较适合我国国情地先进技术 ,与水洗工艺比较 ,除具有物理吸收过程显著地节能效果外 , 在现有地脱碳方法中 , 由于它能同时脱除二氧化碳、硫化氢及有机硫化物 , 加上再生无需热能，能耗较低等优势，在国外合成氨和制氢工业上已得到广泛应用.

3.1.2.3变压吸附法

变压吸附气体分离净化技术 , 简称 PSA( Pressure Swing Adsorption ). 变压吸附法是近几年才用于合成气净化地 , 它属于干法 , 采用固体吸附剂在改变压力地情况下 , 进行 (加压)吸附C02或(减压)解吸.变压吸附法分离气体混合物地基本原理是利用某一种吸附剂能使混合气体中各组份地吸附容量随着压力变化而产生差异地特性 ,选择吸附和解吸再生两个过程 , 组成交替切换地循环工艺 , 吸附和再生在相同温度下进行 . 可用此法改造小型氨厂,将低能耗,在大型氨厂使用显得困难 [9].

为了达到连续分离地目地 , 变压吸附脱碳至少需要两个以上地吸附塔交替操作 , 其中必须有一个吸附塔处于选择吸附阶段 , 而其它塔则处于解吸再生阶段地不同步骤 . 在每次循环中,每个吸附塔依次经历吸附、多次压力均衡降、逆向放压、抽空、多次压力均衡升、最终升压等工艺步骤 .

目前, 此种类型地装置在全国合成氨厂已广泛采用 . 如四川什邡某氮肥厂为天然气富氧造气,变换气脱碳采用我公司近年来开发地节能型变压吸附脱碳新工艺 ,多塔进料,多次均压, 并实现了吸附塔和真空泵地新组合 , 同时对吸附剂、程控阀门、控制系统、动力设备地配置都做了较大地改进，从而使H2、N2有效气体回收率大大提高，能耗进一步降低，装置投资也有所减少 [10].

3.1.2.4低温甲醇洗法

低温甲醇洗工艺( Rectisol Process )系由德国林德公司( Linde )和鲁奇公司 ( Lurgi )开发 , 是利用甲醇溶剂对各种气体溶解度地显著差别 , 可同时或分段脱除 H2S、 C02和各种有机硫等杂质，具有气体净化度高、选择性好、溶液吸收能力强，操作费用低等特点, 是一种技术先进、经济合理地气体净化工艺 . 自 1954 年 Lurgi 公司在南非 Sasol 建成世界上第一套工业规模地示范性装置以来 , 目前有 100 余套装置投入运行 , 尤其是大型渣油气化和煤气化装置地气体净化均采用低温甲醇洗工艺 .

低温甲醇(Rectisol)法具有一次性脱除 C02溶液便宜易得,能耗低,适用范围广泛等特点. 但该法投资很大 , 我国镇海炼化厂大化肥等四家以重油和煤为原料地合成氨装置使用了低温甲醇法脱除C02.

3.1.3 物理化学吸收法

物理化学吸收法脱除 C02工艺主要有环丁砜(Sulfinol) 法和常温甲醇(Amisol)法,物理化学吸收法常用于中等 C02分压地原料气处理.环丁砜法中所使用地溶剂由是环丁矶、二异丙醇胺与水组成，能同时吸收C02和硫地化合物，且吸收速度快，净化度高，但再生耗热

多，目前只有一些中小型厂使用?常温甲醇法是在甲醇中加入了二乙醇胺，当C02分压升高时，以其在甲醇中溶解地物理吸收为主；当C02分压较低时，以其与二乙醇胺发生化学反应

地化学吸收为主,该法应用范围广,净化率高，但对H2S和C02地选择性较差,己很少使用.

3.1.4固体吸收法

固体吸附是C02在加压时被吸附在多孔状固体上,减压时吸附地C02被解吸,亦称变压吸附.

3.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳基本原理

3.2.1 PC法脱碳技术国内外地情况

PC为环状有机碳酸酯类化合物,分子CH3CH0C02C该法在国外称Fluor法.PC法是南化集团研究院等单位于 20世纪70年代开发地技术，1979年通过化工部鉴定.据初步统计，已有150

余家工厂使用PC技术，现有装置160余套，其中大型装置两套，其余为中小型装置.大部分用

于氨厂变换气脱碳.总脱碳能力约300万吨合成氨/年，其中配尿素型应用较多,占60%左右,至今该法仍是联碱、尿素、磷铵等合成氨厂使用最广地脱碳方法，其开工装置数为MDEA NHD法总

和地数倍.

3.2.2发展过程

PC技术地应用，主要经历了两个阶段：第一阶段始于 70年代末，两个小氮肥厂用PC 法代替水洗法脱 C02地工业实验装置获得成功，取得了明显地节能效果和经济效益.加之 PC法在工

艺上与水洗法相似，改造费用低，很快在一些小氮肥企业中推广应用；第二阶段,20世纪90年代以来，随着小化肥改变碳铵单一产品结构，适应市场需要，采用脱碳增氨转产尿素或联醇等

方法，以提高经济效益，增强小化肥地竟争能力.为此,需要增设一套变换气脱碳装置，由于PC 技术为典型地物理吸收过程，流程简单,投资少,节能明显,技术易于掌握.因此，很快得到了推广，并扩大了应用范围，技术上也趋于成熟.

3.2.3技术经济

由于碳丙脱碳纯属物理过程，因而它地能耗主要消耗在输送流体所须地电能.碳丙溶剂对

C02等酸性气体地吸收能力较大，一般为同条件下水吸收能力地 4倍.因此,代替水洗法脱除变

换气中C02不但满足铜洗要求，而且回收C02地浓度和回收率也能满足尿素、联碱生产地要求.与水洗法相比可节省电耗 150-250KWh/tNH3,可节省操作费10-25元/t NH3. 因而应用碳丙脱碳

地厂家均可获得明显地节能效果.但这种效果随着工艺配置、设备、操

作状况,处理规模和目地地不同而差异较大.碳丙脱碳与几种脱碳方法地能耗比较如表 1.1.

表1.1几种脱碳方法地能耗比较表

方法加压苯菲位阻改~良NHD P

324工艺流程

(1)原料气流程

由压缩机三段送来2.3MPa地变换气首先进入水洗塔底部与水洗泵送来地水在塔内逆流接触,洗去变换气中地大部分油污及部分硫化物，并将气体温度降到30°C以下，同时降低变换气中饱和水蒸汽含量?气体自水洗塔塔顶出来进入分离器，自分离器出来地气体进入二氧化碳吸收塔底部，与塔顶喷淋下来地碳酸丙烯酯溶液逆流接触，将二氧化碳脱至工艺指标内.净化气由吸收塔顶部出来进入净化气洗涤塔底部，与自上而下地稀液(或脱盐水)逆流接触，将净化气中夹带地碳酸丙烯酯液滴与蒸气洗涤下来，净化气由塔顶出来后进入净化气分离器，将净化气夹带地碳酸丙烯酯雾沫进一步分离，净化气由分离器顶部出来回压缩机四段入口总管?根据各厂地具体情况和氨加工产品地不同，相匹配地碳丙脱碳条件及要求亦各异.在使用上,有替代加压水洗型、联碱型、配尿素型、联醇型、生产液氨型以及制氢等各类型；在净化效率上，有地对C02进行粗脱,而大部分厂家，则进行精脱；对脱碳压力，有采用 0.4MPa 1.1-1.3Mpa、1.6-

1.8Mpa、

2.5-2.8Mpa 及 4.3Mpa 等多种类型.

(2)解吸气体回收流程

由闪蒸槽解吸出来地闪蒸气进入闪蒸气洗涤塔，自下而上与自上而下地稀液逆流接触，将闪蒸气夹带地液滴回收下来.闪蒸气自闪蒸气洗涤段出来后进入闪蒸气分离器，将闪蒸气夹带地碳酸丙烯酯液滴进一步分离下来，闪蒸气自分离器顶部出来送碳化，脱除二氧化碳并副产碳酸氢铵后，闪蒸气回压缩机一段入口总管.

由常解塔解吸出来地常解气进入常解-汽提气洗涤塔地常解气洗涤段，与自上而下地稀液逆流接触，将常解气中夹带地碳酸丙烯酯液滴与饱和于常解气中地碳酸丙烯酯蒸气回收下来,常解气自常解气洗涤段出来后进入常解气分离器，将常解气中夹带地碳酸丙烯酯液滴进一步分离，常解气自分离器顶部出来送食品二氧化碳工段.

汽提气由汽提塔出来后进入常解-汽提气洗涤塔地汽提气洗涤段，与自上而下地稀液逆流接触，将汽提气中夹带地碳酸丙烯酯液滴和饱和汽提气中地碳酸丙烯酯蒸气回收下来，经洗涤后汽提气由塔顶放空.

(3)液体流程

(a)碳酸丙烯酯脱碳流程简述

贫碳酸丙烯酯溶液从二氧化碳吸收塔塔顶喷淋下来，由塔底排出称为富液.富液经自调阀进入溶液泵-涡轮机组地涡轮，减压后进入闪蒸槽，自闪蒸槽出来地碳酸丙烯酯液一部分进入过滤器，大部分不经过过滤器，二者混合过后进入常解-汽提塔地常解段，碳酸丙烯酯液自常解段底部出来经过两液封槽进入汽提塔顶部，与自下而上地空气逆流接触，将碳酸丙烯酯溶液中地二氧化碳进一步汽提出来，经汽提后地碳酸丙烯酯溶液为贫液，贫液由汽提塔出来进入循环槽 , 再由循环槽进入溶液泵 - 涡轮机组地溶液泵 ,由泵加压后经碳酸丙烯酯溶液冷却器降温 , 进

入二氧化碳吸收塔 ,从而完成了碳酸丙烯酯溶液地整个解吸过程 .

(b)稀液流程循环

稀液(或软水)由常解 -汽提气洗涤塔地常解段出来 , 经稀液泵加压后送往净化气洗涤塔上部自上而下 .由塔底出来经自调阀进入闪蒸气洗涤塔地上部自上而下 , 由底部出来经自调阀进入常解-汽提气洗涤塔地汽提气洗涤段自上而下，由底部出来经一 U型液封管进入常解气洗涤段继续循环 .

3.2.5存在地问题及解决方法

综合分析PC法脱碳各厂地使用情况，最具代表性地问题有：

( 1)溶剂损耗高 . 造成这一问题原因有三个因素：

a.PC溶剂蒸汽压高；

b.PC气相回收系统不完善；

c.操作管理水平地影响 .

(2)净化气中CO2含量容易跑高,吨氨电耗高.净化气中C02含量高,原因是多方面地如再生效果不好 , 系统残碳高或冷却不好等等 .

目前 , 碳丙脱碳技术已提高到一个新地阶段 , 工业应用地或即将应用地最有吸引力地进展有以下几个方面 .

3.2.6PC 脱碳法发展趋势

塔器地优化包括塔径、塔填料、塔内件、塔过程控制地技术改造, 改造后往往可提高20%-50%或更高地生产能力 , 改造主要分两部分进行 : 一是脱碳塔气液分布器和填料地改造 , 其目地是提高通气量和强化气液接触效率 , 加大润湿面积 . 具体办法是设税全截面均匀分布

地气体和液体分布器 , 部分或全部采用规整填料；二是再生塔地改造 . 由于传统设计中再生

塔常解段均为淋降式 , 当系统硫含量高时 , 受逆流及淋降板开孔直径地限制 , 易造成溶液中地单质硫积累结垢 , 渐渐堵塞淋降板上地开孔 , 使其失效故往往生产 2 年后再生效果会明显不如以前.由此可见,必须对这种结构彻底改造 .具体办法是将常解段改为筛板或填料塔型 , 并增设类似塔型地真空解读段 .

改造工作除了塔器以外 , 还进行了系统工艺优化 , 具体内容有：( 1)调整溶剂泵地扬

程 , 串联 1 台增压泵；( 2)气提流程由原正压气提改为负压气提 , 有利于提高贫度；( 3) 降低变换气和循环溶剂地温度 , 以提高碳丙吸收能力；( 4)采取碳丙溶剂半过滤或全过滤方法, 杜绝系统堵塞隐患；( 5)提高变换气脱硫效果；( 6)碳丙稀液回收改造 [11].

3.2.6.1 复合溶剂法用两种或两种以上地物理、化学或物理化学溶剂作为复合溶剂净化酸性气体地研究 , 多年来一直方兴未艾 . 复合溶剂法地优点从选择性和吸收能力分析 , 特别是高分压下 , 选择合适地复合溶剂 , 优于纯溶剂 , 显著地提高了溶剂地吸收能力；另一方面明显地降低了能耗

除此以外，复合溶剂为了达到操作特性要求所作地混合过程，还具有其它方面地灵活性，即

复合溶剂地组成?而且,复合溶剂可以优化配方用最低地费用达到所须地分离要求（见表

1.2）.

表1.2两种方法地技术经济比较（以吨氨计）

工程PC法复合溶剂法

C02争化度（% 0.8 0.5

溶剂损耗（Kg） 1.5 0.75

电耗（KWh 145 100

操作成本（兀）85 60

326.2低温PC法

实践证明，低温碳丙法具有以下优点：（1）气体净化度高；（2）降低溶剂循环量；（3）降低溶剂损耗.

为了在较低操作压力下获得需要地气体净化度、降低溶剂循环量、节省动力消耗、降低溶剂蒸发损失，吸收操作可在低于常温条件下进行，即低温碳酸丙烯酯脱碳技术.CO2在溶剂中地溶解度可用下式表示：lgx*=lgp+B/T+C+lg Z

式中：

x* ―― CO2在含水溶剂中地饱和溶解度，摩尔分数；p――气相CO2分压,1.01 x

105Pa；

B、C——常数,B=686.1,C=-4.245 ；

Z ――溶剂含水量地修正系数,当含水量为2%寸，Z =0.9,lg Z =-0.046 ；

T ----- 吸收温度,K.

合成氨变换工段车间布置图Word版

摘要变换工段是指一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。一氧化碳变换既是原料气的净化过程，又是原料气制备的继续。目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程。本设计针对中低温串联变换流程进行设计，对流程中各个设备进行物料、能料衡算、以及设备选型，并绘制了带控制点的流程图。关键词：合成氨,变换,工艺设计，设备选型

30kt/a Retention Of Ammonia Synthesis Process Preliminary Design Abstact Transform section refers to the reactions that produce carbon dioxide carbon monoxide and hydrogen and water vapor in the process. Carbon monoxide transformation is the gas material purification process, and the preparation of gas material to continue. At present, the transformation mainly by grow string sections of variable process low. This design of low-temperature series transformation process of process design, materials, each device can material calculation, and the equipment selection, and plotted take control in the flow chart and variable furnace equipment assembly drawing. Keywords：ammonia, transformation, process design,equipment choice

年产3000吨丙烯氰(AN)合成工段换热器工艺设计1

年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计

目录一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明

年产五万吨合成氨合成工段工艺设计设计

目录中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (2) 1.1 氨的基本用途 (2) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (2) 1.3 合成氨常见工艺方法 (2) 1.3.1 高压法 (2) 1.3.2 中压法 (2) 1.3.3 低压法 (2) 1.4 设计条件 (2) 1.5 物料流程示意图 (2) 2 物料衡算 (2) 2.1 合成塔入口气组成 (2) 2.2 合成塔出口气组成 (2) 2.3 合成率计算 (2) 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (2) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (2) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (2) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (2) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (2) 3 能量衡算 (2) 3.1 合成塔能量衡算 (2) 3.2废热锅炉能量衡算 (2) 3.3 热交换器能量衡算 (2) 3.4 软水预热器能量衡算 (2) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (2) 3.6 循环压缩机能量衡算 (2) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (2) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (2) 4 设备选型及管道计算 (2) 4.1 管道计算 (2) 4.2 设备选型 (2) 结论 (2) 致谢 (2) 参考文献 (2)

制药工程课程设计-尼可地尔合成工艺设计讲解

天津工业大学环境与化学工程学院 2016届制药工程课程设计题目:年产36吨尼克地尔原料药车间工艺设计报告人：____ ______________ 班级：___ ___________ 学号：___ ___________ 指导老师：____ ___________ 实习时间：____ __

目录第一章产品介绍 (1) 第二章生产工艺说明 (2) 第三章生产周期 (5) 第四章物料衡算 (6) 第五章设备选型 (10) 附件：设备流程图、车间布置图

第一章产品介绍 1.3产品名称及生产规模产品名称：尼可地尔英文名称：Nicorandil 化学名：N-(2-羟乙基)烟酰胺硝酸酯生产规模：36t/a 1.2产品规格物理性状：针状熔沸点：熔点92~93℃ 分子式：C8H9N3O4 结构式：分子量：211.17 1.3产品的重要价值尼可地尔，又叫做烟浪丁，是一种硝酸酯类物质，可用于治疗缺血性心脏疾病。与硝酸甘油作用相似，但又有所不同。尼可地尔在细胞膜和线粒体水平选择性激活K+-ATP通道，促使冠状动脉和外周血管扩张，随后还原前、后负荷。而且该药物主要主要舒张小动脉，增开心肌及血管平滑肌细胞膜的钾通道，并且不具有耐药性。

第二章生产工艺说明 2.1产品合成方法合成本产品所需原料有烟酸、乙醇胺、无水乙醇、碳酸氢钠、发烟硝酸、乙醚、氯化亚砜、氯仿、碳酸钾、无水硫酸镁、乙醇依次经历硝化反应、酰化反应和精制这三个步骤。产品生产主要反应如下： 1.硝化反应： NH 2CH 2CH 2 OH NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3 2.缩合反应 NH 2CH 2CH 2ONO 2·HNO 3+ 2.2生产工艺流程概述 1.硝化反应将发烟硝酸通过计量罐置于带有夹套的反应釜中，通冷盐水冷却至-8℃搅拌，缓慢滴加氨基乙醇，滴加完毕，于0℃继续搅拌1 h,减压蒸除过量硝酸，将剩余物倾入冷乙醚中，析出白色沉淀，抽滤至干，得产品 2.合成烟酰氯盐酸盐反应将烟酸、氯化亚砜加入反应釜中，回流2h 。减压蒸馏除去过量氯化亚砜，干燥,得产品粗品。 HNO 3

生产管理--年产五万吨合成氨变换工段工艺初步精品

四川理工学院毕业设计题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学工程与工艺专业无机化工 011 指导教师教研室主任学生姓名接受任务日期 20XX年2月28日完成任务日期 20XX年6月1日

四川理工学院毕业论文任务书材料与化学工程系无机化工专业2001-1 班题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计起迄日期20XX年 2 月25 日起至20XX 年 6 月1日止指导老师教研室主任（签名）系主任（签名）学生姓名批准日期20XX 年 2 月25 日接受任务日期20XX 年 2 月25 日完成任务日期20XX 年 6 月 1 日

一、设计（论文）的要求： 1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。 2、计算部分包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备计算。 3、图纸带控制点的工艺流程图。二、设计（论文）的原始数据：天然气成分：以鸿化厂的实际工作数据为依据来进行。年工作日330天,其余数据自定。三、参考资料及说明：《化工工艺设计手册》（上、下册）、《氮肥工艺设计手册》理化数据、《化肥企业产品能平衡》、《小合成氨厂工艺技术与设计手册》、《合成氨工学》、《化工制图》、《化工原理》、《化学工程》、《化工设计概论》以及关于氮肥的其他相关杂志。

目录 1.前言 (4) 2.工艺原理 (4) 3.工艺条件 (5) 4.工艺流程的确定 (6) 5.主要设备的选择说明 (6) 6.对本设计的综述 (6) 第一章变换工段物料及热量衡算 (8) 第一节中变物料及热量衡算 (8) 1．确定转化气组成 (8) 2．水汽比的确定 (8) 3．中变炉一段催化床层的物料衡算 (9) 4．中变炉一段催化床层的热量衡算 (11) 5．中变炉催化剂平衡曲线 (13) 6. 最佳温度曲线的计算 (14) 7．操作线计算 (15) 8．中间冷淋过程的物料和热量计算 (16) 9．中变炉二段催化床层的物料衡算 (17) 10.中变炉二段催化床层的热量衡算 (18) 第二节低变炉的物料与热量计算 (19) 第三节废热锅炉的热量和物料计算 (24) 第四节主换热器的物料与热量的计算 (26) 第五节调温水加热器的物料与热量计算 (28) 第二章设备的计算 (29) 1. 低温变换炉计算 (29) 2. 中变废热锅炉 (31) 及致谢 (35)

年产20万吨PVC合成工段工艺设计毕业设计

毕业设计（论文）任务书化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名）年月日学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日指导教师：（签名）学生（签名）

内容摘要本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法；防粘釜技术；

目录第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)

年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计

年产30万吨合成氨脱碳工艺项目可行性研究报告指导教师：姚志湘学生：魏景棠

目录第一章总论 (3) 1.1 概述 (3) 1.1.1 项目名称 (3) 1.1.2 合成氨工业概况 (3) 1.2 项目背景及建设必要性 (4) 1.2.1 项目背景 (4) 1.2.2 项目建设的必要性 (4) 1.2.3 建设意义............................................................................. 错误！未定义书签。 1.2.4 建设规模 (4) 第二章市场预测 (6) 2.1国内市场预测 (6) 2.2 产品分析 (6) 第三章脱碳方法及种类.. (7) 3.1 净化工序中脱碳的方法. (7) 3.1.1 化学吸收法 (7) 3.1.2 物理吸收法 (8) 3.1.3 物理化学吸收法................... (8) 3.1.4 固体吸收法 (10) 3.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳基本原理 (10) 3.2.1 PC法脱碳技术国内外的情况 (10) 3.2.2 发展过程 (10) 3.2.3 技术经济 (11) 3.2.4 工艺流程 (11) 3.2.5 存在的问题及解决方法 (12) 3.2.6 PC脱碳法发展趋势 (13)

第一章项目总述 2.1 概述 1.1.1项目名称年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计 1.1.2合成氨工业概况 1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： CaCN2＋3H2O（g）→2NH3（g）＋CaCO3 在合成氨工业化生产的历史中，合成氨的生产规模（以合成塔单塔能力为依据）随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。50年代以前，最大能力为200吨/日，60年代初为400吨/日，美国于1963年和1966年分别出现第一个600t/d 和1000t/d的单系列合成氨装置，在60-70年代出现1500-3000t/d规模的合成氨。世界上85%的合成氨用做生产化肥，世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料。虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围，但市场的稳定性却相应地增加了，世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区，中国西北部有蕴藏丰富的煤炭资源，为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。 2.2 项目背景及建设必要性 1.2.1 项目背景我国是一个人口大国，农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的主要来源，因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。我国合成氨工业始于20世纪30年代，经过多年的努力，我国的合成氨工业得到很大的发展，建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置，已形成我国特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列。但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低，远远不能满足农业生产和发展的迫切需要，因此，开发新技术的同时利用计算机数学模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力，促进设计、管理和生产操作的优化，从而推动合成氨工业发展，提升整体技术水平，己成为国内当前化学工程科研、工程设计的重要课题。

年产40万吨合成氨合成工段工艺设计

目录摘要 (3) ABSTRACT (4) 第一章总论 (5) 1.1 概述 (5) 1.2 氨的性质 (5) 1.2.1 氨的物理性质 (5) 1.2.2氨的化学性质 (6) 1.3 原料气来源 (6) 1.4 文献综述 (6) 1.4.1 合成氨工业的发展 (7) 1.4.2我国合成氨工业的现状 (7) 1.4.3合成氨工业的发展趋势 (7) 1.5 设计任务的项目来源 (8) 第二章流程方案的确定 (9) 2.1生产原理 (9) 2.2各生产方法及特点 (9) 2.3工艺条件的选择 (10) 2.4合成塔进口气的组成 (11) 第三章工艺流程简述 (13) 3.1 合成工段工艺流程简述 (13) 3.2 工艺流程方框图 (14) 第四章工艺计算 (15) 4.1 物料衡算 (15) 4.1.1设计要求 (15) 4.1.2计算物料点流程图 (16) 4.1.3合成塔入口气组分 (16) 4.1.4合成塔出口气组分 (17) 4.1.5合成率 (18)

4.1.6氨分离器气液平衡计算 (18) 4.1.7冷交换器气液平衡计算 (20) 4.1.8液氨贮槽气液平衡计算 (21) 4.1.9合成系统物料计算 (24) 4.1.10合成塔物料计算 (25) 4.1.11水冷器物料计算 (26) 4.1.12氨分离器物料计算 (27) 4.1.13冷交换器物料计算 (27) 4.1.15氨冷器物料计算 (30) 4.1.17液氨贮槽物料计算 (30) 4.2 热量衡算 (30) 4.2.1冷交换器热量计算 (30) 4.2.2 氨冷凝器热量衡算 (33) 4.2.3循环机热量计算 (33) 4.2.4合成塔热量衡算 (35) 4.2.5废热锅炉热量计算 (37) 4.2.6热交换器热量计算 (38) 4.2.7水冷器热量衡算 (39) 第五章设备选型及设计计算 (40) 5.1 合成塔催化剂层设计 (40) 5.2 废热锅炉设备工艺计算 (42) 5.2.1计算条件 (42) 5.2.2管内给热系数的计算 (42) 5.2.3管外给热系数 (46) 5.2.4传热总系数K (46) 5.2.5传热温差 (47) 5.2.6传热面积 (47) 参考文献 (50) 致谢 (51)

合成氨工艺流程

工艺流程说明：将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到1.9~2.0Mpa，送入脱硫塔，用A.D.A.溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机12.09~13.0Mpa后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到30.0~32.0 MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气即造气。将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽，和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层，将炉底残留的半水煤气排净，为下一步送入空气创造安全条件。空气吹净阶段：从炉底部吹入空气，所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源，并将残留的半水煤气加以回收。以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗（脱除二氧化碳）、铜洗（脱除一氧化碳）、碱洗（脱除残余二氧化碳）等几个工段构成，主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂，当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附，脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫，再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液，当含硫气体通过脱硫剂时，硫化物被液体剂吸收，除去气体中的绝大部分硫化氢。 CO变换：一氧化碳对氨催化剂有毒害，因此在原料气进入合成氨工序之前必须将一氧

丙烯腈合成工段的工艺设计

丙烯腈合成工段的工艺设计前言毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。

一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途

年产20万吨氯碱盐酸工段工艺设计

1引言盐酸，又称氢氯酸,是氯化氢的水溶液。亦是氯碱企业中最基本的无机酸和化工原料之一,也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡的关键产品和大宗的化学合成法产品。氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl 溶液的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。工业上利用氢气与氯气合成的方法生产氯化氢，因此盐酸是氯碱工业的重要产品。 1.1盐酸概况 1.1.1物理性质盐酸是无色液体，具有腐蚀性，是氯化氢的水溶液（工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色）。氯化氢分子量36.46，密度大于空气，标准状态下的密度为1.639g ／L ，临界温度为51.54℃，临界压力为8314kPa 。氯化氢气体在水中的溶解度很大，随着氯化氢的分压的升高而增加，随着温度的上升而降低。在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸，有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴，所以会看到酸雾。主要成分：氯化氢，水。熔点(℃)：-114.8(纯HCl) 沸点(℃)：108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1)：1.20 相对蒸气密度(空气=1)：1.26 饱和蒸气压(kPa)：30.66(21℃) 溶解性：与水混溶，浓盐酸溶于水有热量放出。溶于碱液并与碱液发生中和反应。能与乙醇任意混溶，溶于苯。氯化氢在101.3kPa 压力下，沸点为—85℃，凝固点为—114.2℃。氯化氢的比热容在常压下15℃时为0.8124kJ ／kg ℃，在0—1700℃范围内，可按下式计算(其误差为1.5％) 50.7557511.2505C T -=+?10 (8-1),式中，T 为绝对温度K 。 15℃时盐酸的密度与浓度之间的关系

(工艺技术)合成氨工艺简介

合成氨工艺控制方案总结一合成氨工艺简介中小型氮肥厂是以煤为主要原料，采用固定层间歇气化法制造合成氨原料气。从原料气的制备、净化到氨的合成，经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。工艺流程简图如下所示：该装置主要的控制回路有：（1）洗涤塔液位；（2）洗涤气流量；（3）合成塔触媒温度；（4）中置锅炉液位；（5）中置锅炉压力；（6）冷凝塔液位；（7）分离器液位；（8）蒸发器液位。其中触媒温度控制可采用全系数法自适应控制，其他回路采用PID控制。二主要控制方案（一）造气工段控制工艺简介：固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时间里具体分为五个阶段；(1)吹风阶段约37s；(2)上吹阶段约39s；(3)下吹阶段约56s；(4)二上吹阶段约12s；(5)吹净阶段约6s. l、吹风阶段此阶段是为了提高炉温为制气作准备的。这一阶段时间的长短决定炉温的高低，时间过长，炉温过高；时间过短，炉温偏低并且都影响发气量，炉温主要由这一阶段控制。般工艺要求此阶段的操作时间约为整个循环周期的18％左右。 2、上吹加氮制气阶段在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调节H2/N2的主要手段。但是为了保证造气炉的安全该段时间最多不超过整个循环周期的26％。 3、上吹制气阶段该阶段与上吹加氯制气总时间为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐渐下降，为了保证炉况和提高发气量，在此阶段蒸汽的流量最好能得以控制。 4、下吹制气阶段为了充分地利用炉顶部高温、提高发气量，下吹制气也是很重要的一个阶段。这段时间

年产10万吨丙烯酸丁酯合成工艺设计

课程设计题目年产10万吨丙烯酸丁酯合成工艺设计学院化学化工学院专业化学工程与工艺班级学生学号指导教师化学工程系课程指导小组二〇一五年十一月二十日

学院专业化学工程与工艺学生学号设计题目年产10吨丙烯酸丁酯合成工艺设计一、课程设计的内容主要内容为年产10万吨丙烯酸丁酯的工艺设计。通过工艺对比选择合适的方案，进行物料衡算和能量衡算，确定关键设备的选型和材料，绘制出工艺流程图、设备图等相关图纸，对生产过程中进行经济核算与分析。二、课程设计的要求 1.查阅国内外的相关文献不得少于15篇，完成课程设计任务。 2.独立完成给定的设计任务后编写出符合要求的课程设计说明书，要求工艺设计合理，将研究、开发的技术及过程开发的成果与过程建设、经济核算衔接起来；绘制出必要的设计图纸。 3. 综合应用化学工程和相关学科的理论知识与技能，分析和解决实际问题。 4. 完成课程设计的撰写。三、文献查询方向及范围 1．利用学校的清华同方数据库、万方学位论文全文数据库、ScienceDirect、ACS(美国化学学会)数据库查询丙烯酸酯工业制备方法等中英文文献与硕博论文。 2．主要参考文献 [1] 夏涛. 丙烯酸正丁酯合成反应的新型催化剂及工艺研究[D]. 长沙: 湖南大学2002. [2] 杨召启，李石磊,方晓明.丙烯酸丁酯最佳反应条件的选择[J].甘肃科技, 2010,26(1):41-43. [3]徐金文，丁鹏飞. 降低精制塔底重组份中丁酯含量[J]. 山东化工, 2015,44(16): 119-120. [4] 李汝新. 丙烯酸及酯的市场分析[J].甘肃科技, 2006,22(5):1-8. [5] 邵艳秋，张桂芳. 丙烯酸丁酯合成方法的改进[J]. 浓阳化工, 2000, 29(2), 70-75. [6] Acrylic acid technology, Chemical Week, 2003, 165(21):25-26. [7] Acrylic acid, European Chemical News, 2002, 77(2021): 17.

年产5万吨合成氨变换工段工艺初步讲解

毕业设计题目年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学工程与工艺专业指导教师教研室主任学生姓名接受任务日期完成任务日期

四川理工学院毕业论文任务书指导老师教研室主任（签名）系主任（签名）学生姓名批准日期2005 年 2 月25 日接受任务日期2005 年 2 月25 日完成任务日期2005 年 6 月 1 日

130万吨焦化厂粗笨工段工艺的设计

1 绪论 1.1炼焦煤气中回收苯族烃的意义炼焦化学工业是煤炭综合利用的专业。煤在炼焦时除了有75%左右变成焦炭外，还有25%左右生成各种化学品及煤气，为了便于说明将煤炭炼焦时的产品列出如下：（单位：2 /Nm g） 75%25% 250~450 80~120 30~45 8~16 6~30 2~2.5 1.0~ 2.5 8~12 0.4~0.6? ? ? ? ? ? ? ←??????→? ??????? 2水煤汽焦油汽粗苯氨焦炭煤荒煤气硫化氢其它硫化物(CS,噻吩等) 氰化物萘吡啶盐基由此看来，从荒煤气中粗苯的含量来看，回收粗苯是十分必要的。焦炉煤气经硫铵工段后进入粗苯工段，进行苯族烃的回收并制取粗苯，目前我国焦化工业生产的苯类产品仍占很重要的地位。 1.2粗苯的性质粗苯是多种芳烃族和和其它多种碳氢化合物组成的复杂混合物，粗苯的主要成分是苯、二甲苯、甲苯及三甲苯等，此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及少量的酚类和吡啶碱类。在用洗油回收煤气中的苯族烃时，则尚有少量轻质馏分掺杂在其中。粗苯是谈黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。在贮存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合所形成的树脂状物质能溶于粗苯使其着色并很快地变暗。在常温下，粗苯的比重是0.891～0.92kg/L。粗苯是易燃易爆物质，闪点12℃.粗苯蒸汽在空中的浓度达到1.4～7.5%（体积）范围内时，及形成爆炸性的混合物。粗苯质量的好坏以实验室蒸馏时180℃前蒸馏出量的百分数来确定，粗苯的沸点范围是75～200℃，180℃前溜出量越多，粗苯质量越好；在180℃后的溜出物则为溶剂油。粗苯易燃易爆，要求工段必须严禁烟火，并对电动机加以防爆。粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解程度，粗苯各组分的平均含量见下表（表1-1）。

合成氨生产工艺介绍

1、合成氨生产工艺介绍 1）造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。造气工艺流程示意图 2）脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。脱硫液再生后循环使用。

脱硫工艺流程图 3）变换工段变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。

变换工艺流程图 4）变换气脱硫与脱碳经变换后，气体中的有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中的硫含量在25mg/m3。脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气，进入水分离器，分离出来的水排到地沟。变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下，将从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压的解吸气经阻火器排入大气。

小合成氨厂低温变换工段工艺设计资料

《化工工艺设计任务书》

变换工艺设计说明书设计题目小合成氨厂低温变换工段工艺设计课题来源小合成氨厂低温变换工段工艺设计变换工段化学工艺设计标准变换工段在合成氨生产起的作用既是气体净化工序，又是原料气的再制造工序，经过变换工段后的气体中的CO含量大幅度下降，符合进入甲烷化或者铜洗工段气质要求。要求：1.绘制带控制点的工艺流程图 2.系统物料、能量衡算 3.系统主要设备能力及触媒装填量核算 4?该工段设备多，工艺计算复杂，分变换炉能力及触媒装填量核算、系统热量核算和系统水循环设备及能力核算。变换工艺流程低压机四段来的半水煤气压力 2.0 MPa，温度40C的半脱气经热水洗涤塔除去气体中的油污、杂质，进入饱和塔下部与上部喷淋下来的166?175 C的热水逆流接触，进行传质传热，使气体中的水汽含量接近饱和，从塔顶出来到蒸汽喷射器，补入外管来的高压蒸汽，进一步提高气体的温度和水气比，使出0/干气=0.6?0.7。达到变换所需的液气比值。接着气体进入半水煤气换热器I,半水煤气换热器n管内加热，温度升至300 C,经过加压电炉进入中变炉内。中变炉触媒分三段，每段各装一层触媒，上段出口变换气CO含量13?15%，温度 437C，通过甲烷化加热器壳程换热和增湿器降温，增湿温度降至370C进入中变二段，二段出口CO变换率8?9%，温度403 C进入增温器，三段出口变换气中，CO 3?3.5%，温度386C，经过半水煤气换热器n和半水煤气换热器I的管间，加热进中变的半水煤气，温度降至285C 然后进入一水加热器被管内的循环热水降温至185C,进入低变炉进行低温变换。低变炉触媒分上、下两段，每段各层一层耐硫变换催化剂，上段出口变换气温度222C，含CO 0.5?0.6%，进入段间冷却器管间，温度降至190C，进入低变炉下段反应，出口变换气温度232 C,含CO 0.2?0.3%，进入二水加热器降温后，温度170 C进入热水塔与饱和塔底出来的热水逆流接触，进行传质传热，进一步降温并回收热量，147C的变换气接着又进入脱盐水预热器管内与来自脱盐水站的脱盐水换热后进入变换气水冷器管间，出来后温度降至 40 C,在变换气水分离器内，分离冷凝水后去变脱工段。变换工段化学工艺设计原则 1.入工序气体流量：6000kmol/h （干基）压力： 2.47Mpa温度：40 C 2.入口气体组分：CO%=2.01% CO2%=10.95% 出％=41.49% 2%=1 3.93% CH4%=0.21% H2O%=31.23% Ar=0.18 %（体积比） 3.出口气体组分：CO% < 0.34% （体积比）目录

产五万吨合成氨合成工段工艺设计方案

目录中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)

年产五万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H273.25%， N225.59%，CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia