產(chǎn)8萬噸合成氨脫碳工段工藝設計

1、年產(chǎn)18萬噸合成氨脫碳工段工藝設計 學 生： 指導教師： 開題時間： 年 月 日總綱 一、合成氨在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要性一、合成氨在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要性 二、脫碳工段在合成氨生產(chǎn)中的重要作用二、脫碳工段在合成氨生產(chǎn)中的重要作用 三、本次設計的任務三、本次設計的任務 四、本次設計的目標及意義四、本次設計的目標及意義 五、本次設計的研究方法五、本次設計的研究方法 六、本次設計的時間安排六、本次設計的時間安排 七、參考文獻七、參考文獻 我國農(nóng)業(yè)用氨主要用于生產(chǎn)尿素和碳酸銨，我國農(nóng)業(yè)用氨主要用于生產(chǎn)尿素和碳酸銨，其消耗量約占合成氨消耗總量的其消耗量約占合成氨消耗總量的75，用，用于生產(chǎn)硝酸銨、氯化銨

2、等其他肥料消耗于生產(chǎn)硝酸銨、氯化銨等其他肥料消耗15；工業(yè)用氨占合成氨消耗總量的；工業(yè)用氨占合成氨消耗總量的10，主要用于制造炸藥和各種化工纖維及塑料，主要用于制造炸藥和各種化工纖維及塑料，從而制造硝酸，進而制造硝酸銨、硝酸甘從而制造硝酸，進而制造硝酸銨、硝酸甘油等。因此合成氨在國民經(jīng)濟中有著不可油等。因此合成氨在國民經(jīng)濟中有著不可忽視的作用。忽視的作用。一、合成氨在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要性我國合成氨的工業(yè)概況 中國合成氨工業(yè)經(jīng)過中國合成氨工業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，產(chǎn)量多年的發(fā)展，產(chǎn)量已躍居世界第已躍居世界第1位，掌握了以焦炭、無煙煤、位，掌握了以焦炭、無煙煤、褐煤、焦爐氣、天然氣及油田伴生氣和液

3、態(tài)褐煤、焦爐氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴燈氣固液多種原料生產(chǎn)合成氨的技術，形烴燈氣固液多種原料生產(chǎn)合成氨的技術，形成中國大陸特有的煤、石油、天然氣原料并成中國大陸特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的合成氨生產(chǎn)存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的合成氨生產(chǎn)格局。格局。我國合成氨的發(fā)展趨勢 未來合成氨產(chǎn)能分布的走勢將是向資源未來合成氨產(chǎn)能分布的走勢將是向資源地轉移，尤其是向煤炭資源地轉移。地轉移，尤其是向煤炭資源地轉移。 未來合成氨技術進展的主要趨勢是大型未來合成氨技術進展的主要趨勢是大型化、低能耗、結構調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期化、低能耗、結構調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期運行。運行。合成氨生

4、產(chǎn)工藝簡述合成氨生產(chǎn)工藝簡述合成氨的生產(chǎn)工藝通常包括三個基本過合成氨的生產(chǎn)工藝通常包括三個基本過程程 ：1）原料氣的制取與凈化）原料氣的制取與凈化2）氨的合成）氨的合成 3）氨的分離）氨的分離以焦炭（無煙煤）為原料的制氨流程空氣焦炭（無煙煤）蒸汽造氣脫硫變換壓縮脫一氧化碳脫二氧化碳合成氨二、脫碳工段在合成氨生產(chǎn)中的重要作用 各種原料制取的粗原料氣經(jīng)各種原料制取的粗原料氣經(jīng)CO變換后，除變換后，除含氫、氮氣外，還含有大量二氧化碳、少量含氫、氮氣外，還含有大量二氧化碳、少量一氧化碳和甲烷等雜質，因此在進入合成回一氧化碳和甲烷等雜質，因此在進入合成回路之前必須徹底除去，否則將影響合成過程路之前必須徹

5、底除去，否則將影響合成過程并使催化劑中毒。出于節(jié)能與環(huán)境保護的考并使催化劑中毒。出于節(jié)能與環(huán)境保護的考慮，脫除慮，脫除CO2的的 洗滌液必須能夠再生和循環(huán)洗滌液必須能夠再生和循環(huán)使用使用 脫碳工藝的概況 脫碳方法主要有：物理吸收脫碳方法主要有：物理吸收 、化學吸收、化學吸收 、物理化學吸收法三大類。目前國內(nèi)中小氮肥物理化學吸收法三大類。目前國內(nèi)中小氮肥廠所采用較普遍的有碳酸丙烯酯脫碳工藝廠所采用較普遍的有碳酸丙烯酯脫碳工藝（簡稱（簡稱PC法）；法）；0.7MPa水洗、碳化聯(lián)合脫水洗、碳化聯(lián)合脫碳工藝（簡稱聯(lián)合法）；變壓吸附脫碳法碳工藝（簡稱聯(lián)合法）；變壓吸附脫碳法（簡稱（簡稱PSA法）；聚乙二

6、醇二甲醚脫碳工藝法）；聚乙二醇二甲醚脫碳工藝（簡稱（簡稱NHD法）；多胺法（改良法）；多胺法（改良MDEA）等。）等。脫碳工藝的選擇 NHD 脫硫、脫碳技術是一種新型的低能耗凈化脫硫、脫碳技術是一種新型的低能耗凈化工藝。工藝。NHD溶劑的主要成分為聚乙二醇二甲醚的混溶劑的主要成分為聚乙二醇二甲醚的混合物合物, 屬于物理吸收溶屬于物理吸收溶 劑。劑。 NHD 溶劑不僅對溶劑不僅對 H2S、CO2、COS等酸性氣體有較強的吸收能力等酸性氣體有較強的吸收能力, 而且能而且能選擇性地脫除合成氣中選擇性地脫除合成氣中 H2S。該工藝適用于天然氣。該工藝適用于天然氣為原料的氨廠為原料的氨廠, 也可用于以煤

7、為原料也可用于以煤為原料, 硫化物和二氧硫化物和二氧化碳含量較高的氨合成氣、甲醇合成氣等氣體的凈化碳含量較高的氨合成氣、甲醇合成氣等氣體的凈化。化。故本次設計中我選用故本次設計中我選用NHD法作為合成氨脫碳工法作為合成氨脫碳工段工藝。段工藝。NH D 脫碳過程流程圖1, 12-換熱器; 2, 9, 10, 11, 13-分離器; 3-脫碳塔; 4-高壓閃蒸槽; 5-低壓閃蒸槽; 6-鼓風機; 7, 14-溶液泵; 8-汽提搭; 15, 16-水力透平NH D 脫硫脫碳優(yōu)點 1) 吸收氣體能力強、凈化度高。吸收氣體能力強、凈化度高。 2) 溶劑的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好溶劑的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好

8、, 不氧化、不降不氧化、不降 解、不起泡解、不起泡, 溶劑蒸汽壓極低溶劑蒸汽壓極低, 使用過程中揮發(fā)損失使用過程中揮發(fā)損失少少, 運行中不需添加消泡劑、活化劑運行中不需添加消泡劑、活化劑, 生產(chǎn)運行穩(wěn)定生產(chǎn)運行穩(wěn)定, 操作方便操作方便, 且運行及維修費低。且運行及維修費低。 3) NHD 溶液無毒、揮發(fā)少、對環(huán)境無污染溶液無毒、揮發(fā)少、對環(huán)境無污染, 可在自可在自然界中分解然界中分解, 裝置設計中對靜、動密封泄漏點采用裝置設計中對靜、動密封泄漏點采用全封閉收集全封閉收集, 可使運行中的泄漏降為零?？墒惯\行中的泄漏降為零。 4) 溶劑無腐蝕性溶劑無腐蝕性, 吸收能力強。吸收能力強。 三、本次課題

9、的任務1 ) 繪圖繪圖 繪制設備圖；繪制設備圖； 繪制帶控制點的工藝流程圖；繪制帶控制點的工藝流程圖； 繪制平面布置圖繪制平面布置圖2 ) 計算計算 對對主要設備作物料衡算和熱量衡算主要設備作物料衡算和熱量衡算 四、本課題的目標及意義四、本課題的目標及意義1）熟練掌握化工制圖軟件的使用）熟練掌握化工制圖軟件的使用2）綜合運用專業(yè)知識做到學有所得學有所用）綜合運用專業(yè)知識做到學有所得學有所用3）學會查找相關資料不斷補充完善自己）學會查找相關資料不斷補充完善自己五、本次設計的研究方法1）到工廠實習采集數(shù)據(jù)）到工廠實習采集數(shù)據(jù)2）查詢檢索文獻資料）查詢檢索文獻資料3）與同學相互討論）與同學相互討論4）請教指導教師）請教指導教師六、本次設計的時間安排（1）3月10日4月10日：畢業(yè)設計實習（2）4月10日4月25日：計算（3）4月26日5月20日：繪圖（4）5月21日5月26日：設計說明書編寫（5）5月29日5月31日：答辯七、參考文獻1張子鋒,郝啟剛.合成氨生產(chǎn)技術.第二版.北京:化學工業(yè)出版社2趙軍,張有忱,段成紅.化工設備機械基礎.第二版.北京:化學工業(yè)出版