低壓低惰氣氨合成系統(tǒng)工藝設(shè)計.pdf

1、合成氨工業(yè)是化學(xué)工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)量大、能耗高。隨著合成氨工業(yè)的大型化和技術(shù)進(jìn)步,氨合成工序已成為合成氨能耗的主要單元之一,除研制高效催化劑外,還必須重視工藝流程的優(yōu)化,世界各公司不斷在進(jìn)行研究,并且推出了自己獨(dú)特有效的節(jié)能工藝。
　　 20世紀(jì)70～80年代我國引進(jìn)的大型合成氨裝置,基本上都已經(jīng)進(jìn)行了節(jié)能改造。在這些引進(jìn)裝置中,氨合成技術(shù)應(yīng)用最多的美國Kellogg公司冷激式軸向四床層氨合成塔,改造采用了卡薩利軸徑向四床層氨

2、合成塔或采用了托普索S-200氨合成塔；丹麥Topsψe公司S-100兩段冷激改造為兩段間接換熱式的S-200流程。另外,美國Braun在二塔兩床層流程基礎(chǔ)上又推出改進(jìn)的三塔三床層流程；德國的Vhde公司在三床一塔一廢鍋流程基礎(chǔ)上又推出三床兩塔兩廢鍋流程。國內(nèi)中小氮肥廠也從沒有熱回收的流程改進(jìn)為普遍采用的帶熱回收的二進(jìn)二出流程或JR型氨合成流程。
　　 近年來,隨著我國對焦?fàn)t氣利用項(xiàng)目的日益重視,一些科研院所和企業(yè)積極探索,開發(fā)

3、出了一些符合我國國情的焦?fàn)t氣綜合利用技術(shù),并在工業(yè)裝置得到了運(yùn)用。根據(jù)焦?fàn)t煤氣的組成特點(diǎn),我國綜合利用的途徑有發(fā)電、生產(chǎn)甲醇、LNG聯(lián)產(chǎn)氫氣、制油、生產(chǎn)化肥等。
　　 本文以某焦化企業(yè)利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)天然氣聯(lián)產(chǎn)合成氨項(xiàng)目的氨合成工序?yàn)檠芯繉ο?根據(jù)此項(xiàng)目原料氣利用變壓吸附提取焦?fàn)t氣中的氫氣和空分制取的氮?dú)?原料氣中惰氣含量低,合成壓力低的特點(diǎn),結(jié)合項(xiàng)目公用工程條件,通過國內(nèi)外氨合成技術(shù)和國內(nèi)氨合成塔內(nèi)件的技術(shù)分析,以目前國內(nèi)先進(jìn)的

4、JR氨合成工藝技術(shù)和配套的內(nèi)件為基礎(chǔ),圍繞氨合成工藝中反應(yīng)熱的利用、氨的冷凝分離、原料氣的最終精制等關(guān)鍵步驟,對低壓低惰氣氨合成系統(tǒng)工藝路線、氨合成塔內(nèi)件選型、工藝指標(biāo)的確定進(jìn)行技術(shù)分析和必要計算,提出了改進(jìn)的JR型氨合成流程和氨合成塔的選型方案,對改進(jìn)的JR型氨合成流程進(jìn)行了物料和熱量衡算,并初步分析了消耗指標(biāo)。結(jié)果表明,氨合成塔出塔氨含量一般不低于20％,最高可達(dá)23.46％；廢熱回收率可達(dá)90％以上,副產(chǎn)蒸汽2.5MPa1.132