(1) 造气:制造含有氢气、氮气的混合气体作为反应原材料。文献综述

(2) 净气,除去原料混合气中的杂质,脱硫脱碳等步骤。

(3) 制气:净化后的氢氮混合气于高压下压缩并与催化剂一起在高温下生成氨。合成的氨再进行冷却分离,得到产品液氨,将分离后剩余混合气体再输回到合成装置,与原料气补充后继续反应。

现在一般按照工艺要求的压力大小来区分合成氨的方法,按照采用的压力的不同,一般分为低压力下的低压法、中等压力下的中压法和高压力下的高压法。

2。2。1 高压法

系统合成压力很高的方法,压力七十到一百兆帕,温度五百五到六百摄氏度。使用这种方法合成氨产率高,合成氨最后出口混合气体中氨气最高快接近三分之一,这是最大优点。此方法下的设备设计简洁紧凑,反应后混合物中氨更易分离但因为在高压高温下操作,对装置需要相对更高。产率高代价是放热多,故催化剂烫操作烫温度大烫,长期高温下操作容易导致催化剂失活,所以这种情况下催化剂用于生产的使用周期较少。又因为反应需要高温高压,故设备装置花钱大。现在使用这种方法进行生产的不多了。

2。2。2 低压法

系统合成压力较低的方法,操作压力十兆帕左右,温度四百到四百五十兆帕。与高压法相反,此方法反应要求压力低,反应时要求温度也低,故反应装置需求低,易获得,而此方法条件下所使用的催化剂活性高,这是最大好处。但此法使用的催化剂虽然活性好,但是容易催化剂中毒,导致生产使用时间少,这也对原料混合气的纯度提出了严峻的要求。此外氨的产率也不是很高,压力低也导致分离氨麻烦,工序繁琐。现在已经鲜少有使用此方法进行生产的了。

2。2。3 中压法

操作压力为二十到六十兆帕,温度四百五十到五百五十摄氏度,相对上述高压法、低压法,是一种折中的方法,故没有明显短板,现在此方法技术很成熟,从实用性上考虑很合算。从工程角度来看合成压力的确定,主要是反应装置耗资和压缩消耗能源。从化工热力学看,合成氨系统中合成部分的功耗在整个流程中所占功耗最高。但是,在十五到三十兆帕的压力之间,功耗相差不多,因此此方法在世界范围内流行。

2。2。4 工艺选择

高压、中压、低压法,三种方法优点缺点都有不少,只从某一角度考虑比出利弊,但是目前世界上大多使用中压法,其压力范围为三十到三十五兆帕。我国最近的合成氨厂也都是使用中压法,操作压力为三十二兆帕。结合实际,贴近工程需要,故最后选用大势所趋的中压法来设计。

2。3 设计条件

年产量:18万吨氨;

年工作日:300天,每天24小时。

每小时产量:25t/h

新鲜补充气组成

表2-1 新鲜补充气组成

组分 H2 N2 CH4 Ar 总计

含量(%) 74 24。5 1。1 0。4 100

合成塔入口中氨含量:NH3入=3。0%

合成塔出口中氨含量:NH3出=13。3%

合成塔入口惰性气体含量:CH4 +Ar=17%

合成塔操作压力:32Mpa

精练气温度:35℃来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

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