合成氨装置介绍

1、压力容器与管道安全评价No1. No1. 合合 成成 氨氨 装装 置置 氨分子式NH3，相对分子质量为17.03。 无色气体，有强烈的刺激臭味。 熔点-777，沸点-335。 易溶于水，溶于醇和乙醚。 氨的主要用途：一是生产氮肥生产氮肥，二是生产化工原料生产化工原料。压力容器与管道安全评价压力容器与管道安全评价30万吨万吨/年合成氨装置年合成氨装置压力容器与管道安全评价 3H2十N2 2NH3十Q 催化剂主反应1.原料来源：2.系统组成：（1）制氢：（2）制氮：（3）反应设备：氨合成塔脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化（4）储存设备：钢瓶、液氨罐压力容器与管道安全评价以天然气为原料的制氨工艺流程图

2、图4-1 制氨工艺流程框图天然气脱硫脱CO2 造气 变换脱 CO压缩氨合成氨分离释放气压力容器与管道安全评价 1.预脱硫：将有机硫转化为硫化氢，再用汽提法将其除去 2.终脱硫：氧化锌脱硫工艺流程之一：脱硫压力容器与管道安全评价工艺流程之二：转化1.一段转化：2.二段转化：可燃气体的燃烧可燃气体的燃烧（放热）：残余甲烷的转化：残余甲烷的转化：二段转化作用：甲烷的进一步转化；制得必须的氮气二段转化作用：甲烷的进一步转化；制得必须的氮气压力容器与管道安全评价工艺流程之三：变换 变换的反应式是： 包括高温变换和低温变换。为什么？压力容器与管道安全评价工艺流程变换 1、第二废热锅炉；2、第三废热锅炉；3

3、、高温变换炉；4、低温变换炉；5、甲烷化气换热器；6、变换气分离罐；7、急冷水泵压力容器与管道安全评价工艺流程之四脱碳 苯菲尔溶液脱碳、苯菲尔溶液脱碳、 变压吸附法变压吸附法 其吸收和再生过程可用下列方程式表示：其吸收和再生过程可用下列方程式表示：压力容器与管道安全评价工艺流程脱碳 1、低变气再沸器；、低变气再沸器；2、液滴分离罐；、液滴分离罐；3、锅炉给水预热器；、锅炉给水预热器；4、再生塔；、再生塔；5、CO2水冷器；水冷器；6、液滴分离罐；、液滴分离罐；7、半贫液泵；、半贫液泵；8、过滤器；、过滤器；9、蒸汽再沸器；、蒸汽再沸器；10、冷凝液泵；、冷凝液泵；11、吸收塔；、吸收塔；12、

4、贫液泵、贫液泵低变气压力容器与管道安全评价工艺流程之五：甲烷化1、合成气压缩机段间冷却器；2、高变气换热器；3、锅炉给水预热器；4、水冷却器；5、甲烷化炉；6、液滴分离罐压力容器与管道安全评价工艺流程之六：氨的合成在高压在高压(10100MPa)，高温，高温(300500)及铁及铁催化剂作用下使氢气和氮气合成为氨。催化剂作用下使氢气和氮气合成为氨。合成氨的合成反应式为：合成氨的合成反应式为：3H2+N22NH3+Q工艺流程之七：氨的冷冻 经合成塔合成后，其产品混合气中含有部分未起反应的氮气和氢气。 氨的冷凝温度比氮和氢的冷凝温度高的多，所以可以用冷凝方法进行分离。压力容器与管道安全评价压力容器

5、与管道安全评价氨合成塔氨合成塔 氨合成塔是在高温、高温、高压高压下，使氢氮气体在催使氢氮气体在催化剂上发生反应，以生成化剂上发生反应，以生成氨氨的一种结构比较复杂的设备，是合成氨厂的心脏。 压力容器与管道安全评价No2. No2. 甲醇装置甲醇装置 压力容器与管道安全评价醋酸醋酸乙烯、丙烯等乙烯、丙烯等低级烯烃低级烯烃草酸草酸乙二醇乙二醇醋酸酐醋酸酐甲酸甲酸对苯二甲酸对苯二甲酸二甲酯二甲酯甲醛甲醛甲醇原料甲醇原料甲醇的用途甲醇的用途甲醇是一种重要的有机甲醇是一种重要的有机化工化工原料原料,应用广泛应用广泛压力容器与管道安全评价甲醇作燃料甲醇作燃料甲醇有良好的燃烧甲醇有良好的燃烧性能性能辛烷值高

6、辛烷值高(110120)，抗爆性能好，抗爆性能好，是一种无烟燃料是一种无烟燃料。甲醇和汽油混合物中甲醇和汽油混合物中加入助溶剂加入助溶剂MTBE（甲基叔丁基醚）等，（甲基叔丁基醚）等，制成燃料甲醇。制成燃料甲醇。可用于直接生产汽油、可用于直接生产汽油、汽油添加剂，合成以汽油添加剂，合成以甲醇为主的醇类混合甲醇为主的醇类混合物燃料。物燃料。压力容器与管道安全评价第一节生产方法第一节生产方法合成气合成气生产甲醇生产甲醇氯甲烷水解法氯甲烷水解法甲烷部分氧化法甲烷部分氧化法CO+H2压力容器与管道安全评价一、甲烷部分氧化法一、甲烷部分氧化法流程简单，原料便宜，节省投资流程简单，原料便宜，节省投资过程不

7、易控制，易深度氧化生产甲醛过程不易控制，易深度氧化生产甲醛原料和产品损失原料和产品损失,总收率不高（总收率不高（30%）未工业化未工业化2CH2CH4 4 + O + O2 2 2CH2CH3 3OHOH压力容器与管道安全评价甲醇产率甲醇产率67%,原料转化率达原料转化率达98%常压反应，工艺简单常压反应，工艺简单二、氯甲烷水解法二、氯甲烷水解法NaOH CH3Cl + H2O CH3OH +HCl 与碱溶液共沸与碱溶液共沸与硝石灰作用与硝石灰作用CaCl2 +2CH3OH 2CH3Cl + Ca（OH）2 CH3Cl + CH3OH CH3OCH3 + HCl 2CH3OHCH3OCH3 +

8、 H2O 速度仍很慢速度仍很慢二甲醚压力容器与管道安全评价合合成成气气制制甲甲醇醇 高压法高压法高温（高温（613693K）、高压）、高压（3050MPa）锌基催化剂锌基催化剂生产能力大，单程转化率高生产能力大，单程转化率高缺点：压力和温度高、设备缺点：压力和温度高、设备投资和操作投资和操作费用费用大、操作复大、操作复杂、温度压力不易控制、副杂、温度压力不易控制、副产物多，原料损失大。产物多，原料损失大。 低压法低压法低压（低压（5MPa）、温度为）、温度为548K，铜基催化剂铜基催化剂特点特点:选择性高，精制甲醇质量好。选择性高，精制甲醇质量好。反应器生产能力小。反应器生产能力小。 中压法中

9、压法压力为压力为1027MPa，温度，温度508548K，铜基催化剂，铜基催化剂特点特点:处理量大、设备庞大、占地处理量大、设备庞大、占地面积大。面积大。三、合成气制甲醇三、合成气制甲醇压力容器与管道安全评价合成合成造气造气精制精制甲醇生产过程甲醇生产过程第二节第二节 合成气生产甲醇合成气生产甲醇一、生产过程一、生产过程压力容器与管道安全评价液体液体气体气体固体固体造气原料造气原料1.造气造气压力容器与管道安全评价（1）固体原料制取合成气）固体原料制取合成气原料原料原理原理 C + H2O CO +H2 煤和焦碳煤和焦碳难于大规模生产，只有小规模的生产甲醇的装置难于大规模生产，只有小规模的生产

10、甲醇的装置压力容器与管道安全评价（2）气体原料生产合成气原料：天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等原料：天然气、焦炉气、炼厂气和乙炔尾气等CHCH4 4 + H + H2 2O OCO + 3HCO + 3H2 2CnHmCnHm + nH + nH2 2O OnCOnCO + + （n+m/2n+m/2）H H2 2CHCH4 4 + 1/2O+ 1/2O2 2 CO + 2HCO + 2H2 2 生产方法生产方法蒸气转化法蒸气转化法部分氧化法部分氧化法天然气为原料合成甲醇的能力占总生产能力的天然气为原料合成甲醇的能力占总生产能力的80以上以上压力容器与管道安全评价（3）液体原料制取合成气）液

11、体原料制取合成气生产方法生产方法原料：原料：轻质石脑油、重油、渣油等轻质石脑油、重油、渣油等水蒸气转化法水蒸气转化法部分氧化法部分氧化法CnHmCnHm + nH + nH2 2O OnCOnCO + + （n+m/2n+m/2）H H2 2CnHm + n/2O2 n CO +m/2 H2 压力容器与管道安全评价2.合合 成成 目的：通过合成反应将合成气通过反应合成甲醇。压力容器与管道安全评价3.精制 合成气生成的粗甲醇，一般采用合成气生成的粗甲醇，一般采用蒸馏和化学蒸馏和化学处理相结合处理相结合的方法的方法进行精制进行精制，常采用两塔或，常采用两塔或三塔精馏流程。三塔精馏流程。压力容器与管道安全评价ICI低压合成甲醇的工艺流程低压合成甲醇的工艺流程900200250240270催化剂催化剂甲醇浓度甲醇浓度3.5%4%压力容器与管道安全评价