陆凯伦-化工原理多媒体仿真实习报告

1、长春理工大学化工原理多媒体仿真实习报告学院：化学与环境工程学院专业： 化学工程与工艺 姓名： 陆凯伦 学号： 120711115 实习目的真实地体会实际的煤制气过程，体会各种操作参数的变化 能对现场生产状况做出评价，对现场设备、阀门、仪表状态做出评价 弄清合成氨工艺流程、工段划分及物流走向弄清各工段的任务及其与其它工段的关系弄清各主要设备的作用二、合成氨工艺流程流程图画出（拷图，说明）流 程 图工艺流程说明：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

2、进入压缩机的、段，加压到1.92.0Mpa，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、段，升压到压缩机12.0913.0Mpa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30.032

3、.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1020%，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。思考题1、合成氨生产的主要过程和各主要过程的作用是什么？1 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气2 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3 氨的合成:氨的合成是合成氨生产的最后一道工

4、序，其任务是将经过精制的氢氮混合气合成为氨。工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类。2、工业煤气有哪几种？组成如何？ (一)空气煤气:以空气为气化剂与煤炭进行反应而生成的煤气，也称为低热值煤气。(二)混合煤气，也称为发生炉煤气:它是以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂与煤炭进行反应而制得的煤气。(三)水煤气:水煤气:以水蒸气为气化剂而生成的煤气。使水蒸汽通过赤热的煤时，发生反应而生成的可燃气体。(四)半水煤气:半水煤气是水煤气与空气煤气的混合气。半水煤气是合成氨的原料。（2）上述煤气组分见下表3、以蒸汽和空气为气化剂制半水煤气时，为什么要将一部分吹风气放空？吹分不是制气的，而是用来提升

5、温度的。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。以蒸汽和空气为气化剂制半水煤气时将一部分吹风气放空是为了调节氢氮比在3:1左右。4、间歇法制半水煤气的工作循环包括拿几个阶段？各阶段的任务是什么？鼓风阶段：由鼓风机送来的空气进入气化炉下部的气化段，与炉内碳进行燃烧反应产生热量和鼓风煤气。吹风的目的，正是通过碳与氧反应放出的反应热，并将其蓄于床层内，为制气阶段均相水煤气反应提供热量。碳与氧的化学反应中，主要生成二氧化碳，也同时生成较少的一氧化碳。在吹风的后期，吹风气中的一氧化碳浓度较高，将吹风气回收入气柜。此时

6、为鼓风中的“回收阶段”。吹制气阶段： 吹风以后，燃料层具有较高的温度（约10001200），蒸汽与空气混和，从气化炉底部通入自下而上地通过燃料层，与灼热的碳层反应生成半水煤气，送入后续净化系统。这时煤气气量足、成分好。制气阶段通过燃料层的空气，主要目的并非给蒸汽还原提供热量，而是出于调节氮含量达到合成氨原料气中（CO+H）：N_3.2的配氮目的，故而制气阶段中通入空气的时期称为“加氮制气阶段”。吹制气阶段： 上吹以后炉温继续下降，随着上吹时间的增长，炉内气化层逐渐上移，炉底燃料温度变低，炉上温度增高，气体带走的热量增多；因此，必须使蒸气从炉顶吹入，与碳层反应生成水煤气，从气化炉下部排除，进入后

7、续净化系统。既制了气，又达到稳定气化层位置和气化层温度的目的。次上吹阶段： 气化阶段结束后，炉内存有一部分半水煤气，又处于高温状态，如果直接通入空气吹风，必将发生爆炸。所以，在下吹制气阶段后，蒸汽再一次改变方向，自下而上通过燃料层，用以既生产半水煤气又保证了安全操作。气吹净阶段： 二次上吹后，炉上及出口管道充满了半水煤气，如果随吹风阶段放空，是很大的浪费。为了避免这一损失，在转入吹风之前，增加一个空气自下而上通过燃料层，生产空气煤气送入气柜的短暂过程，将原来残留的半水煤气一并排除干净送至气柜中贮存。其中，在制气过程中阶段转换时，蒸汽和加氮空气不能同时转换方向。加氮空气总是较早地停止进入燃料层，

8、而较迟地开始进入燃料层，以避免形成半水煤气与空气相遇的情况，防止发生爆炸或半水煤气中氧含量升高。5、合成氨原料气为什么要脱硫？脱硫方法有哪几类？各类脱硫方法的特点是什么？目前常用的脱硫方法有哪些？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6、为什么原料气中的二氧

9、化碳必须脱除？常用的脱碳方法有哪些？水洗法脱除二氧化碳的原理是什么？水洗：脱除二氧化碳。经过一氧化碳变换后的气体中一般含有1518%的二氧化碳，二氧化碳的存在会使氨合成的催化剂中毒，并且对进一步脱除少量的一氧化碳过程带来许多困难，因此必须脱除中变气中的二氧化碳。另一方面，二氧化碳又是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵等的重要原料，应完全回收利用。工业上把脱除中变气中二氧化碳的过程称为脱碳。脱除二氧化碳的方法分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法三种，它们均属于溶液吸收过程，利用了各种成分在溶剂中的溶解度不同或化学反应特性不同这一基本原理。工业生产中以水洗法和有机胺催化热钾碱法应用最为广泛。三、造气生

10、产仿真在计算机机房中完成（西1-1208）四、造气工艺计算在计算机机房中完成（西1-1208）五、总结本次化工原理多媒体仿真实习，我感受颇多，仅通过简单的电脑操作就可以对复杂的化工工艺进行仿真模拟，对各工段甚至每个设备的运行情况都可以了如指掌，这是多么神奇而有效的工作方式啊。对于本次实习，我主要从以下方面来总结自己的收获。第一，我对合成氨工艺有了进一步的了解。不但对合成氨原理、工艺流程有了更深入的领会，对各工段所用设备的作用也更加清晰明白。第二，我对实际化工生产有了进一步的了解。实际生产过程和我们平时的实验有很多不同点，比如：我们平时的设备基本上都不会出问题，但是实际生产过程，我们要不断监测各个工段运行状况，对出现的问题仔细分析，找出问题，继而解决问题