年产10万吨合成氨装置制工段.doc

年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计 目录 1、 前言 2、 原料的选择 3、 厂址的选择 4、 工艺的确定 5、 物料衡算 6、 环境保护与安全措施 7、 车间布置与设计 8、 工程概算 9、 设计总结与心得 前言 氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复合肥料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨常用作制冷剂。 合成氨工艺涉及众多工段，本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计，烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，以达到合成氨入塔要求。对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。 二、原料的选择 合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。本设计以煤作为原料，因为我国煤炭资源丰富。在原料来源方面有着先天的优势，从而降低生产过程的成本。合成氨的生产需要氢气和氮气，氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后，输出地精制气体（主要含量为H2）作为合成氨工段的生产原料。氮气的来源主要是空气中的氮气，可以在低温下将空气液化、分离而得到，作为合成氨工段的另一重要原料。 三、厂址的选择 本设计合成氨厂选址选于贵州省六盘水市盘县两河新区。 1. 原料来源便捷 两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带，以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。 2.交通便利 新区内沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入，即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区内海铺呈十字交汇，正在修建的长昆快速铁路冯家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口，320国道贯穿全境。 水资源丰富 新区邻近的托长江为珠江水系分支，为工业的发展带来甘霖。 电力资源丰富 两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座为配合搞好新区的建设，盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组确保正常供电。 基本原理????醇烃化工艺即在用甲醇化、烃化（或甲烷化）反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，并联产甲醇。它与铜洗工艺或甲烷化流程相比，流程短、精制度高，操作稳定可靠，节约能耗、物耗，经济效益显著。 技术特点????把醇化和烃化串接起来，作为合成气的净化精制手段，减少了净化过程中有效氢的消耗，同时将传统铜洗工艺中放入大气并对大气造成污染的CO、CO2转化成有用的甲醇或醇醚混合物，变废为宝，改善了产品结构。 %---5%，经脱碳后，使二氧化碳含量下降到0.2%，再进行精脱硫，使气体中硫含量降到0.1ppm，进入高压机压缩工段，压缩到5.9---13MPa，醇后气体进行换热，温度为200摄氏度，进入甲醇化反应，从甲醇化出来的气体与新鲜气体换热，再进过水冷器水冷到40摄氏度左右，进入醇化分离器，分离醇后气体中一氧化碳与二氧化碳的含量达到0.1%--0.3%，去高压机加压至与氨合成相等压力，进入醇烃化系统进反应，反应后气体一氧化碳与二氧化钛含量小于等于10ppm，经换热冷却分离水分离后，送入合格精制气。 五、物料衡算 1、净化前半水煤气组成 每生产一吨氨需半水煤气量为3560标准头（10°C,101.3kpa,1kmoi气体的体积为22.4立方米） V1总=3560标准头 ∴ n1总=VI/22.4=3560/22.4=158.9286 kmol ni=n1总xi mi=niMi wi=Mini/m1总=mi/mi总 表1 净化前半水煤气组成（MH2O=18.06kg/kmol) 组分 xi体积分数（%） Mi(kg/kmol) ni(kmol) mi(kg) wi(%) H2 36.744 2.016 58.3967 117.7277 3.7798 CO 33.022 28 52.4814 1469.4793 47.1801 CO2 7.032 44.00 11.1759 491.7396 15.7881 N2 21.500 28.02 34.1696 957.4322 30.7400 CH4 0.354 16.03 0.5626 9.0185 0.2896 H2S 0.200 34.09 0.3179 10.8375 0.347