陈文化-关于云天化集团合成氨工艺流程中资源化利用.docVIP

污染预防结课报告 学 校： 昆明理工大学 学 院： 环境科学与工程学院 主 题： 关于云天化集团合成氨工艺流程中的资源化利用 专业年级： 环工111 学 号： 201110701114 姓 名： 陈文化 指导教师： 胡学伟 完成时间： 2013.11.1——2013.12.1 目录 1、合成氨简介 3 1.1 合成氨的性质 3 1.2 合成氨用途 3 2、云天化集团合成氨工艺流程的系统分析 3 2.1 原料气的制取 3 2.2 原料气净化 4 2.2.1 脱硫流程 4 2.2.2 一氧化碳变换 4 2.2.3 二氧化碳脱除 4 2.2.4 铜洗 5 2.3 氨的合成 5 2.4 氨的分离 6 3、云天化集团合成氨生产工艺中的资源优化 6 3.1 余热利用 6 3.2 副产蒸汽利用 6 4、可行性分析 6 4.1 技术可行性 6 4.2 经济可行性 7 4.3 环境可行性 7 4.4 制度可行性 7 5、核算经济效益 7 6、总结 7 参考文献 7  【摘 要】当今社会化工生产发展迅速，由于世界范围内的能源紧缺, 造成了世界能源价格不断上涨。合成氨工艺是最典型的化工生产工艺之一，它集原料前处理、反应、传热、传质、分离、产品后处理等为一体，设备多，流程长而复杂。合成氨是一个消耗原料、燃料和动力很大的化工产品。对合成氨生产工艺进行改进，以最低的成本创造更多的财富，实现资源的最大利用化成为化工界战胜竞争对手的最大法宝。本文针对云天化集团有限责任公司（本文指云南省水富县本部）合成氨工艺中的污染进行预防分析，从而改进生产工艺，实现能源资源化利用。 【关键字】合成氨 生产工艺 改进 污染预防 云天化集团 1、合成氨简介 合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名氨气，分子式为NH3，英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，大部分是合成氨。 1.1 合成氨的性质 合成氨的主要元素是氮。氮是自然界里分布较广的一种元素。它是蛋白质的主要组成部分按重量计约占蛋白质的六分之一。可见氮元素对生命的重要性。空气中含氮含量很多，约79%（体积）。以氮为原料合成氨是目前世界上用途最为广泛，也是最经济的一种方法。氨的用途很广。以氨为原料可以制造各种氮肥，氮肥施用量在化学肥量中占首位。氮本身就是一种高效肥料。合成氨工业是氮肥的基础，对农业增产起着十分重要的作用，而用化学肥料是农业增产的有效途径。 1.2 合成氨用途 合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。 2、云天化集团合成氨工艺流程的系统分析 2.1 原料气的制取 合成氨的原料是煤、天然气、重油、石脑油和焦碳等。无论何种原料均可用CmHn来表示。这些原料在高温下与水蒸气作用生成以氢和一氧化碳为主体的合成气。此过程是强烈吸热过程。煤气化法是云天化集团合成氨的主要制气方法。煤气化法是指用蒸汽、氧和其他气化剂对煤进行高温加工，使煤转化为氢及一氧化碳等可燃性气体。 图1.造气流程图 2.2 原料气净化 用此方法制得的粗原料气，除含氢和氮外，还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧等。这些物质对氨合成催化剂有毒害，必须进行脱除。 2.2.1 脱硫流程 在天然气蒸汽转化流程中，脱硫置于管式炉之前，以保护蒸汽转化催化剂的活性。在间歇式煤气炉制气流程中，脱硫置于变换之前，以保护变换催化剂的活性。在重油部分氧化生产的流程中，脱硫与脱二氧化碳在同一甲醇洗涤系统中进行。原料气脱硫的方法很多，包括干法脱硫和湿法脱硫。该公司采用的是后者（如图2所示）。 图2.脱硫流程 2.2.2 一氧化碳变换 粗原料气一般含有大量的一氧化碳。通常，需先经过一氧化碳变换反应，使其化为易于清除的二氧化碳和氨合成所需要的氢，反应如下： CO+H2O(g)→CO2+H2 因此，一氧化碳的净化过程既是原料气的净化过程，又是原料气制取的继续。 2.2.3 二氧化碳脱除 原料气经变换后含有大量的二氧化碳。这些二氧化碳进入合成工序以前必须脱除干