合成氨变压吸附工艺优化(修改稿).docx

LUOYANG NORMAL UNIVERSITYXXXX届本科毕业论文(设计)合成氨变压吸附工艺优化院（系）名称化学化工学院专业名称（全名）学生姓名学号指导教师XXX 职称完成时间XXXX年XX月合成氨变压吸附工艺优化摘要：由于变压吸附技术在化工领域生产中的众多优势，使用变压吸附技术在合成氨的大量生产中渐渐得到了广泛的应用，本篇论文在分析了变压吸附技术的基本原理和目前常用的变压吸附脱碳技术的基础上，从工艺角度对变压吸附工艺进行了优化设计，对于变压吸附技术的进一步推广和优化应用有一定的借鉴意义。关键词：合成氨；变压吸附；优化Optimization of Synthetic Ammonia PSA ProcessAbstract：Because of the many advantages of PSA technology in chemical industry production, implementation of decarburization in ammonia production has gradually been widely used pressure swing adsorption technology, based on the analysis of the basic principle of pressure swing adsorption technology and commonly used PSA technology, optimize the design of pressure swing adsorption process from the process point of view, have certain reference significance for the further promotion and application of optimization of pressure swing adsorption technology.Key words: ammonia synthesis; PSA; optimization目录1 前言12 合成氨变压吸附概要22.1 合成氨变压吸附技术原理22.2 合成氨变压吸附工艺的优势42.3 合成氨变压吸附的前景43 合成氨变压吸附工艺的优化53.1 产品纯度的调整53.2 装置参数的调节63.2.1 调整吸附时间63.2.2 产品气升压控制63.2.3 粗脱碳系统与净化系统吸附时间的协调控制73.3 装置工艺的优化8结语9参考文献10致谢121 前言合成氨工业是氮肥工业的基础，在国民经济中占有重要的地位。由于氨的生产过程有很大的能源消耗，因此节能技术和新型制氨工艺的研究和开发一直是世界上极为关注的重点课题，毫无疑问，在节能技术的推动下，合成氨工业在不断向前发展。氢气和氮气是合成氨工艺中仅有的两种原料，具体合成过程如下：在高温高压的条件下，按照3：1的比例将氢气和氮气混合在一起，并加入适量的催化剂用于反应的催化，最终生成目标化合物氨。从体积变化角度而言，这是一个体积缩小的反应过程。考虑上述两种反应原料的来源，合成氨这一工艺还是很有空间的。其中的氢气是通过对空气进行提纯净化而来，自然是很方便就可以获得，而另外一种原料在工业上应用广泛，也并非是稀有物质，然而需要有专门的技术来进行氢气的生成。因此，在这个工艺中，关键的部分是如何生成氢气以及对其进行净化和供应，这是都是需要有专门的技术支持的，也是行业内一直在逐步改进和解决的内容。根本原因便是自然界大多不存在氢气，要想获得，只能借助不同种类的化学方法，将氢元素从所主要存在的物质如水及碳氢化合物中释放出来，既而依靠其他手段包括物理方式在内来提纯氢气，为合成氨工业提供原料气。在提纯环节，目前主要采用的是变压吸附技术，相对来说成熟可靠。[]通过变压吸附技术制得的氢气纯度能够超过99.99%，一氧化碳与二氧化碳的总体积不超过1×10 -5，空气中提取的高纯度氮气与高纯度氢气配气后就可以进行氨合成环节，整个合成过程中，几乎没有惰性气体的存在，因此能够大大节约用于惰性气体循环的压缩功。利用变压吸附技术进行氨的合成可以最大限度的降低驰放气，进而大大节约压缩功能量。[]此外，在合成氨的变换气中约含有18%至30%的二氧化碳，这部分二氧化碳在到达氨合成反应工序以前，必须要全部清除掉。采用哪种工艺路线来实现变换气脱碳会直接影响到氨的产量，由此可见脱碳在整个工艺中占有重要地位。而目前常用的脱碳技术为变压吸附脱碳。[]变压吸附脱碳要实现连续分离的效果必须要有两个或多个吸附塔，让其更替操作，并且一定要有一个吸附塔处于吸附阶段，而别的吸附塔处于解吸再生的各个阶段。每一次循环，吸