一、合成氨工业概貌二、项目化教学分组三、项目化教学具体路径介绍.ppt

一、合成氨工业概貌二、项目化教学分组三、项目化教学具体路径介绍 世界大多数合成氨厂以气体燃料为主要原料。 我国的能源结构特点是“富煤、少油、缺气”。 我国的合成氨生产原料已经形成了以煤为主、油气并存的中国特色。 我国合成氨厂原料组成大致为：气∶油∶煤=14∶19 ∶ 67。 中国特色的合成氨原料结构仍然富有强大的生命力。 合成氨生产过程的三个基本步骤 ⑴原料气的制取：制备含有H2、N2、CO、CO2等成分的粗原料气。根据原料气制取所用主要原料不同，合成氨工艺可分煤头合成氨、气头合成氨和油头合成氨。 ⑵原料气的净化：指除去原料气中H2、N2以外的杂质，包括脱硫、CO变换、CO2的脱除、原料气精制等步骤。其中每一步工艺都有多种选择，原料气净化方法的多样性使合成氨工艺显得纷繁复杂和多姿多彩。 ⑶氨的合成与分离：精制后的氢氮气经压缩到必要的压力和预热到必要的温度后，在催化剂作用下合成氨。 从合成塔出来的混合气体中氨约占14~18%，未反应的氢氮气经分离氨后循环使用。 二、合成氨生产的典型流程 1、以煤原料的合成氨流程 图1-1 中型合成氨的原则流程 图1-2 以煤为原料生产碳酸氢铵的小型合成氨原则流程图 2、以天然气为原料的合成氨流程 3、以重油为原料的合成氨原则流程 合成氨工艺的特点说明 工艺复杂、技术密集：氨合成反应很简单，但实现工业化生产却具有工艺复杂、技术密集的特点。一是粗原料气的净化工艺复杂、要求高、科技含量高，二是高温高压的操作条件对设备制造和操作管理要求高，三是需要用到多种催化剂，其工艺条件相当苛刻。 连续化大生产：合成氨工业具有高度连续化大生产的特点，要求原料供应充足、较高的自动控制水平和科学管理水平，才能确保长周期安全运行，获得较高的生产效益。 典型的无机生产工艺：合成氨生产中既有气固相、气液相非催化反应，也有催化反应，既有常压反应，更多的是高温高压反应，同时工艺中涵盖了流体输送、传热、传质、分离、冷冻、压缩等诸多化工单元操作，是非常典型的无机化工工艺。 耗能大户、节能潜力巨大：合成氨工业占整个化工工业总能耗的一半，是实至名归的耗能大户。每吨液氨的理论能耗为21.28GJ，目前实际吨氨能耗约在28-60GJ之间，能耗是评价合成氨工艺先进性的最重要指标。我国大型合成氨能耗水平已接近世界先进水平，但500多家中小型合成氨厂的实际吨氨能耗约为理论能耗的2倍，具有巨大的节能潜力。 合成氨压力的多样化 在德国合成氨技术基础上，世界各国陆续开发了低压法（100atm）、中压法（200~300atm）和高压法（850~1000atm）； 实际上大型合成氨厂都采用低压法，中小型合成氨厂都采用中压法； 60年代后，大型离心压缩机的发展使合成氨工艺规模空前提高，出现了日产1000t以上的大型装置，使合成氨成本大幅下降，促进了氨在化肥等众多领域的广泛使用。 下次课任务：如何选择合成氨生产原料如何确定合成氨工艺路线？ 问题与思考 1、什么叫半水煤气？有何特点？ 2、 怎样才能得到合格的半水煤气？ 3、间歇式生产半水煤气工艺如何进行组织 ？ 4、焦炭、块煤、型煤、粉煤有何共同点，为什么现在更多的企业采用型煤制气？ * * 半水煤气制备（造气）工艺流程 三、合成氨工艺的特点 连续化的大规模生产 工艺复杂、技术密集 装置投资费用高 安全生产要求高 耗能大户、节能潜力巨大 典型的无机生产工艺 液体 气体 固体 如何选择合成氨原料？？？ 固体 燃料 焦炭 块煤 粉煤 型煤