课程设计 完善。

第三,提高生产运转的可靠性, 延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术, 包括工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。

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课程设计 第二部分 设计说明书

一、合成氨生产过程

1、合成氨总流程

合成氨的生产过程包括三个主要步骤

①原料气的制取

制备含有氢气、一氧化碳、氮气的粗原料气

②原料气的净化

除去原料其中氢气、氮气、以外的杂质，一般由原料气的脱硫、一氧化碳的变换、二氧化碳的脱除、原料气的精制组成 ③原料气的压缩与合成

将符合要求的氢、氮混合气，压缩到一定的压力，在铁催化剂与高温条件下合成氨。 2、 造气

合成氨生产简单工艺流程

简述：将经过加工的原料（煤）送造气工段生产原料气，该原料气还有大量的灰尘，须经除尘后再送脱硫工段，脱除对变换催化剂有毒害作用的硫化氢，然后将脱硫后的原料气送变换工段，将CO转化为CO2，CO2含量降至35%以下后压缩车间加压，再利用水洗法拖出大量的CO2，将最后经铜洗工段利用铜氨液脱除微量的CO和CO2后，送合成车间，将N2和H2合成产品氨。

3.合成氨尿素新工艺

采用预分离——预精馏工艺

在尿素合成塔后增设预分离器，出合成塔的反应熔融物经减压降温后，首先进入预分离器，在绝热条件下进行气液分离，含氨量高的预分离器(约123℃)进第二个吸冷却器气液混合物入口，在一吸冷却器中回收甲铵反应热量。然后进一吸塔，而含CO2较高的预精馏塔出气进一段蒸发热能回收与二甲铵液混合反应后，甲铵反应热加热去一段蒸发器尿液，然后经二段

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水洗 鼓风机 脱硫 压缩 铜洗 变换 产品氨 合成

课程设计 一吸冷却器进一步降温后，进一吸收塔工艺流程见图，采用此流程后，每吨尿素降低蒸汽耗约100Kg

气体去—吹冷 尿液 预 分 离 器 蒸汽 加热器 尿 液

回收蒸汽冷凝液热量

当尿素产量增加时，中压系统尿液分解作用蒸汽量加大，蒸汽冷凝液量相应加大，这时蒸汽冷凝液槽常常会超压，未解决蒸汽冷凝液槽超压引起的安全问题，需开冷凝液槽放空，将低压蒸汽通过总放空管排入大气，造成低压蒸汽的浪费，为解决这个问题，采取两样措施：（1）将一分加热器冷凝液槽的蒸汽冷凝，送入闪蒸加热器加热尿液，以减少蒸发系统蒸汽消耗。

（2）增设0.6MPa蒸汽冷凝液膨胀槽，膨胀出低压蒸汽供深度水解用，原0.4MPa蒸汽冷凝液槽膨胀的0.28MPa低压蒸汽供保温用，工艺流程图见：

0.5MPa蒸汽去水解 蒸汽冷凝液 尿液 闪蒸加热器 0.6MPa膨胀槽 液 位 槽 0.28MPa蒸汽去保温 0.4MPa膨胀槽 去冷凝槽

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课程设计

二段分解器降温器

水溶液全循环法尿素流程中，二分塔出气(约107℃)直接去二循-冷凝器，从二甲铵泵出口的二甲液（约42℃）去一段蒸发热能回收段入口，与预蒸馏塔来的气体混合形成汽液混合物。在一蒸热能回收段形成甲铵液，并发出热量，而加热尿液，为了降低进二循——冷循环冷却水用量，并提高入一段蒸发热能回收段的一甲铵液温度以减少一段蒸发加热器蒸汽用量。增加了二段分解器冷却器，使二分气与二甲液换热达到上述目的。

二、变换的目的、任务、基本原理

1、变换的目的 ①降低CO含量

②提高H2的含量 2、变换的任务

①利用触媒的催化作用，使CO与水蒸气发生变换反应，生成H2和CO2,增加合成氨气体有效成分，以满足合成氨的需用。

②通过CO变换反应，使合成氨有效气体氨增加，减少清除CO的困难，对于甲醇生产，则可使CO部分变换与H2成一定比例。 3、变换的基本原理

CO+H2O≒CO2+H2+Q 特点：

①该反应是一个可逆的、等体积的放热反应 ②反应必须借助于催化剂 ③反应热效应只是温度的函数

三、变换工艺条件

1、影响平衡变换绿的因素

①温度 变换反应是可逆放热反应，对一定初始组成的原料气，温度降低，平衡变换率提高，变换气中的CO的平衡含量减少。

②压力 CO变换反应是等体积的反应，压力对变换反应无显著影响。二氧化碳做为产物，其含量增加有利于变换反应，若能除去产物二氧化碳，则可有利于反应向氢气的方向进行，从而提高二氧化碳的变换率。

2、影响变换反应率的因素

①温度 CO变换是一个可逆放热反应，此类反应存在最佳温度，反应速率与温度的关系如图。

r 最佳反应

温度曲线

X1 X2 X1 < X2

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