大合成氨工艺简介.ppt

2011-03-22 液氮洗工序的任务是在低温下用液氮洗涤脱除来自上游低温甲醇洗工序净化气中的CO、CH4等对合成触媒有害的毒物及惰性气体，同时将高压氮加入到原料氢中，配置H2/N2比约为3：1的合成气，作为生产合成氨的合成气。 出液氮洗装置的合成气质量要求： CO总量 ≤2ppmv 氢氮比（H2%v/ N2%v）： 3.0 1、岗位任务 2011-03-22 液氮洗工段基本原理包括吸附原理、混合制冷原理及液氮洗涤原理。 吸附原理 分子筛对极性分子的吸附力远远大于非极性分子，因此，从甲醇洗来的气体中，CO2、CH3OH因其极性大于H2，就被分子筛选择性吸附。而H2为非极性分子，因此分子筛对H2的吸附就比较困难。 2、工艺原理 2011-03-22 混合制冷原理 将一种气体在足够高的压力下与另一种气体混合能制冷。这是因为在系统总压力不变的情况下，气体在混合物中分压是降低的，要做到这一点，互相混合气体的主要组分沸点至少平均相差33℃，最好相差57 ℃。 液氮洗工艺设计中就运用了这一原理，在换热器中用洗涤塔的产品来冷却氮气和原料气 ，在洗涤过程中，让原料气和液氮逆流接触，在此过程中，不仅将原料气中的CO、CH4、Ar 等洗涤下来，同时配入部分氮气，在氮气与原料气混合的过程中，获得了系统所需的大部分冷量。 2011-03-22 液氮洗涤原理 液氮洗涤近于多组分精馏，又不同于多组分精馏，它是利用氢与CO、Ar、CH4的沸点相差较大，将CO、Ar、CH4从气相中溶解到液氮中，从而达到脱除CO、Ar、CH4的等杂质的目的。 气体 沸点℃ 大气压下蒸发热kcal/kg 临界温度℃ 临界压力atm CH4 -161.4 58.4 -82 45.8 Ar -185.8 37.6 -122.1 466 CO -191.5 51.6 -140.2 434.53 N2 -195.67 47.7 -147.1 33.6 H2 -252.81 109.0 -139.9 13.2 2011-03-22 原料气杂质的去除 (原料气的精制) 从甲醇洗来的净化气中含有微量的CO2，CH3OH，为防止其在低温下冻结阻塞管道、设备，首先需进入分子筛吸附器中的一组，将原料气中的CO2、CH3OH等杂质最终除去，然后进入1#原料气冷却器与氮洗塔顶部来的精制气，塔底尾液及其闪蒸气逆流换热、被冷却后进入2#原料气冷却器继续换热冷却至-189℃后进入氮洗塔的底部。在氮洗塔中，原料气被由上而下的液氮洗涤，气体中的CO、CH4和Ar等杂质被液氮洗涤下来．得到氢氮混合气。 3、工艺流程简述 2011-03-22 合成气的配制 从氮洗塔顶部出来的气体经2#原料气冷却器换热后,用比例调节的方式对其粗配氮,高压氮气与净化气在混合器中混合后进入1#原料气冷却器中继续回收冷量,被复热后分成两路，一路为去甲醇洗工序，经甲醇冷却器，原料气冷却器回收冷量后返回氮洗工序，与经中压氮气冷却器复热的另一路汇合，再经精配氮得到H2/N2比合格的合成气，送往氨合成工序。 中压氮气的冷凝及配氮 从空分来的中压氮气被分成两路,一路依据氢氮比情况对冷箱出来的精制气进行最终配氮，另一路进入冷箱中的中压氮气冷却器和1#原料气冷却器冷却后,分出一路对精制气进行粗配氮和补充冷量。剩余氮气进入2#原料气冷却器被冷却成液氮，进入氮洗塔作洗涤液用。 2011-03-22 氮洗塔尾液的处理 氮洗塔尾液从塔底出来，经节流减压进入氢气分离器进行气液分离，闪蒸气经2#原料气冷却器、1#原料气冷却器、中压氮气冷却器回收冷量后进入甲醇洗循环气压缩机进行氢回收；氢气分离器液相部分经减压后经气液分离器、2#原料气冷却器、1#原料气冷却器和中压氮气冷却器回收冷量，温度升高气化为气体后进入燃料气系统。 分子筛吸附器的再生 吸附器的运行和再生均以24小时为一个周期进行自动切换，它的再生可分为减压，预热，加热，预冷，充压，冷却，切换七个主要步骤。其再生用低压氮来自空分工序，再生后的氮气送往低温甲醇洗工序作为气提氮或通过火炬管线放空。 2011-03-22 氨合成工艺简介 2011-03-22 内容 1、岗位任务 2、工艺原理