合成氨实验报告2.docx
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1、化教论学生实验报告册合成氨试验一试验目的对试验原理的分析1、试验分析:合成氨试验是模拟工业合成氨的方法,在试验室中进展试验,由于试验室条件有限,无法完全依据工业要求,不过可以通过试验的设计,尽可能得使反响到达更好的效果2.、试验思路:分别通过不同的药品反响制取氮气和氢气,再使两种气体充分混合,进展反响如下:n2+3h22nh3(g)3、试验条件的掌握:nh3 的合成是一个放热的、气体总体积缩小、可逆反响。 在无催化剂时,氨的合成反响的活化能很高,参加铁催化剂后,降低了反响的活化能可逆反响为使反响顺当发生,要尽量将氨 气在反响发生环境中排解,使反响正向进展,加压有利于反响发生,但是试验室条件实现
2、困难适宜反响的温度在 500 摄氏度左右二三试验操作过程合成氨四实验相关思考提问篇二:化工厂合成氨生疏实习报告前言自本世纪 20 年月起,合成尿素生产经受了 60 多年的进展,我国 60 年月中期引进荷兰斯塔米卡本公司的水溶液全循环法工艺。1986 年我国小型氮肥厂碳铵改产尿素的技术改造在山东邹城等三个小型氮肥厂水溶液全循环工艺试验装置上相继获得成功。小型尿素装置的生产呈现出产量增加,能耗降低,产品质量提高的可喜局面。目前我国大型厂多承受的是二氧化碳气提法和溶液全循环改进c 法,小型厂绝大多数承受水溶液全循环法。水溶液全循环制尿素是指将尿素合成反响后的物料分段减压;加热使其中未反响的甲铵分解和
3、游离氨解析出来,并逐段将氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸取成氨基甲酸铵水溶液,用泵加压返回合成系统中去循环利用。水溶液全循环法制尿素一般可分为:原料的压缩和净化、尿素合成、循环吸取、尾气吸取与解析、蒸发和造粒几个工序。本次生疏实习报告所分析的为年产大约在 4 万吨左右的小型尿素生产厂的大体流程。由于水溶液全循环法有或许三种形式,以下做出比较分析及选择。1、传统水溶液全循环法中,未反响物经三段分解、三段吸取,流程较长,分解消耗热能较多;分解器冷凝温度低,在吸取冷凝循环中放出的热能都需要用冷却水带走,未能得到利 用,只有一段分解气的少量热量用于一段蒸发,能耗高。2、改进 c 法承受较高的合成压力和温度,
4、并取较高的氨碳比和较低的水碳比,转化率高, 降低了分解循环吸取的负荷。但热回收利用不高,总能量消耗低于传统水溶液全循环法。3、uti 热循环法承受等温合成塔,二氧化碳转化率高,削减了循环甲铵量和下游设备尺寸。原料二氧化碳有 40%进入中压系统,节约压缩耗能。另外承受工艺物料之间相互换热,除第一分解器使用外供蒸汽外,其它不借助中间蒸汽,所以热能充分利用。 所以本次生疏实习主要分析uti 热循环法制尿素的流程与主要设备分析。在此次争论与实习中能让我们对工厂的生产概况有初步的了解与生疏,同时能培育我们独立思考问题与解决问题的力量。这还使我们能对书本上的学问增加感官生疏,能将实际与理论结合起来。由于查
5、阅了大量的文献,在式与老式生产流程中做了比较与分析,所以反反复复做了大局部的修改,如有不妥之处望教师指正,敬请见谅。原料及产品的物化性质本试验报告主要分析uti 热循环法制尿素。原料为二氧化碳和氨。二氧化碳为无色无味气体其比重约为空气的 1.53 倍,临界温度为 31.06临界压力为 7.35mpa 它的化学性质不活泼,但与强碱有猛烈反响,在肯定催化剂及条件下还能参与多种化学反响。氨气通常状况下 是无色刺激性气味,极易溶于水,易液化,液氨可作致冷剂。尿素工业或农业品为白色略带 微红色固体颗机无臭无味。密度 1335g/cm3。熔点 1327。溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性,可与酸作用生
6、成盐,有水解作用。在高温下可进展缩合反响,生成缩二脲、 缩三脲和三聚氰酸。加热至 160分解,产生氨气同时变为氰酸。由于在人尿中含有这种物质,所以取名尿素。尿素含氮(n)46,是固体氮肥中含氮量最高的。尿素的用途很广泛,主要用于肥料,饲料和工业原料。下面介绍尿素的物料流程和主要的工艺流程及特点。小型尿素装置的生产工艺流程尿素的生产方程式:2nh3+co2=(nh3)2co+h2o+q 一 原料的压缩和净化原料二氧化碳有 60%进入合成塔,其余 40%进入中压系统,起提气剂作用,最终以甲铵液形式送入合成塔。原料液氨在泵出口参加少量钝化空气,经预热后有 70%自合成塔顶进入盘管,其余 30%则从合
7、成塔底引入,保持全塔平衡。二 尿素的合成合成塔出料减压至 2.6mpa确定压力,进入液体分布器 6,进展闪蒸,将合成出料先行气液分别,液体则减压到 2.3mpa确定压力,进入第一分解器 7,第一加热器 8 和第一分解器 9,气液再次分别。第一分别器承受co2 气提。出第一分别器的液体减压到0.2mpa,进入其次解析器 10 和其次分别器 11.此处得到已相当纯洁的 70%尿液,再进入尿液浓缩器 12,被蒸发浓缩到 86%88%。从分别器即可得到液体尿素产品。三 循环回收从其次分别器出来的气体进入其次冷凝器,将不冷凝气体中微量氨回收后,惰性气体排入大气。出其次冷凝器的液体是稀甲铵液,经回流冷却器
8、5 放出一局部热量,再至第一分解器壳侧,与第一分别器来的气体混合。这些气液混合物经第一分解器7、其次分解器 10、尿素浓缩器 12、甲铵加热器14、氨回热器15,最终在第一冷凝器16 中用冷却水冷凝为浓甲铵液,由高压甲铵泵 18 加压,再经甲铵加热器 14 返回合成塔。四 尾气吸取与解吸从第一冷凝器分出的气体包括惰性气体及与他平衡的氨气,在惰性气体洗涤器 17 中被冷凝吸取。冷凝吸取的氨水返回第一冷凝器,回收气体中微量的氨后排放入空气中。收集在冷凝液收集槽中的冷凝液送水解解析系统回收其中的nh3 和co2,废液到达排放标准后排放。五 蒸发造粒从分别器送来的熔融尿素由熔融泵送往造粒塔顶部的旋转喷
9、头进展造粒。造粒塔底部得到的成品颗粒尿素由皮带机送包装楼称量包装。水溶液全循环法制尿素工艺流程简图1-co2 压缩机;2-空气压缩机;3-高压氨泵;4-合成塔;5-回流冷却器;6-流体分别器;7-第一分解器;8-第一加热器;9-第一分布器;10-其次分解器;11-其次分别器;12-尿液浓缩机;13-浓缩分别器;14-甲铵加热器;15-氨回热器;16-第一冷凝器;17-惰性气体洗涤器;18-高压甲铵泵;19-低压甲铵泵;20-其次冷凝器;21-尿素产品泵塔设备的分析塔设备的作用是实现气汽液相或液液相之间的充分接触,从而到达相际间的传质与传热的目的。目前工业上应用最广泛的塔设备为:填料塔、板式塔。
10、尿素合成塔是生产尿素的关键设备。由于尿素生产系统中大局部都是尿液或nh3-co2-h2o 三元溶液,它们熔点都比较高,假设使用板式塔极易反响结晶堵塞,会使生产无法正常进展。因此,为了稳妥起见,在尿素生产中的塔设备常承受填料塔。填料塔具有如下优点:生产力量大,分别效率高,压力降小,持液量小,操作弹性大等。在本流程中尿素合成塔的,尿素合成塔的操作条件是压力 20mpa,温度 190,氨碳比44.2,水碳比 0.86,二氧化碳转化率可达 74%。该合成塔是一个内部换热室的等温反响器。它是由壳体、热管和隔板组成的。热管作为主要的传热元件,是一种具有高导热性能的传热 装置。其工作原理为:二氧化碳、预热了
11、的液氨含有钝化作用空气和返回的甲铵液一起 自塔顶进入设备塔内的盘管中,进展合成甲铵反响,并放出热量传到盘管以外。盘管的下端 形成开口的罩式分布器,反响液自此流出,又与一局部液氨混合,在从下而上流淌,此时进 行甲铵脱水的吸热反响。这样盘管内外热量匹配,最终到达塔顶。此种管壳式换热塔设备在设计与使用的过程中要留意流体流径的选择,要留意管程和壳 程各走哪种流体。它的主要优点是传热面积大,传热系数高,流体流淌较快,物料停留时间 短,耐高温,高压,构造简洁。这种塔在工业上应用较为广泛,一般在制糖工业,合成氨工 业上也有应用。此塔在 uti 热循环法制尿素生产过程中节能减排的环节中起到了重要的作用。此塔意
12、构造识图见下页。篇三:合成氨仿真实习报告南京工业大学城建学院仿 真 实 习 报 告 书刘皓1905090228安全工程系化学化工试验教学中心2023 年 10 月合成仿真实习报告30 万吨合成氨装置模型照片一、实习的目的合成仿真实习是理论联系实际,应用和所学专业学问的一项重要环节,是培育我们动手力量和学习力量的一个重要手段。仿真实习是以仿真的实习模式,在既保证学生安全又能完善供给实习时机的状况下,学校赐予我们的一次专业实践的时机。是我们在学习专业学问后进展实际运用的重要环节,它对培育我们的动手力量有很大的意义,同时也能使我们了解化工工艺的重点要素,仿真实习是我们走向工作岗位的必要前提。二、实习
13、要求1. 实习装置为合成氨生产仿真装置。要求了解并生疏生产过程及掌握,包括:1) 生产方法和原理,原料、催化剂及产品特性;2) 生产工艺流程流程中设备、主副管线,过程操作和掌握;3) 各工序工艺条件及掌握:主要设备操作温度、压力和组成;4) 主要设备型式、构造;5) 主要设备及管线上的掌握仪表及调整方法。2. 搜集信息途径1) 听讲座拟安排工艺及设备、仿真装置及操作等讲座;2) 现场实习:生疏工艺流程、设备、及仿真软件操作,生疏仿真模型;3) 阅读实习指导书、流程图、设备图及其它文献资料。三、实习内容仿真实习的主要内容是:以河南化肥厂为原型的大型合成氨全流程仿真模型和以宁夏化工厂为原型的合成氨
14、大工段dcs 掌握系统仿真软件。两者均以自然气为原料的合成氨工艺, 通过仿真实习了解合成氨工艺原理与流程,把握合成氨生产中的主要参数和dcs 掌握系统的操作。以下为东方仿真软件的合成氨工艺流程。(1) 合成氨装置转化工段1 概述转化工段包括以下主要局部:原料气脱硫、原料气的一段蒸汽转化、转化气的二段转化、高变、低变、给水、炉水和蒸汽系统。2 原料气脱硫自然气中含有少量硫化物,这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性,硫化氢能腐蚀设备管道。因此,必需尽可能地除去原料气中的各种硫化物。加氢转化主要指在参加氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机硫。加氢转化不能到达直接脱硫的目的,但经转
15、化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时,也能使烯烃类加氢转化为烷氢类从而可削减下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。在承受钴钼催化剂的条件下,主要进展如下反响:r-sh+h2=rh+h2sr-s-r+2h2=rh+rh+h2s c4h4s+4h2=c4h10+h2s rc=cr+h2=rch2-ch2r氧化锌是一种内外表积颇大,硫容较高的接触反响型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外,脱除硫化氢及各种有机硫化物的力量极高,可将出口气中硫含量降至0.1ppm 以下。氧化锌脱硫反响:zno+h2s=zns+h2o原料自然气在原料气预热器 141c中被低压蒸汽预热后,进入活性碳脱硫槽 101da、102d
16、a 一用一备,进展初脱硫后,经压缩机102j加压。在一段炉对流段低温段加热到 230左右与 103-j 段来的氢混合后进入como 加氢和氧化锌脱硫槽108d终脱硫后,自然气中的总硫0.1ppm。3 原料气的一段蒸汽转化经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1ppm 以下,与水蒸汽混合后进展转化反响:ch4 + h2o co + 3h2cnh2n+2 + nh2o nco + 2n+1h2由于转化反响是吸热反响,在高温条件下有利于反响平衡及反响速度。在实际生产中, 转化反响分别是一段炉和二段炉中完成。在一段炉中,烃类和水蒸气的混合气在反响管内镍催化剂的作用下进展转化反响,管外有燃料气燃烧供给反响所
17、需热量,出一段炉转化气温度掌握在 800左右。脱硫后的原料气与中压蒸汽混和后,经对流段高温段加热后,进入一段炉101b的336 根触媒反响管进展蒸汽转化,管外由顶部的 144 个烧嘴供给反响热,经一段转化后,气体中剩余甲烷在 10左右。4 转化气的二段转化为了进一步转化,需要更高的温度。在二段炉中参加预热后的空气,利用h2 和 o2 的燃烧反响,产生高热,促使ch4 进一步转化。一段转化气进入二段炉103d,在二段炉中同时送入工艺空气,工艺空气来自空气压缩机101j参加少量中压蒸汽并经对流段高温段预热,转化气中的 h2 和空气中的氧燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段炉触媒床中进一步转化,出
18、二段炉的工艺气剩余甲烷含量 0.3左右,经并联的两台第一废热锅炉回收热量,再经其次废热锅炉进一步回收余热后,送去变换。5 co 变换经蒸汽转化后的工艺气含有 1215的 co,变换工序的任务是使co 在有催化剂存在的条件下与水蒸汽反响:co + h2o co2 + h2这样即能把一氧化碳变为易于去除的二氧化碳,同时又可制得合成需要的原料氢。变换反响是一个可逆、放热、反响前后气体体积不变的化学反响。整个变换过程是由高温变换和低温变换组成。高温变换所用的催化剂是以fe3o4 为活性组分的,它的活性温度在 300以上一般在 350430。在此温度下,可以取得较高的反响速度,但不能到达较低的 co 浓
19、度。为了进一步取得较低的co 浓度,还要以铜为活性组分的催化剂作用下,进展低温变换。它的变换温度一般在200 250,这样的低温下,就能使co 的变换进展的比较彻底,可以使 co 浓度降至 0.3以下。由其次废热锅炉来的转化气约含有1214的co,进入高变炉104da,在高变触媒的作用下将局部co 转化成co2,经高温变换后co 含量降到3左右,然后经第三废热锅炉103c回收局部热能,经换热器104c进入低变炉104db在低变触媒的作用下将其余 co 转化为co2,出低变炉的工艺气中co 含量约为 0.3左右。6 给水、炉水、蒸汽系统合成氨装置开车时,将从界外引入 3.8mpa、327的中压蒸
20、汽约 50t/h。关心锅炉和废热锅炉所用的脱盐水从水处理车间引入,用并联的低变出口气加热器106c和甲烷化出口气加热器134c预热到 100左右,进入除氧器101u脱氧段,在脱氧段用低压蒸汽脱除水中溶解氧后,然后在储水段参加二甲基硐肟除去剩余溶解氧。最终溶解氧含量小于7ppb。除氧水参加氨水调整ph 至 8.59.2,经锅炉给水泵 104j/ja/jb 经并联的合成气加热器123c,甲烷化气加热器114c及一段炉对流段低温段锅炉给水预热盘管加热到 295左右进入汽包101f,同时在汽包中参加磷酸盐溶液,汽包底部水经 101ca/cb、102c、103c、一段炉对流段低温段废热锅炉及关心锅炉加热
21、局部汽化后进入汽包,经汽包分别出的饱和蒸汽在一段炉对流段过热后送至103jat,经 103jat 抽出 3.8mpa、327 中压蒸汽,供各中压蒸汽用户使用。103jat 停运时,高压蒸汽经减压,全部进入中压蒸汽管网,中压蒸汽一局部供工艺使用、一局部供凝汽透平使用,其余供背压透平使用,并产生低压蒸汽,供 111c、101u 使用,其余为伴热使用在这个工段中,缩合/脱水反响是在三个串联的反响器中进展的,接着是一台分层器,用来把有机物从液流中分别出来。(2) 合成氨装置净化工段1 脱碳经变换工序后的工艺气,co2 含量一般在 17左右。本装置承受改进苯菲尔法脱除工艺气中的二氧化碳,吸取剂为碳酸钾溶
22、液,溶液的吸取和再生可以用如篇四: 合成氨实习报告企业生疏实习报告一、实习时间 :2023.9.24 2023.9.27二、实习地点:晋开化工三、实习目的通过教师和工程技术人员、工人师傅现场讲解,全面而具体的了解相关生产 工艺过程。在实习的过程中,学会从技术人员和工人那里获得直接的和间接地生产实践阅历,积存相关的生产学问。学习本专业方面的生产时间实践学问, 为专业课学习打下坚实的根底,同时也能够为毕业后走向工作岗位积存有用的阅历。通过同工人、工程技术人员、生产机治理人员的接触和了解、增加对社会的生疏,提高其社会适应力量。四 、公司概况河南晋开化工投资控股集团有限责任公司以下简称“晋开集团”的前
23、身是开封晋开化工有限责任公司,成立于2023 年 5 月 28 日,是中国 500 强企业山西晋煤集团在山西省境外设立的第一家煤化工子公司。2023 年 5 月 28 日,以开封晋开化工有限责任公司为母公司组建河南晋开投资控股集团,公司变更为现名。晋开集团总部位于七朝古都开封,地理位置优越。公司注册资本36791 万元,其中晋煤集团控股 85.35%。公司本部现有在职员工 3235 人,占地 3318 亩不包括子公司。公司主要产品有合成氨、尿素、硝酸铵、多孔硝铵、硝酸 磷肥、甲醇、稀硝酸、浓硝酸、硝酸钠、亚硝酸钠、氨水、液体二氧化碳等, 产品注册商标为“三中”及“晋开”,在化肥化工行业享有良好
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