合成氨生产工艺过程

空分生产工艺过程介绍1＃空分2＃空分3＃空分4＃空分2＃空分分子筛3＃空分分子筛2＃空分空冷塔3＃空分空冷塔1＃空分4000／60002＃空分4000／60003＃空分3200／50004＃空分3200／45005＃空分10000氧／20000氮／340氩概述空分，顾名思义就是空气分离。就是要设法将空气中的氧气分离出来，因此也叫“制氧”。制氧机也被称作“空气分离设备”。由于氧、氮在工业生产和科学技术发展中有重要的作用，工业上制氧的方法有：化学法、电解法、吸附法和低温精馏分离法。空气分离目前主要采用低温精馏分离法，特点是生产成本低、技术成熟，不仅最经济，又能大量生产氧、氮气，而且适合大规模工业化生产，成为工业上制取氧气的主要方法。制氧的工艺原理•低温精馏分离法制氧就是以自然界中取之不尽、用之不竭的空气为原料，先使空气在低温下液化，然后在精馏塔中利用氧、氮各组分沸点的不同，分离为氧气和氮气。干燥空气的组成空气是一种均匀的多组分混合气体，主要成分是氧、氮、氩，此外还有微量的惰性气体。根据地区条件不同，空气中含有不定量的二氧化碳、水蒸汽以及乙炔等碳氢化合物。空气中氮占78.084%、氧占20.95%、氩占0.932%。在标准状态下，空气液化温度-172℃，氧的液化温度-182.8℃，氮的液化温度-195.7℃,氩的液化温度-185.7℃。氧氮沸点相差13℃,氩氮沸点相差10℃,这就是能够利用低温精馏法将空气分离成氧、氮和氩气的基础。空分装置的工作过程①空气的过滤和压缩；②压缩空气的初步冷却；③空气的净化即空气中微量水份、CO2、乙炔和碳氢化合物的清除；④空气被冷却到液化温度；⑤冷量的制取；⑥液化和精馏；⑦危险杂质的排除。空分生产流程图原料空气空压机空冷系统纯化系统热交换系统膨胀机系统精馏系统产品压缩机液体储存系统控制系统透平空压机空分装置干螺杆压缩机污氮鼓风机净化液氩液氧外卖外卖污氮气5.2Mpa送煤气化空分系统流程示意图空气自大气氮气煤气化煤气化氧压机氮压机煤气化甲烷化联合氮压机一级出口二级出口氮气7.2Mpa送煤气化氧气空分设备将空气经低温分离得到氧、氮等产品，本质上是通过能量转换完成的，装置的能量是由原料空气压缩机输入的。因此空分所需的总能耗中绝大部分是空压机的能耗（电耗）。动力系统：指原料空气压缩机。净化系统由空气预冷系统和分子筛纯化系统组成。压缩后的原料空气温度较高，空冷系统通过空气和水接触式换热降低空气温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等有害杂质。分子筛纯化系统则进一步除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等对空分设备运行有害的物质。制冷系统空分设备是通过压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，产生空分装置所必需低温,提供冷量。热交换系统经过初步降温、净化后的常温空气在主换热器中被低温氧气、氮气、污氮气冷却至液化点，同时氧、氮、污氮气被空气加热至常温。空分的热平衡是通过制冷系统和热交换系统来完成的。精馏系统空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。采用高、低压两级精馏方式。分为上下塔，和冷凝蒸发器组成。液化空气在精馏塔中被分离为纯净的氧气、氮气。产品输送系统生产的氧气、氮气需要一定的压力才能满足后工序的使用。主要由各种不同规格的氧气压缩机和氮气压缩机组成。液体贮存系统空分设备能生产一定的液氧和液氩(氮)等产品，进入贮存系统，以备需要时使用。主要由各种不同规格的低温贮槽、低温液体泵和汽化器组成。控制系统大型空分设备都采用计算机集散控制系统，实现自动控制。空气分离的工艺流程原料空气在过滤器中除去灰尘和机械杂质，进入空压机压缩至＜0.625Mpa后，送入空气冷却塔进行清洗和预冷。压缩空气在空冷塔内自下而上被循环水和低温水冷却降温至≤15℃。出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器，除去水分、二氧化碳和乙炔等杂质。一只工作的同时另一只利用污氮气加热、吹冷进行再生活化，整个工作或再生时间约4小时。净化后的加工空气分两股：一股经增压膨胀机膨胀后送入上塔参与精馏。另一股进入主换热器被返流气体冷却至液化温度-173℃后进入下塔。空气在下塔初步精馏后，在下塔底部获得含氧38%的液空，在下塔顶部获得纯液氮。抽取下塔液空、纯液氮进入上塔相应部位，在上塔顶部获得纯氮气。经过冷器、主换热器复热至18℃后出冷箱作为产品输出。在上塔底部获得氧气，经主换热器复热至18℃后出冷箱作为产品输出。液氧产品从冷凝蒸发器底部抽出，进入液氧贮槽。从上塔中部抽取约11140m³/h、含氩7-11%（含氧92%左右）的氩馏分送入粗氩塔。粗氩塔在结构上分为两段，第二段粗氩塔底部的液体经循环液氩泵加压至0.8Mpa被送入第一段顶部作为回流液。经粗氩塔精馏得到氩含量≥98.5%、氧含量≤2pmm流量约347m³/h的粗氩气，进入精氩塔中部。经精氩塔精馏实现氩氮分离，在精氩塔底部得到含量99.999%的精液氩。从上塔中上部引出污气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入蒸汽加热器作为分子筛再生气体，一部分经污氮鼓风机加压至0.050Mpa输出,其余气体送入水冷塔。双环公司空分装置所采用的流程形式一种采用的是第五代空分设备，常温分子筛净化空气，增压膨胀空气进上塔的流程。特点：氧提取率进一步提高，可达到93%~97%、能耗进一步下降，约为0.47~0.53KW·h/m³。以DON3200/4500型空分为代表,实际出氧4000M3/h、纯度99.6%,出氮6000M3/h、纯度99.99%。两套KDON4000/6000型、一套KDON3200/5000型空分分别由原来三套KDON3200/3200型石头蓄冷器流程相继改造而成。另一种采用的是第六代空分设备，常温分子筛净化，增压膨胀空气进上塔，填料型上塔，全精馏无氢制氩流程。特点采用多项新技术，节能效果显著，与第五代空分设备相比装置总能耗下降8%~10%，制氧能耗为0.37~0.43KW·h/m³。以KDON10000/20000型空分为代表，实际出氧9500M3/h以上，纯度99.6%,出氮19000M3/h以上,纯度99.99%,出氩200~300M3/h,纯度达99.999%以上。空分生产的重点岗位•透平空压机岗位•分馏岗位•氧压机岗位•氮压机岗位透平空压机岗位岗位任务是:将空气经过三段（或五级、四级）压缩至≤0.626MPa（表）并冷却后进入空气冷却系统。透平空气压缩机工作原理:连续性气体在工作轮作用下，利用气流惯性力在随后的减速运动中，使气体分子之间距离更加接近而达到气体压力提高的目的。主要设备及参数：设备名称型号流量、电功率、排气压力数量空压机DA350—6120000M3/h、2500Kwh、0.63Mpa3台DA350—6420000M3/h、2500Kwh、0.63Mpa1台5TYD14420000M3/h、2500Kwh、0.67Mpa1台4TYD12252000M3/h、5200Kwh、0.61Mpa1台分馏岗位岗位任务是将空压机送来的压缩原料空气经过冷却、净化、液化、精馏等过程制取纯度达99.0％以上的低压氧气、99.99％的低压氮气、99.2％以上的液氧及纯度≥99.999％的液氩等产品。①加工空气量越多,气体产品越多,空气量受季节、环境温度的影响，夏季相对冬季来讲，空气量要少一些。②产品流量与产品纯度成反比，气体产品取出越多，产品纯度就会下降。③膨胀空气量过大，不利于产品纯度提高。④精馏塔的精馏工况和精馏效率。⑤节流调节阀开度的影响。影响产品产量和纯度的因素:氧压机岗位岗位任务是将纯度≥99.0%的低压氧气经氧压机加压至＜4.315MPa后送往煤气化供粉煤造气。氮压机岗位任务是将低压氮气经氮压机加压至＜3.0MPa后，再送往净化甲烷化配氮用；经干螺杆氮压机加压至＜0.8MPa用于煤气化工段干灰脱除工序的气提、通气及仪表气源；经联合氮压机加压至＜5.2MPa后送往煤气化给料包调压、氧管线吹扫、煤进料罐加速器的吹扫；加压至＜7.2MPa后送往煤气化及中高温高压过滤器、激冷器和合成气冷却器的进口的反吹。氮压机空分生产的主要设备氧气压缩机卧式往复氧压机7台，四缸四级压缩,用于加压氧气输送1-5#机处理气量3500m³/h，6、7#处理气量4000m³/h，终压＜4.325Mpa,电功率800KW运行模式六开一备空分生产的主要设备氮气压缩机卧式往复氮压机7台，加压氮气输送•1#、2#、3#、4#、5#均为四缸三级压缩，处理气量3500m³/h，终压＜3.0Mpa,电功率630KW;•6#氮压机为四缸四级压缩,处理气量3500m³/h,终压3.0Mpa,电功率800KW;•7#氮压机六缸四级压缩，处理气量14000m³/h,终压＜3.0Mpa,电功率2500KW。运行模式一大四小二备空分生产的主要设备联合氮压机•卧式往复联合氮压机2台：加压氮气输送•四缸二级压缩，一级入口压力＜3.0Mpa;一级出口压力＜5.2Mpa，二级出口压力＜7.2Mpa，电功率800KW。运行模式一开一备。空分生产的主要设备干螺杆氮气压缩机仪表氮压机3台,提供仪表氮气处理气量2400m³/h，出口压力0.8Mpa，电功率260KW。运行模式二开一备空分生产的主要设备污氮鼓风机污氮鼓风机2台，用于输送污氮气去煤气化磨煤系统,出口压力＜0.05MPa,气量8000m³/h运行模式一开一备液氧贮槽2座用于贮存液氧（共50m³）液氩贮槽1座贮存液氩（100m³）安全①空分生产过程存在高温、高压、低温、易爆。②氧气无毒害，无色无臭，强氧化剂和助燃剂，遇可燃气体可发生爆炸。③氮气、氩气无色无臭，无害气体，但在高浓度下使人窒息。④火灾与爆炸：冷凝蒸发器碳氢化合物含量超标、氧机着火。⑤触电及机械伤人。⑥高空坠落。⑦高温烫伤和低温冻伤。存在的主要危险化学物质氧（液氧）1．理化特性外观与性状：无色、无味气体或浅兰色低温液体熔点（℃）-218.8相对密度：1.41沸点（℃）-183.1相对蒸气密度：1.105饱和蒸气压(KPa):640/-160℃临界温度（℃）：-118.6临界压力（MPa）：5.08溶解性：微溶于水、酒精、丙酮。环境危害：无燃爆危险：强氧化剂，助燃，与可燃蒸气混合形成燃烧式爆炸性混合物。存在的主要危险化学物质氮（液氮）1．理化特性无色、无味、无臭气体熔点（℃）-210相对密度：0.81沸点（℃）-196相对蒸气密度：0.967饱和蒸气压(KPa):640/-160℃临界温度（℃）：-146.9临界压力（MPa）：3.17溶解性：微溶于水、酒精、醚。主要用途：化肥、氨、硝酸等化合物制造，惰性保护介质，速冻食品制冷剂、冷冻剂、电子业中的外延，扩散化学气相淀积，离子注入光刻等，校正气、标准气等。环境危害：无爆炸危险：无存在的主要危险化学物质氩（液氩）1．理化特性外观与性状：无色、无味、无臭、无毒的惰性气体熔点（℃）-189.2相对密度：1.41沸点（℃）-185.9相对蒸气密度：1.38饱和蒸气压(KPa):159.99/-181.301℃临界温度（℃）：-122.4临界压力（MPa）：4.864溶解性：微溶于水和有机溶剂主要用途：用于焊接，不锈钢制造、冶炼，半导体工业中的气相淀积，晶体生长，热氧化，外延扩散，多晶硅离子注入载流烧结。用作标准气、零点气等。环境危害：该物质对环境无危害，对水体无污染。无爆炸危险：氩是惰性气体，本身无燃爆危险。环保方面①空分生产过程中产生的气体对环境、大气、水质不造成任何污染。②噪声危害，主要来自于运转中的气体压缩机、气体放空产生的噪声。噪声控制＜65分贝。环境因素•噪音产生、热辐射、蒸汽泄漏、蒸汽冷凝水排放、、珠光砂粉尘产生、液氧充装损失、潜在火灾、液氩充装损失。煤气化工艺壳牌煤气化•一、壳牌煤气化工艺介绍•二、耐硫变换、低温甲醇洗工艺介绍•三、壳牌煤气化生产的原料消耗成本、产量状况。•四、造气、净化工段主要设备、安全环保现状。二、煤气化生产原理总反应方程式：CH+1/2O2=CO＋1/2H21.反应原料:原煤氧蒸汽CH是煤的简化分