项目7合成氨生产

项目7合成氨生产Project7Ammoniaproduction黄河水利职业技术学院总教学目标知识目标能力目标素质目标黄河水利职业技术学院知识目标熟悉合成氨的工艺流程；熟悉合成氨生产设备知识；熟悉合成氨的生产岗位技能要求掌握影合成氨生产的工艺条件及影响因素；黄河水利职业技术学院了解合成氨的理化性质、用途及生产方法。能力目标•能够熟练利用工具书、网络资源等；能够对合成氨生产设备进行选择；能够对收集信息进行筛选；能够读懂生产工艺流程图；编制操作规程的初步能力；黄河水利职业技术学院对工作严格要求，一丝不苟，实事求是，不弄虚作假，严格交接班制度；严格遵守装置的操作规程和操作方法，养成遵章守纪的良好习惯；培养安全生产、清洁生产的意识具有团结协作的精神，遇事不推逶、不扯皮，努力作好本职工作。素质目标黄河水利职业技术学院主要内容任务一合成氨工业概貌检索Task1Syntheticammoniaindustrialgeneralretrieval任务二合成氨生产工艺路线分析与选择Task2Syntheticammoniaproductionprocessrouteanalysisandchoice黄河水利职业技术学院任务三合成氨生产工艺参数确定Task3Syntheticammoniaproductionprocessparametersaredetermined任务四典型设备选择Task4Typicalequipmentselection任务五合成氨生产工艺流程的组织Task5Syntheticammoniaproductionprocessoftheorganization任务六合成氨生产异常现象及故障排除Task6Ammoniaproductionanomaliesandtroubleshooting黄河水利职业技术学院任务一合成氨工业概貌检索Task1Syntheticammoniaindustrialgeneralretrieval应用知识1．合成氨的理化性质、用途；2．合成氨工业的基本情况；3．合成氨工业的发展趋势。技能目标1．能够熟练运用资源进行检索；2．能够对检索得到的信息和知识进行筛选。黄河水利职业技术学院主要内容一、合成氨的性质与用途Thenatureofthesyntheticammoniaanduse二、世界合成氨工业现状及发展趋势Thepresentsituationanddevelopmenttrendoftheammoniaindustry黄河水利职业技术学院一、合成氨的性质与用途Thenatureofthesyntheticammoniaanduse黄河水利职业技术学院哪些物理、化学性质？一、氨的性质与用途干什么用？对人体是否有害？一、氨的性质与用途1、性质物理性质：无色，有刺激性气味，比空气轻，纯状无腐蚀，易溶于水，水溶液中易挥发，且对银、锌腐蚀严重。化学性质：可分解、可燃、与许多物质能发生化学反应。2、用途农业：化学肥料如碳铵、硫铵、磷铵、硝铵、尿素等；工业：炸药、纤维、塑料、制冷剂、药等。3、氨中毒及处理1）中毒机理氨对粘膜和皮肤有碱性刺激及腐蚀作用，进入人体后会阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加，可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用，可引起反射性呼吸停止和心脏停搏。人接触553mg/m3可发生强烈的刺激症状，可耐受1.25分钟；3500～7000mg/m3浓度下可立即死亡。2）接触途径及中毒症状（１）吸入吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。①轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。②急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。车间空气卫生标准：中国MAC（30mg/m3）③严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。（２）皮肤和眼睛接触低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。3）急救措施（1）清除污染如果患者只是单纯接触氨气，并且没有皮肤和眼的刺激症状，则不需要清除污染。假如接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。如果眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应慢慢滴入1～2滴0.4%奥布卡因，继续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又容易取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15分钟以上。冲洗皮肤和头发时要注意保护眼睛。（2）病人复苏应立即将患者转移出污染区，对病人进行复苏三步法（气道、呼吸、循环）：气道：保证气道不被舌头或异物阻塞。呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等提供通气。循环：检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。（3）初步治疗氨中毒无特效解毒药，应采用支持治疗。如果接触浓度≥500ppm，并出现眼刺激、肺水肿的症状，则推荐采取以下措施：先喷5次地塞米松（用定量吸入器），然后每5分钟喷两次，直至到达医院急症室为止。如果接触浓度≥1500ppm，应建立静脉通路，并静脉注射1.0g甲基泼尼松龙（methylprednisolone）或等量类固醇。对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧症状，应给湿化氧气。如果呼吸窘迫，应考虑进行气管插管。当病人的情况不能进行气管插管时，如条件许可，应施行环甲状软骨切开术。对有支气管痉挛的病人，可给支气管扩张剂喷雾，如叔丁喘宁。如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，需立即脱去污染的衣着，用流动清水冲洗至少30分钟同时可按热烧伤处理：适当补液，给止痛剂，维持体温，用消毒垫或清洁床单覆盖伤面。如果皮肤接触高压液氨，要注意冻伤。误服氨水可致消化道灼伤,有口腔、胸、腹部疼痛,呕血、虚脱,可发生食道、胃穿孔。同时可能发生呼吸道刺激症状。误服者给饮牛奶或吃鸡蛋，可吸附毒物；若有腐蚀症状时忌洗胃。二、世界合成氨工业现状及发展趋势Syntheticammoniaproductionprocessrouteanalysisandchoice黄河水利职业技术学院任务二、合成氨生产工艺路线分析与选择Syntheticammoniaproductionprocessrouteanalysisandchoice黄河水利职业技术学院1．能进行生产路线的选择技能目标了解合成氨的工业生产方法及特点；合成氨的生产原理。应用知识黄河水利职业技术学院合成氨是如何生产的呢？采用什么设备？采用什么原料？1.原料气的制备（1）烃类蒸汽转化法（2）重油部分氧化法（3）固体燃料气化法2.原料气的净化一、氨合成的过程（1）原料气的脱硫（2）一氧化碳变换（3）二氧化碳的脱除（4）原料气的精制：铜氨液洗涤法；甲烷化法；液氮洗涤法3.氨的合成二、合成氨的生产方法1.以天然气为原料的流程天然气蒸汽空气二氧化碳氨压缩脱硫一段转化压缩二段转化脱碳高级变换甲烷化压缩合成大部分烃类在催化剂作用下转化为H2、CO、CO2目的降低CH4含量，小于0.5%合成氨的生产2.重油部分氧化重油部分氧化剂取合成气（CO+H2）的工艺流程有四个部分：原料液和气化剂（O2+H2O）的预热；油的气化；出口高温合成气的热能回收；炭黑清除与回收。按照热能回收方式的不同，分为德士古激冷流程和谢尔废热锅炉流程。合成氨的生产2.重油部分氧化(1)德士古激冷流程炭黑合成氧气氮洗炭黑清除氮气压缩耐硫交换部分氧化甲醇洗H2S、COSCO2氨蒸汽分离空气重油CO合成氨的生产2.重油部分氧化(2)谢尔废热锅炉流程脱碳氮气合成CO变换炭黑清除氧气氨重油分离CO2氮洗去硫回收脱硫炭黑蒸汽空气COH2S压缩部分氧化3.煤炭合成路线以煤炭为原料合成氨有两种方法：间歇式半水煤气法和加压连续气化法。流程图如下：合成氨的生产除尘造气氨碳（无烟煤）压缩脱CO2空气蒸汽脱硫变换脱CO合成1.间歇法的缺点：（1）对燃料的粒度、热稳定性、尤其是熔点要求高。（2）有效制气时间少而气化强度低。2.加压连续气化法是以煤为原料的大型合成氨广泛采用的方法。优点：燃料适用范围广,动能消耗低,单炉发气量大，便于大型化生产。缺点：煤气中CH4含量高约8%-10%需进行甲烷化处理。三、原料气净化1.脱硫合成气中硫化物主要有H2S、CS2、硫氧化碳、硫醇、硫醚、和噻吩等有机硫。硫化物是各种催化剂的毒物，硫化氢能腐蚀设备和管道。因此，应根据原料气中的含硫量和工艺要求的净化程度来选择适当的脱硫方法。三种原料的脱硫方法比较：以天然气为原料，含硫量较低，因此常用活性炭、ZnO、氨水催化法、聚乙二醇二甲醚法等；以重油为原料，较天然气含硫量较高，因此常用低温甲醇洗法、碳酸丙稀酯法等；以煤炭为原料，含硫量最高，所以常用低温甲醇洗法、碳酸丙稀酯法、环丁矾法等；2.CO变换合成氨原料气中CO一般分两次除去，大部分通过CO变换反应：CO+H2O(g)CO2+H2该法既可以将一氧化碳转化成易除去的二氧化碳，又制得与一氧化碳等摩尔的氢，所消耗的只是廉价的水蒸气。3.二氧化碳脱除二氧化碳可使合成氨催化剂中毒，一般采用溶液吸收法将其除去。（1）物理法利用二氧化碳可溶于水或有机溶剂。（2）化学吸收法利用其弱酸性将其吸收。4.少量CO脱除（1）铜氨分离法（2）深冷分离法（液氮洗涤法）（3）甲烷化法四、资源分布及费用比较1.资源储量及分布几种流程装置相比，天然气装置的投资最省。天然气装置的投资远比煤装置低，如果15万吨天然气为原料的合成氨装置固定投资为2.81亿，同等规模的投资大致如下2.费用比较五、原料的选用1.结合我国资源特点，原料以煤为主。合成氨原料结构占产能的比较（%）年份2000200620072008天然气1421.320.220.1煤炭6576.377.277.2石油212.02.02.1焦炉气0.40.60.62.政策导向新世纪前20年的中国能源和石油天然气政策可主要概括为：“节能优先、效率为本，煤为基础、多元发展，优化结构、保护环境，立足国内、对外开放。”依据以上分析并结合我国资源特点，合成氨原料应选煤炭。任务三合成氨生产工艺参数确定TaskthreePhthalicacidestertwoessienproductionprocessparametersaredetermined黄河水利职业技术学院如何影响反应平衡？如何确定？1、反应温度的确定任务三合成氨生产工艺参数确定黄河水利职业技术学院1、反应温度的确定酯化反应是吸热反应，温度升高，反应速率加快，对生产有利。酯化反应温度为醇水共沸温度，共沸物气化可带走热量，温度便于控制。任务三合成氨生产工艺参数确定2、原料组成的确定如何影响反应平衡？谁过量？任务四酯化反应装置选择TaskfourTheesterificationreactiondevicechoice黄河水利职业技术学院一、酯化反应器间歇反应二、酯化反应装置任务五合成氨生产工艺流程的组织TaskfivePhthalicacidestertwoessienproductionprocessoftheorganization黄河水利职业技术学院一、酸性催化剂间歇生成合成氨生产工艺黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院一、非酸性催化剂连续生成合成氨生产工艺