合成氨实习报告.pdf

篇一：合成氨生产实习报告
第一章中海石油天野化工公司概况
天野化工股份有限公司隶属中海石油化学股份有限公司，厂区占地60公顷，总资产26.3亿
元，固定员工1514人。位于呼和浩特市南郊9公里，东邻中油呼和浩特石化分公司，南邻物
西水泥厂、金桥热电厂。
公司有年产30万吨合成氨、52万吨尿素和20万吨甲醇装置。年产6万吨聚醛项目已启动，
并在2010年9月投产。原设计合成氨装置空分采用林德精馏工艺，气化采用shell渣油部分
氧化法，原料气净化采用lvrgi两步法低温甲醇洗和液氮洗工艺，合成采用凯洛格卧式合成
塔，全部工艺设计由日本东洋公司承担完成，1996年11月投产投产。2005年3月天野化工
对合成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，至今运行平稳，改造比较成功。
公司经机构改革后目前设有9个职能部门，11个生产车间和6个辅助单位，现有员工总数1500
多人，一线生产人员915人，化工人员实行四班三倒工作制。
第二章合成氨的工艺流程2.1合成氨概述
合成氨工业诞生于本世纪初，目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。氨是重
要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。世界每年合成氨产量已达到1亿吨以
上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
目前工业氨合成普遍采用的直接合成法。反应过程中为提高氢气和氮气合成转化率，将氨产
品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨
反应式：n2+3h2≈2nh3。
2.2原料气的制备
2.2.1制氢气
以天然气为原料与氧气、蒸汽通过共环式烧嘴雾化后在气化炉内约1350℃、6.0mpa高温、高
压下进行部分氧化反应，制取以co+h2=95.5%为主要成分的原料气，并同时进行热量回收，
副产10mpa、315℃饱和蒸汽和进行原料气降温和洗涤，以脱除原料气中所含碳黑和部分有害
气体。甲烷部分氧化反应为：
ch4+2o2=co2+2h2o+q；ch4+h2o=2co+3h2-q；ch4+co2=2co+2h2-q。
2.2.2制氮气
以空气为原料，先将空气液化，然后利用各组分沸点的不同将其分离，将空气液化，必须将
空气温度降到临界温度-140.7℃以下才能实现。在标准状态下氧气的沸点-183℃，氮气的沸
点-193℃，相差进13℃故采用精馏方法将氧、氮分离成纯组分。
2.3原料气的净化
2.3.1脱硫工段
得到的原料气通过低温甲醇洗将其中的硫化物脱除干净。甲醇在低温高压的情况下，有良好
的物理吸收特性来吸收气体中的h2s与co2。各种气体在甲醇中的溶解度差异较大，h2s与
co2的溶解度远大于其它几种气体的溶解度。在脱除h2s、co2的过程中，溶液吸收的各种组
分是通过逐步减压闪蒸以及附加的热再生、氮气气提来除去的。其中有效气体co、h2、ch4
占较大比例，经重新压缩后返回原料气系统。2.3.2变换工段
利用co转化成c02的反应，除掉对氨合成催化剂有毒的co气体，使出变换工艺气中co含量
降到3.2％，进一步为合成氨制取氢气。一氧化碳变换反应是一个放热反应：co＋h2o→co2+h2
△h298=一45kj／mol
2.3.3脱碳工段
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：
分子筛对极性分子的吸附力远远大于非极性分子，因此，从400＃来的气体中，c02、ch30h
因其极性大于h2，就被分子筛选择性的吸附。而h2为非极性分子，因此分子筛对h2的吸附
就比较困难。
将一种气体在足够高的压力下与另一种气体混合也能制冷，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，要确切做到这一点，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℃。
液氮洗涤近于多组份精馏，又不同于多组份的精馏，它是利用氢与co、ar、ch4的沸点相差
较大，将co、ch4、ar从气相中溶解到液氮中，从而达到脱除co、ch4、ar等杂质的目的。
2.4氨的合成
2.4.1氨的性质
氨在标准状态下是无色气体，具有刺激性气味。会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸器官粘膜。空
气中氨质量分数在0.5％-1.0%时，就能使人在几分钟内窒息。相对分子质量17.031，氨气
极易溶于水，熔点-77.7℃，沸点-33.5℃，相对密度(水=1)0.82(-79℃)，相对密度(空气
=1)0.6。
2.4.2氨合成的原理
氨的合成是在高温高压和催化剂存在下进行的，其反应是放热和摩尔数减少的可逆反应：
n2+3h2≒2nh3。提高平衡含量的途径为降低温度、提高压力保持h2/n2在2.8-3.1之间，经
过在合成塔中的反应生成气氨，从而进入氨冷器进行降温冷凝。
2.4.3氨合成的工艺步骤
1.气体的压缩
2.气体的预热和合成