5万m3h合成氨原料气脱碳工艺的设计论文

5 万 m 3 /h 合成氨原料气脱碳工艺设计 引 言在合成氨生产过程中，交换气中的二氧化碳含量可高达 30%以上，微量的二氧化碳就会致氨合成催化剂中毒而丧失活性，大量的二氧化碳更是白白占据气体的体积，从而增加压缩和其他压力设备的费用。且其能耗约占氨厂总能耗的 10%左右，因此脱除二氧化碳工艺的能耗高低，对氨厂总能耗影响很大，国外一些较为先进的合成氨工艺流程，均选用了低能耗脱碳工艺。我国合成氨工艺能耗较高，脱碳工艺技术也显得比较落后。因此，结合具体情况，推广应用低能耗脱除二氧化碳工艺，非常有必要。碳酸丙烯酯（PC）法脱除二氧化碳有一定的适用围，适合于气体中二氧化碳分压〉0.5MPa，温度较低的条件下，同时对气体净化度要求不高（出口二氧化碳〉1%），只有在此条件下使用碳酸丙烯酯法才是经济的。碳酸丙烯酯法脱碳工艺自 60 年代开发以来，由于能同时脱除二氧化碳、硫化氢与有机硫化物，加之再生能耗等优点，在国外的天然气、合成气和制氢工业上，已广泛应用。在国，最先是在小型合成氨装置中用以代替加压水洗，对老合成氨厂水洗工艺进行改造，使脱碳能耗降低。近几年来，在我国年产 4 万吨小尿素、小纯碱装置的合成氨配套工程中，用碳酸丙烯酯法脱出变换气中二氧化碳，得到了良好的效果：工程投资省、工艺流程简单、运行可靠、溶剂无毒害、浓溶剂对碳钢无腐蚀、再生不耗热、回收的二氧化碳浓度高，回收率可以满足尿素与纯碱生产的需要等优点，因而得到推广。第 1 章 概述1.1 合成氨的相关介绍合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名：氨气。分子式 NH3英文名：syntheticammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。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。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以与各种含氮复，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，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[1]。生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。经过近百年的进展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以与氨合成过程。 (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采纳气化的方法制取合...