年产年产52万吨合成氨脱碳工段工艺设计万吨合成氨脱碳工段工艺设计 学学 生：生： 指导教师：指导教师： 开题时间：开题时间：目录一、课题的来源、研究的目的与意义一、课题的来源、研究的目的与意义二、脱碳工段在合成氨生产中的重要作用二、脱碳工段在合成氨生产中的重要作用 三、本课题的完成目标及内容三、本课题的完成目标及内容四、进度安排四、进度安排五、参考文献五、参考文献 课题的来源、研究的目的与意义 1.合成氨在国民经济发展中的重要性合成氨在国民经济发展中的重要性 2.我国合成氨的工业概况及现状我国合成氨的工业概况及现状 3.以煤为原料合成氨工艺流程以煤为原料合成氨工艺流程 合成氨在国民经济发展中的重要性 氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工品的首位。氨主要用于农业，合成居各种化工品的首位。氨主要用于农业，合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，；同时氨也是重要的成尿素或各种铵盐肥料，；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、燃料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂铵、燃料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料。的原料。 我国合成氨的工业概况及现状 中国合成氨工业经过中国合成氨工业经过50多年的发展，产多年的发展，产量已跃居世界第量已跃居世界第1位，合成氨原料主要有煤、位，合成氨原料主要有煤、油和气三种。随着油气价格上涨，以煤为原油和气三种。随着油气价格上涨，以煤为原料的装置也变得越来越有竞争力。随着科技料的装置也变得越来越有竞争力。随着科技发展，合成氨的主要发展趋势将是发展，合成氨的主要发展趋势将是“大型化、大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行” 以煤为原料合成氨工艺流程图 脱碳工段在合成氨生产中的重要作用 1.脱碳工艺的概况脱碳工艺的概况 2.脱碳工艺的现状及发展趋势脱碳工艺的现状及发展趋势 3.脱碳工艺的选择脱碳工艺的选择脱碳工艺的概况 各种原料制取的粗原料气经各种原料制取的粗原料气经CO变换后，变换后，除含氢、氮气外，还含有大量二氧化碳、少除含氢、氮气外，还含有大量二氧化碳、少量一氧化碳和甲烷等杂质，其中二氧化碳含量一氧化碳和甲烷等杂质，其中二氧化碳含量最高，它既是合成催化剂的有害物质，又量最高，它既是合成催化剂的有害物质，又是生产尿素等产品的重要原料，因此在进入是生产尿素等产品的重要原料，因此在进入合成回路之前必须彻底除去，否则将影响合合成回路之前必须彻底除去，否则将影响合成过程并使催化剂中毒。出于节能与环境保成过程并使催化剂中毒。出于节能与环境保护的考虑，脱除护的考虑，脱除CO2的的 洗涤液必须能够再生洗涤液必须能够再生和循环使用和循环使用 脱碳工艺现状及发展趋势脱碳工艺现状及发展趋势 我国的合成氨工艺相比国外发展较缓慢，我国的合成氨工艺相比国外发展较缓慢，脱碳工艺也显得比较落后。在当今的国际环境脱碳工艺也显得比较落后。在当今的国际环境下，未来合成氨脱碳工艺的发展趋势是低能耗、下，未来合成氨脱碳工艺的发展趋势是低能耗、结构调整、清洁生产以及长周期运行。结构调整、清洁生产以及长周期运行。 合成氨脱碳工艺类型 目前国内中小氮肥厂所采用较普遍的有碳目前国内中小氮肥厂所采用较普遍的有碳酸丙烯酯脱碳工艺（简称酸丙烯酯脱碳工艺（简称PC法）；低温甲醇洗法）；低温甲醇洗涤法；聚乙二醇二甲醚脱碳工艺（简称涤法；聚乙二醇二甲醚脱碳工艺（简称NHD法）法）；热碳酸钾法；浓氨水法和多胺法（改良；热碳酸钾法；浓氨水法和多胺法（改良MDEA）等。）等。 三种工艺能耗比较1项目项目NHD法法热钾碱法热钾碱法MDEA法法低压蒸汽低压蒸汽t 0.31.30.8电耗电耗10-6KJ1.3021.11.016冷却水冷却水m3 158070综合能耗综合能耗10-6KJ2.7255.2334.186注：以吨氨计。注：以吨氨计。 由于由于NHD法所使用的吸收溶剂稳定，法所使用的吸收溶剂稳定，不会因原料气中的杂质而引起分解，不起不会因原料气中的杂质而引起分解，不起泡，损耗少，无毒性，无腐蚀，且泡，损耗少，无毒性，无腐蚀，且NHD的的再生过程中几乎不需要能量，因此从环保，再生过程中几乎不需要能量，因此从环保，经济等多方面考虑，本次设计我选用的合经济等多方面考虑，本次设计我选用的合成氨脱碳工段工艺为成氨脱碳工段工艺为NHD法。法。脱碳工艺的选择本次课题的任务 绘制脱碳塔氨冷气、脱水塔设备装配图；绘制脱碳塔氨冷气、脱水塔设备装配图； 绘制绘制NHD脱碳系统带控制点的工艺流程图；脱碳系统带控制点的工艺流程图； 绘制脱碳车间平面布置图绘制脱碳车间平面布置图 本课题的完成目标及意义 熟悉且熟练地掌握绘图技巧；学会测熟悉且熟练地掌握绘图技巧；学会测量元件、阀门、阀件的使用安装；综合量元件、阀门、阀件的使用安装；综合运用化工原理、化工热力学、化工设计运用化工原理、化工热力学、化工设计等课程的基础知识，借助化工设计手册，等课程的基础知识，借助化工设计手册，计算和分析数据，找出生产与设计的差计算和分析数据，找出生产与设计的差别；通过数据分析比较国内外在节能降别；通过数据分析比较国内外在节能降耗方面的优劣。耗方面的优劣。 进度安排2013.10-2013.12 工厂实习，采集数据工厂实习，采集数据2014.2.23-2014.3.08 查阅文献，选定脱碳查阅文献，选定脱碳工艺方案，准备开题工艺方案，准备开题2014.3.10-2014.4.10 脱碳工段主要装置工脱碳工段主要装置工艺计算艺计算2014.4.10-2014.5.10 绘制脱碳塔、脱水塔、绘制脱碳塔、脱水塔、氨冷器设备图，脱碳工段工艺流程图，脱碳工段车氨冷器设备图，脱碳工段工艺流程图，脱碳工段车间平面图间平面图2014.5.10-2014.5.20 编写毕业设计说明书编写毕业设计说明书2014.5.29-2014.5.30 毕业设计答辩毕业设计答辩参考文献1 梁军梁军.三种脱碳工艺的比较三种脱碳工艺的比较J.山西化工山西化工,2007,27(03):11-132 孟岩孟岩.合成氨的生产方法以及工艺流程研究合成氨的生产方法以及工艺流程研究J.科科技文汇技文汇,2008(08):278-2793 张子锋张子锋,郝启刚郝启刚.合成氨生产技术合成氨生产技术M.第二版第二版.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社,2011:124-1404 陈敏恒陈敏恒,丛德兹丛德兹,方图南方图南,等等.化工原理化工原理(下下) M.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社,2005:52-1715 陈敏恒陈敏恒,丛德兹丛德兹,方图南方图南,等等.化工原理化工原理(上上) M.北京北京:化学工业出版社化学工业出版社,2005:75-1466 李志坚李志坚.煤合成氨新技术开发与引进并存煤合成氨新技术开发与引进并存N.农资农资导报导报.2004年年5月月11日日(013)