合成氨裝置簡介和重點(diǎn)部位及設(shè)備示范文本

1、文件編號：RHD-QB-K7039合成氨裝置簡介和重點(diǎn)部位及設(shè)備示范文本平安治理范本系列FOONSHlOh編輯:XXXXXX查核:XXXXXX時間:XXXXXX合成氨裝置簡介和重點(diǎn)部位及設(shè)備示范文本操作指導(dǎo)：該平安治理文件為日常單位或公司為保證的工作、生產(chǎn)能夠平安穩(wěn)定地有效運(yùn)轉(zhuǎn)而制定的,并由相關(guān)人員在辦理業(yè)務(wù)或操作時進(jìn)行更好的判斷與治理.,其中條款可根據(jù)自己現(xiàn)實(shí)基5出上調(diào)整,請仔細(xì)瀏覽后進(jìn)行編輯與保存.一、裝置簡介一裝置開展及其類型世界上第一座合成氨生產(chǎn)裝置始于1913年.我國首套合成氨生產(chǎn)裝置建于20世紀(jì)30年代.到70年代初,我國運(yùn)行的合成氨生產(chǎn)裝置絕大多數(shù)仍為以煤焦為原料,采用固定床制氣

2、技術(shù)的中、小型裝置.世界上,60年代起,大型合成氨生產(chǎn)裝置由于具有工藝流程短、熱利用率高、自動化水平高、單系列、運(yùn)行時間長等優(yōu)點(diǎn),得到快速開展.我國從1973年開始,從美國、日本、法國引進(jìn)了13套日產(chǎn)合成氨looot的大型合成氨生產(chǎn)裝置.這些裝置均采用粒類蒸汽轉(zhuǎn)化制氣工藝技術(shù),其中以天然氣為原料的有10套其中兩套后來改用輕油；以輕油為原料的有3套.1978年以后,又引進(jìn)了以渣油、煤為原料,采用局部氧化制氣工藝技術(shù)的大型合成氨生產(chǎn)裝置.合成氨裝置生產(chǎn)工藝技術(shù)因原料制氣、氣體凈化、氨合成工藝不同而有多種工藝技術(shù).原料氣化有：煤焦固定床氣化工藝；煤焦氣流床氣化工藝；渣油、水煤漿局部氧化制氣工藝；粒類

3、輕油、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氣工藝.氣體凈化工藝種類繁多.硫化物脫除分為固定床吸附如氧化鋅吸附和溶液吸收如：乙醇胺法、甲醇法、NHD法.一氧化碳變換工藝可分耐硫變換工藝和非耐硫變換工藝.二氧化碳脫除可分為化學(xué)吸收法如：GV法,苯菲爾法和物理吸收法如：低溫甲醇法、NHD法.氣體精制工藝可分為“熱法精制"甲烷化工藝和"冷法精制"低溫液氮洗或深冷凈化工藝.氨合成工藝按壓力等級,可分為高壓法、中壓法、低壓法；按合成塔的氣體流向,可分為軸向塔和徑向塔；按床層換熱方式,可分為內(nèi)部換熱式、中間換熱式和中間冷激式.世界上,由于合成氨原料本錢價格不斷上升,合成氨工藝技術(shù)目前向低能耗開展.

4、出現(xiàn)了多種低能耗合成氨工藝技術(shù).其中,以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化低能耗制合成氨裝置,其能耗已降到28CJ/t.NH3的水平.二裝置的單元組成與工藝流程1,組成單元合成氨裝置因工藝技術(shù)不同,組成的單元也不同.現(xiàn)介紹以粒類蒸汽轉(zhuǎn)化制氣工藝技術(shù)生產(chǎn)合成氨裝置的情況.裝置由硫化物脫除簡稱脫硫、粒類蒸汽轉(zhuǎn)化制氣簡稱轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換簡稱變換、二氧化碳脫除簡稱脫碳、氣體精制簡稱甲烷化、氫、氮?dú)鈮嚎s簡稱壓縮、氨的合成簡稱合成七個單元組成.各單元介紹如下：脫硫粒類原料天然氣、煉廠氣、輕油等與氫氣混合進(jìn)行加氫反響,將原料中的不飽和粒、有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為飽和粒、硫化氫.再由氧化鋅脫硫劑吸附,除去原料中的硫化物.如原料

5、中硫含量過高,那么在脫硫單元中增加予脫硫裝置.2轉(zhuǎn)化原料中的碳?xì)浠衔锵扰c蒸汽,后加空氣發(fā)生轉(zhuǎn)化反響,得到含山、8、C02sCH.4等的氣體.并回收熱量,產(chǎn)生高壓蒸汽.一段轉(zhuǎn)化反響需要的熱量由燃料氣(油)燃燒提供.變換轉(zhuǎn)化氣中co與水蒸氣反響生成也和C02o(4)脫碳采用碳酸鉀溶液循環(huán)吸收、再生的方法,除去工藝氣中C02,并將再生出來的高濃度CO2送到尿素裝置作為原料.(5)甲烷化將工藝氣中微量的CO、CO?與電反響生成甲烷,從而得到合成氨生產(chǎn)所需要的純潔的n2sh2氣.壓縮通過合成氣壓縮機(jī)將工藝氣壓力提升,補(bǔ)充入氨合成循環(huán)回路.并提供氨合成回路氣體循環(huán)需要的動力.7合成氫、氮?dú)庠诟邷?、高壓?/p>

6、反響生成NH3.反響后的氣體經(jīng)冷卻、冷凝別離出液氨,未反響的氫、氮?dú)馀c補(bǔ)充的新鮮氣循環(huán)回合成塔.根本循環(huán)流程：合成一熱回收一冷卻一冷凝一氨別離一換熱一循環(huán)升壓一合成.合成循環(huán)回路中需要的冷量由氨冷凍系統(tǒng)提供.2.工藝流程工藝流程說明：工藝原那么流程見圖7-L工藝流程從原料到氨的合成,共分七個工序.脫硫含少量硫化物的原料天然氣、輕油等經(jīng)原料壓縮機(jī)泵升壓到4MPa表,與少量從合成氣壓縮機(jī)來的合成氣混合,經(jīng)加熱,進(jìn)入加氫反響器,將有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為h2s0然后進(jìn)入氧化鋅脫硫槽吸附H2S,使原料氣中的硫含量降到0.2mg/m3lU下.脫硫后的氣體送去轉(zhuǎn)化.2轉(zhuǎn)化脫硫后的氣體與水蒸氣混合進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐爐管

7、內(nèi),在鑲催化劑作用下,進(jìn)行粒類蒸汽轉(zhuǎn)化反響,出口溫度達(dá)800左右,出口氣體中CH,含量達(dá)8%左右.工藝氣再進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐,與適量空氣混合燃燒,在鑲催化劑作用下,繼續(xù)進(jìn)行甲烷轉(zhuǎn)化反響,使出口氣體中甲烷含量降為0.3%0高溫轉(zhuǎn)化氣再進(jìn)入廢熱鍋爐,回收熱量,產(chǎn)生高壓蒸汽.一段轉(zhuǎn)化爐爐膛內(nèi)設(shè)有頂或側(cè)壁燒嘴,由燃料氣油燃燒,提供轉(zhuǎn)化反響需要的熱量.3變換從轉(zhuǎn)化來的氣體溫度約360,先進(jìn)入高溫變換爐,反響后出口氣體中CO達(dá)3%左右.氣體經(jīng)換熱后,溫度降至!J220,再進(jìn)入低溫變換爐,出口氣體中CO降到0.4%左右.然后去脫碳系統(tǒng).(4)脫碳變換來的氣體含CO2約20%,進(jìn)入二氧化碳吸收塔底部,與熱碳酸鉀溶

8、液進(jìn)行逆流接觸吸收.吸收塔出口工藝氣中C02下降到0.1%,經(jīng)別離后進(jìn)人甲烷化系統(tǒng).碳酸鉀溶液在再生塔內(nèi)通過減壓,加熱再生.再生后的溶液回到吸收塔,循環(huán)使用.再生出來的co2氣,降溫后,送往尿素裝置.為提升吸收、再生效率,一般采用兩段吸收、兩段再生.(5)甲烷化脫碳后的氣體經(jīng)換熱后進(jìn)入甲烷化爐,在銀觸煤35CTC,經(jīng)給水加熱器,熱交換器、水冷卻器、氨冷器,降溫到左右,進(jìn)入氨別離器,別離出液氨.別離后的氣體經(jīng)冷交換器、熱交換器提升溫度后,去合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段,升壓后繼續(xù)進(jìn)行循環(huán).別離出來的液氨經(jīng)減壓,解吸出溶于液氨中的氣體后,送到氨罐.為限制循環(huán)氣中的惰性氣體濃度,循環(huán)氣體中排出一局部氣體,吹出

9、氣經(jīng)氨回收,氫回收后,用作燃料.循環(huán)系統(tǒng)中,氨冷器的冷量,由一套氨壓縮機(jī)組成的冷凍系統(tǒng)提供.三化學(xué)反響過程2.工藝技術(shù)特點(diǎn)采用粒類蒸汽轉(zhuǎn)化制氣技術(shù),采用兩段變換、碳酸鉀溶液脫碳、甲烷化氣體凈化技術(shù)以及中壓合成氨技術(shù),工藝流程短.設(shè)備采用單機(jī)組、單系列,設(shè)備性能可靠,可實(shí)現(xiàn)長周期連續(xù)運(yùn)行.裝置的能量利用較合理,生產(chǎn)過程余熱利用充分,能耗較低.采用集中自動限制、自動聯(lián)鎖系統(tǒng),裝置自動化水平高,操作平安可靠性高.五催化劑合成氨裝置工藝過程中采用了加氫催化劑、硫吸收劑、一段轉(zhuǎn)化催化劑、二段轉(zhuǎn)化催化劑、高溫變換催化劑、低溫變換催化劑、甲烷化催化劑、氨合成催化劑共八種催化劑.催化劑由于型號不同、生產(chǎn)配方不

10、同,其性能、特性也不同.各種催化劑的一般組成見表72O二、重點(diǎn)部位及設(shè)備一重點(diǎn)部位1 .轉(zhuǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由一段轉(zhuǎn)化爐、二段轉(zhuǎn)化爐、廢熱鍋爐以及燃料燃燒、煙氣廢熱回收設(shè)備組成.高溫設(shè)備集中,一段爐爐膛高達(dá)130CTC,二段爐出口950,廢熱鍋爐產(chǎn)生1.MPa表高壓蒸汽.設(shè)備內(nèi)為易燃、易爆氣體,壓力達(dá)4MPa表.轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是裝置中的高溫區(qū),其特點(diǎn)是高溫、高壓、易燃、易爆、有毒.假設(shè)發(fā)生超溫,易造成設(shè)備損壞,工藝氣體泄漏,而引發(fā)重大火災(zāi),爆炸事故.2 .合成系統(tǒng)合成系統(tǒng)由合成塔、水加熱器、熱交換器、冷交換器、水冷器、氨冷器、氨別離器等高壓設(shè)備組成.是裝置中高壓設(shè)備集中的區(qū)域.設(shè)備壓力等級一般為20-2

11、5MPa表.設(shè)備內(nèi)工藝介質(zhì)為山、M、NH3等.由于壓力高,設(shè)備發(fā)生泄漏,易造成火災(zāi)、中毒、爆炸事故.如設(shè)備存在缺陷或產(chǎn)生氫脆、產(chǎn)生裂紋,在發(fā)生物理爆炸的同時,還可發(fā)生化學(xué)爆炸,往往造成災(zāi)難性的后果.二重點(diǎn)設(shè)備1 .一段轉(zhuǎn)化爐一段轉(zhuǎn)化爐承當(dāng)著將原料粒類與蒸汽發(fā)生反響制取原料氣的任務(wù).其操作、運(yùn)行是否正常影響到整個裝置的平安運(yùn)行,是裝置中結(jié)構(gòu)復(fù)雜,操作條件苛刻的關(guān)鍵設(shè)備.一段轉(zhuǎn)化爐由輻射段、對流段及燃料系統(tǒng)組成.輻射段一般有幾百根轉(zhuǎn)化爐管,爐管內(nèi)裝填催化劑,粒類與水蒸氣在爐管內(nèi)反響.爐管外用燃料氣油燃燒形成的火焰直接加熱,爐管外壁溫度高達(dá)900950,爐管內(nèi)壓力為4MPa表,運(yùn)行條件比擬苛刻.對流

12、段為有效回收熱能,采用多種工藝物料與煙氣換熱,換熱方式較復(fù)雜.一段轉(zhuǎn)化爐在生產(chǎn)中,如發(fā)生催化劑中毒、結(jié)碳,水碳比失調(diào),燃料系統(tǒng)故障、爐管超溫等都可造成事故.如發(fā)生設(shè)備損壞、泄漏還可引發(fā)重大火災(zāi)、爆炸事故.2 .壓縮透平機(jī)組合成氨裝置有合成氣壓縮機(jī)、氨氣壓縮機(jī)、工藝空氣壓縮機(jī)、原料氣壓縮機(jī)四大機(jī)組,采用離心式多級壓縮機(jī)組,用蒸汽透平驅(qū)動.原料氣壓縮機(jī)壓縮氣體為天然氣或干氣,出口；壓力4MPa表;氨氣壓縮機(jī)壓縮氣氨,出口壓力1.61.8MPa表;工藝空氣壓縮機(jī)壓縮空氣,出口壓力4MPa表;最重要的是合成氣壓縮機(jī),壓縮氣體為山、用氣體,出口壓力一般為2025MPa俵,采用lOMPa俵高壓蒸汽透平驅(qū)動

13、,轉(zhuǎn)速可達(dá)11000r/min,被稱為合成氨裝置的心臟.大機(jī)組一般在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,密封、潤滑條件要求高,調(diào)節(jié)限制系統(tǒng)復(fù)雜.運(yùn)行中如發(fā)生喘振、氣體帶液、軸瓦磨損、密封損壞、軸位移高等都可造成機(jī)組故障.由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)保養(yǎng)、檢修安裝要求高.如維護(hù)不當(dāng),檢修安裝未到達(dá)精度標(biāo)準(zhǔn),也容易發(fā)生設(shè)備故障.而四大機(jī)組均為單系列運(yùn)行,無備用機(jī)組,任何一臺機(jī)組的停機(jī),都可造成全裝置停車.而且泄漏出來的NH3、H2sN2,原料氣還可造成重大的火災(zāi)、爆炸、中毒事故.3 .合成塔合成塔是裝置的主要設(shè)備,氫氣與氮?dú)庠诤铣伤?nèi)反響生成氨.合成塔是高溫、高壓設(shè)備,工作壓力2025MPa表,反響溫度500左右.由承受高壓的外殼及承受高溫的內(nèi)件組成.內(nèi)件由熱交換器及觸煤筐組成,觸