《合成氨仿真转化工序操作手册毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合成氨仿真转化工序操作手册毕业设计（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业设计（论文）题 目 合 成 氨 仿 真 转 化 工 序 操 作 手 册 系 （部） 化 学 工 程 系 专 业 应 用 化 工 指导教师 谢 翔 作 者 唐倩、邓清远、邓杰、徐扶军 完成日期 2013 年 6 月 2 日 四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 目 录目 录1 概述 .11.1 氯碱国内外现状.11.1.1 国外氯碱生产现状和发展分析.11.1.2 国内发展生产现状和发展分析.21.2 氯碱的性质及用途.41.3 离子交换膜法制烧碱工艺流程.42 盐水制备 .62.1 盐水流程示意图.62.2 盐水制备.62.3 盐水的精制.62.3.1 一次精制.82.3.2 二次精制.
2、93 盐水电解.113.1 电解原理.113.2 电解制碱的主要生产流程 .123.3 北化机电解工艺设备.184 片碱 .204.1 片碱的性质及用途.204.2 片碱产生原理.204.4 烧碱制片机.215 生产安全及环保 .22四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 目 录 i5.1 氯碱生产安全措施.22参考文献 .23致谢 .24四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 概 述01 1 概述概述转化装置转化工段仿真以主工艺物流的工艺过程和设备为主，对于公用工程和附属系统不进行过程定量模拟，只做事故定性仿真(如：停冷却水，停蒸汽等)，具体包括如下过程在内：原料气脱硫、原料气的一段转化、转化气
3、的二段转化、变换、蒸汽系统、燃料气系统。由于本仿真系统主要以仿 DCS 操作为主，因而，在不影响操作的前提下，对一些不很重要的现场操作进行简化，简化主要内容为：不重要的间歇操作，部分现场手阀，现场盲板拆装，现场分析及现场临时管线拆装等等。另外，根据实际操作需要，对一些重要的现场操作也进行了模拟，并根据 DCS 画面设计一些现场图，在此操作画面上进行部分重要现场阀的开关和泵的启动停止。对 DCS 的模拟，以化工厂提供的 DCS画面和操作规程为依据，并对重要回路和关键设备在现场图上进行补充。1.11.1 合成氨转化技术合成氨转化技术1.1.11.1.1 本仿真所采用的转化技术本仿真所采用的转化技术
4、1.1.21.1.2 国内发展生产现状和发展分析国内发展生产现状和发展分析1.21.2 氨的性质及用途氨的性质及用途1.31.3 合成氨转化工段工艺流程图合成氨转化工段工艺流程图空 蒸 蒸气 汽 汽图 1-1 天然气蒸汽转化工艺流程图1.3.11.3.1 合成氨转化工段总图合成氨转化工段总图 1.3.21.3.2 脱硫脱硫 DCSDCS 图图天然气预热器 脱硫废热锅炉二段转化一段转化预热预热去变换四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 概述 11.3.31.3.3 一段一段 DCSDCS 图图 1.3.41.3.4 二段二段 DCSDCS 1.3.51.3.5 蒸汽系统蒸汽系统 DCSDCS 图
5、图四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 盐水电 解22 原料气脱硫原料气脱硫2.1 原理原理天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须尽可能地除去原料气中的各种硫化物。（1）加氢转化 指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。（2）氧化锌 是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高，可将出口气中硫含量降
6、至 0.1ppm 以下。2.2 各脱硫剂影响因素各脱硫剂影响因素2.2.1 铁钼加氢脱硫的影响因素铁钼加氢脱硫的影响因素在 350430的操作温度范围内，有机硫的转化率很高，加氢反应速率与温度 和氢气分压有关，温度升高，氢气分压增大，加氢反应速率加快。2.2.2 氧化锌脱硫的影响因素氧化锌脱硫的影响因素氧化锌脱硫的化学反应速度很快。硫化物从脱硫剂的外表面通过毛细孔到达脱硫 剂的内表面，内扩散速度较慢，他是脱硫反应过程的控制步骤。因此，脱硫剂粒度越 小，孔隙率越大，越有利于反应的进行。同样，压力高也能提高反应速率和脱硫剂的 利用率。2.32.3 本仿真转化工段脱硫工艺本仿真转化工段脱硫工艺原料天
7、然气中含有 6.0ppm 左右的硫化物，这些硫化物可以通过物理的和化学的方四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 盐水电 解 3法脱除。天然气首先在原料气预热器（141-C）中被低压蒸汽预热，流量由 FR30 记录，温度由 TR21 记录，压力由 PRC1 调节，预热后的天然气进入活性碳脱硫槽（101-DA 、102-DA 一用一备）进行初脱硫。然后进用蒸汽透平驱动的单缸离心式压缩机（102-J） ，压缩到所要求的操作压力。压缩机设有 FIC12 防喘振保护装置，当在低于正常流量的条件下进行操作时，它可以可以把某一给定量的气体返回气水冷器（130-C） ，冷却后送回压缩机的入口。经压缩后的原料天
8、然气在一段炉（101-B）对流段低温段加热到 230（TIA37）左右与103-J 段间来氢混合后，进入 Co-Mo 加氢和氧化锌脱硫槽（108-D） ，经脱硫后，天然气中的总硫含量降到 0.5ppm 以下，用 AR4 记录。四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 盐水电 解 4四川化工职业技术学院毕业论文（设计） 盐水电 解 53 3 原料气的转化原料气的转化 3.13.1 转化原理转化原理经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段蒸汽转化，转化气温度在983左右，残余 CH4 在 0.9以下入废热锅炉回收工艺气热量。 制取合成氨原料气的方法主要有以下几种：1.固体燃料气法；2.重油气法；
9、3.气态烃法。其中气态烃法又 有蒸汽转化法和间歇催化转化法。本仿真软件是针对蒸汽转化法制取合成氨原料气而 设计的。制取合成氨原料气所用的气态烃主要是天然气（甲烷、乙烷、丙烷等） 。蒸汽转化 法制取合成氨原料气分两段进行，首先在装有催化剂（镍触媒）的一段炉转化管内， 蒸汽与气态烃进行吸热的转化反应，反应所需的热量由管外烧嘴提供。3.23.2 原料气的一段蒸汽转化原料气的一段蒸汽转化经脱硫后的原料气的总硫含量降至 0.1ppm 以下，与水蒸汽混合后进行转化反应， 生成氢气和 CO （CO 将在下一变化中去除）：CH4+H2O CO+3H2 206.4 kj/molCH4+2H2O CO2+4H2 - 165.1 kj/molCnH2n+2+nH2O nCO +（2n+1）H2由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。在实际生 产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。在一段炉中 ，烃类和水蒸气的混合 气在反应管内镍催化剂的作用下进行转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量， 出一段炉转化气温度控制在 800左右。气态烃转化到一定程度后，送入装有催化剂的 二段炉，同时加入适量的空气和水蒸汽，与部分可燃性气体燃烧提供进一步转化所需
