合成氨工艺造气系统能减耗研讨.ppt

氨合成塔综述 化学工程与工艺工3班 背景 氨在我们日常中是最为常见也是最基本的化工产品之一，其用途十分广泛。在农业中，化肥是主要的肥料。而在化肥中应用最广泛的就是氮肥，而氮肥的生产规模、设备级别和产品数量都是化肥工业中数一数二的，在国民经济中占据着不可动摇的地位。合成氨是各种氮肥的生产原料，所以合成氨工业的发展代表了氮肥的工业水平。 合成氨工段指的是:合成塔、废锅热交换器、水冷器、分离器、循环压缩机、氨冷器、冷交换器、回收氨，回收氢，回收弛放气装置。 合成氨合成工段 氨合成塔 氨合成塔，是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反应以进行氨合成的设备。包括单层轴向内冷式内件合成塔、冷管改进型内件合成塔、多层绝热冷激式内件合成塔、多层绝热复合换热式内件合成塔这几种类型。单层轴向内冷式内件在我国小合成氨厂广泛使用，全国近85%左右的厂是采用此种形式的内件。 轴向氨合成塔 氨合成塔的设计要求 1.气体均布：要求分布器筒体的加工精度高,增大气流使气体均布,但会引起局部气体分布不均,需增加再分布器。再分布器既要起到再分布的效果,又要节省高压空间。 2.用材、焊接要求:焊接应注意焊接接头的化学成份和金相组成、焊接接头和热影响区的硬度及焊缝表面质量。 3.解决热应力:解决热应力的方法有设置膨胀节、设置填料密封、采用迷宫密封和自由膨胀结构,进行精确计算并严控加工质量,以改善管板受力状态。 各种塔型的性能对比 目前我国有大型氨合成装置30套,所使用氨合成塔有5种类型,即凯洛格型、托普索型、伍德型、布朗型、卡萨利型。 (1)伍德型氨合成塔:伍德(Uhde)公司原设计氨合成塔为轴向流动3床层冷激式塔,后改为轴径向塔,目前为3床层径向塔,中原大化集团有限责任公司氨合成塔即为该类型。该塔的特点是结构简单、塔内阻力降低、生产能力增大、热能利用率完善。 (2)布朗型氨合成塔:布朗(Braun)公司早期的塔型为2台串联的绝热型合成塔,塔间设有塔外换热器。其特点是吨氨综合能耗为28～30GJ、循环气量小(33 km3)、氨净值高(17%～18%)、高位能利用好、结构简单、操作灵活、催化剂装卸方便。但由于仍采用轴向床,与其它氨合成技术相比,合成系统压力降大、循环功耗高。 (3)卡萨利型氨合成塔:卡萨利(Casale)公司在早期的制氨工业方面一直处于低水平状态,采用传统冷管型催化剂床加列管式换热器结构的单床轴流式合成塔,合成压力40～55 MPa。20世纪70年代,该公司开发了轴径向混流型合成塔或称混合流型合成塔.卡萨利塔既可用作新塔,也可用于老塔的改造,可整塔更换,也可更换内件,改造范围为220～2 060 t/d,我国大型合成氨装置的辽河化肥厂、沧州大化、川化、云天化、赤天化、山西天脊等都采用了该技术。 卡萨利型合成塔内部图