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合成氨工艺总结范文1
随着我国经济的不断发展，社会各个生产环节对于资源、能源的需求量不断增加，由于资源、能源的相对有限，因而社会对于提高资源、能源利用效率也越来越关注，所以，天然气加压直接转化法制造合成氨的生产影响因素分析和生产优化工作受到了较多的关注。
一、转化工段
天然气加压直接转化法制造合成氨，转化工段是重中之重，对合成氨装置节能降耗起到关键作用，它是在转化催化剂作用下的强吸热反应，其反应式为CH4+H2O=CO+3H2-206.29KJ/mol，在一段炉反应中，需要天然气与空气混合燃烧为转化管提供热量。因而在其生产环节应进行如下改进和优化：第一.控制适当的炉膛负压，既满足天然气燃烧有充足的氧含量，又让对流段热量能得到充分回收。第二.由于运行过程中辐射段热能回收部分的换热器内管壁结垢，保温材料附着在外管壁，对流段盘管换热效果逐渐变差，吸收热量减少，出对流段烟道气温度升高，导致热能损失，因此利用大修停车机会应进行内管壁化学清洗、外管壁空气清扫以提高热能回收效果。第三.如果发现对流段出口烟道气温度偏高，热能损失偏大，可通过调节炉膛负压、有条件可增加一组预热燃烧空气、预热工艺天然气盘管等方法来回收热量。我厂于2007年利用系统大修机会，对一套合成氨装置的对流段尾端增加了一组预热工艺天然气盘管，改造后出对流段烟道气温度由223.5℃，下降到161.9℃；一段炉热效率提高约3.2%，全年可节约天然气54.8万m3，价值93万元。而改造投资费用38.6万元，投资回收期仅需5个月。第四.操作中，一、二段炉应整体考虑，一般来说，一段炉水碳比每下降0.1，吨氨少耗蒸汽51.6Kg；在保证催化剂安全和脱碳热负荷需要的前提下，尽量降低一段炉水碳比提高二段出口温度以保证二段转化气残余CH4合格。第五. 控制二段炉催化剂装填量。生产中往往认为催化剂装填得越多越好，但是当燃烧空间不够，空气与工艺气混合不均，二段炉总体转化效果将下降。如果适度减少催化剂装填量，增大燃烧空间，使空气与工艺气混合均匀，二段转化效果将有明显提高。
二、变换工段
变换反应是放热反应，降低温度有利变换反应的进行。选择起始活性温度低的中温变换催化剂（如B113-2低温催化剂，使用B113-2低温催化剂在中变炉进口及床层温度比使用B110-2催化剂降低18℃的条件下，在生产负荷相同的情况下，中变气出口一氧化碳由2.3-2.7%下降到1.9-2.4%，一氧化碳的变换率明显提高，同时也大大减轻了低变炉负担，有利于后工序生产）。因此，在中变工段的改进和优化方面建议使用低温催化剂。
三、脱碳工段
脱碳系统是合成氨生产装置的关键系统之一。近几年在两段吸收、两段再生的节能改良苯菲尔溶液法的装置中，不少厂家的吸收塔、再生塔仍使用三层散装鲍耳环的板式塔填料，这样的装置常常出现两塔阻力增加，产生泛液现象；溶液再生度较低，二氧化碳吸收能力下降，净化气二氧化碳含量上升，生产中常常出现减负荷的情况，导致系统消耗上升。目前，波纹填料的分离、吸收二氧化碳效率与散装鲍耳环的板式塔填料相比，增加了液体的均匀分布和填料润湿性能，具有持液量较小、阻力较低、吸收分解效果好以及操作性能稳定等优点，能提高传质效率。因而在其生产环节应进行如下改进和优化：第一、将散装鲍耳环更换为Y250型规整波纹多孔填料，由于规整波纹多孔填料比散装鲍耳环填料空隙率的自由截面大，利于气、液流通，也增加了气液接触面，有利溶液吸收或解吸再生。第二、严格管理脱碳溶液组分，及时调整脱碳溶液成分，提高脱碳溶液吸收二氧化碳效果。第三、加强脱碳溶液中杂质的过滤，避免因溶液杂质多而使塔阻力增加，产生泛液现象。
四、压缩机工段
合成氨生产能耗和产量的稳定性会直接受到压缩机工段的影响。较为常见的压缩机工段影响因素包括：第一、若压缩机倒机和开停机控制不理想，则系统气量会发生大幅度的波动，进而导致系统压力发生变化，当系统压力升重时，会导致一段炉蒸汽量瞬间大幅减少，而工艺天然气由于压缩机的加压做功系统压力升高影响较小，这样，一段炉水碳比就会立即下降，如果低于催化剂的保护值，保护连锁动作系统就会跳车停运；当压力降低严重时，会导致CO2吸收塔带液，威胁到甲烷化炉的生产。操作上，在压缩机倒机和开停机控制过程中，利用压缩机的回路控制好氢氮段进气压力，力求压力平稳，避免系统出现较大波动。第二、加强压缩机各段的积油、积炭清洗，油水的按时排放，避免压缩机打气量差，电耗增加，甚至损坏压缩机。第三、当生产负荷不足时，压缩机空气段的放空应在压力低级段放空，避免在加压做功后才放掉，导致电耗增加。
五、氨合成工段
通常可从下述几个方面着手对氨合成工况进行优化改进：第一，加强进塔气体成分的控制，为装置提供理想气源。第二，在低空速、高氨净值运行的基础上，使用高效分离、冷却设备。第三，加强触媒升温还原和装填工作，避免气体偏流，减小径向及轴向温差，从而充分发挥出触媒的活性。第四，联合使用高性能触媒和高效内件，以低空速、高氨净值的方式运行，减少压缩电耗和循环电耗，缓解合成系统压力[1]。
六、系统尾气的处理
合成氨系统尾气的处理各厂根据自身实际情况各不相同。目前，我厂使用的合成驰放气和氨罐闪蒸气联合回收方法是利用驰放气膜分离法分离后的回收尾气减压至2.0 MPa作为氨罐闪蒸气回收补充动力气，这样能增加合成驰放气和氨罐闪蒸气回收效率，提高企业经济效益和竞争能力；同时还减少了稀氨水产生，减轻了氮肥企业处理稀氨水的压力，是一项非常理想的环保节能项目。其回收处理方法为：来自合成一氨分经过气液分离后的合成驰放气经调节阀减压、脱盐水洗涤后，其氨含量降到100ppm以下，再经过分离塔分离掉夹带的水后，用低压蒸汽将其加热到35℃-50℃，再进入膜分离管，易渗透的氢从膜管束外部渗透到中心，并汇集后经调节阀降压到与甲烷化气压力相等 ，与甲烷化气一并被压缩机加压后进入合成系统；而不易渗透的氩气、甲烷气 和氮气等尾气则从膜管束外另一端引出，压力仍为11MPa，再被调节阀减压到2.0 Mpa左右，去微动力氨回收装置作透平膨胀机的动力气源——解吸气。2006年我厂采用中科院物化所开发的深冷微动力氨回收技术，利用中高压气体节流膨胀制冷、气体中氨与其他组分冷凝液化温度不同的原理，进行回收氨罐闪蒸气中的气氨，回收气氨纯度99.6%以上，经冰机加压冷凝变为液氨；回收后，氨含量小于0.4%的尾气全部返回一段炉作燃料气，氨罐闪蒸气中的氨回收率达97.8%以上，其回收气氨的效果十分理想。
合成氨工艺总结范文2
我国中型氮肥厂大都建于五六十年代。以煤为原料的中型氮肥厂的合成氨装置主要采用我国自行开发的工艺技术，如常压固定层煤气化、拷胶脱硫、热钾碱法脱碳、往复式压缩、高压合成等；尿素生产主要采用水溶液全循环工艺。以油为原料的合成氨工艺也是国内开发的。只有以气为原料的部分厂采用引进技术。总的说来，我国的合成氨、尿素生产技术均较为落后，尤其是以煤、焦为原料的一些工厂，五六十年代建成，有些厂先天不足，设备陈；日，能耗高，运行了多年，更新改造力度不够。而且现有的中氮企业绝大多数单系列装置规模偏小（一般合成氨为6～8万t/a，尿素为13万t/a，公用工程潜力大，人员多，竞争能力差，抗风险能力弱；还有的工厂三废排放高于国家标准，急待改造。“八五”、“九五”期间，虽然国家投入一部分资金对中氮肥实行技术改造（如利用亚行、世行贷款在12个工厂新上12套8一131程，还有20多个工厂的技术改造主要是增加2～3万t/a合成氨、3～5万t/a尿素），但改造力度还不够大。在国际、国内竞争激烈的新形势下，利用近几年新开发的新技术，在现有的基础上加大对中氮肥技术改造的力度，进一步扩大装置规模，降低消耗和成本，缩小和国外以及国内大型氮肥厂的差距，提高竞争能力，势在必行。究竟如何改造？综合大家意见，我想就此提出一些思路。
一、要突出技术进步
中氮肥企业绝大部分采用国产工艺技术和设备，对它的技术改造也要紧紧依靠国内研究、设计和大专院校等科研部门所开发的新工艺、新技术。
1．合成氨工艺技术的改造
(1）造气造气炉采用新型炉底、炉箅，造气采用用微机控制、优化操作；采用过热蒸汽制气，提高造气废锅蒸汽压力，并改造造气风机，增加吹风强度，提高单炉产气量。
(2)脱硫采用喷射再生技术及新型填料等技术，提高生产能力及脱硫效果。
(3)变换利用现有设备进行全低变技术改造，并采用新型触媒。
(4)脱碳用苯菲尔脱碳技术的企业，可采用双塔变压再生、空间位阻胺、蒸汽喷射闪蒸等技术进行改造；用物理吸收技术的企业，可采用NHD等低能耗脱碳技术进行改造；脱碳富液采用水力透平回收能量。
(5)精制铜洗通过新型填料、新型塔板等进行技术改造，甲烷化采用新型催比剂。
(6)合成采用新型内件进行改造，如采用湖南安淳公司的ⅢJ一99型或南化NC一1200轴径向合成内件，中置废锅回收热量。
(7)压缩压缩机采用膛罐，增加副缸，改造气阀、填料等技术，增加打气量，防止泄漏，提高运行周期。
(8)氢回收可根据需要采用膜分离或变压吸附等技术进行改造。
2、尿素工艺技术的改造
要采用预分离、预精馏流程；设置一吸塔外冷器，增加吸收能力；改造一段蒸发、二段蒸发加热器；氨泵、甲胺泵等根据情况改为变频调速，更新改造；新增深度水解系统，回收尿素工艺冷凝液；造粒塔采用新型喷头。
在自动化控制方面，要采用DES系统优化控制。在公用工程方面，要采用新型横流冷却塔，新型填料等新技术改造冷却水系统；锅炉采用循环流化床技术，掺烧造气炉渣，热电联产，能量多级利用。
二、必须以经济效益为中心
通过近几年化肥市场疲软的事实，我们充分认识到了经济效益是企业的立身之本。无论哪一项技术，哪一项工艺，哪一个设备，都要详细探讨和论证投入和产出，仔细地计算经济效益。提高经济效益是我们一切工作（包括技术改造和企业管理等）的出发点和归宿，离开了这一点，一切都是没有意义的。
中氮改造不能单纯靠增加设备来增加能力。要提高技术水平，改造装置中的“瓶颈”部分，挖掘潜力，以少投入多产出为目标，达到最佳的经济效益。
三、挖潜改造与扩大规模相结合，实现系列化，规模化
目前，全国中氮肥厂的合成氨装置大都已达到8万t/a的规模，这在“八五”当时是经济规模，安阳化肥厂大胆探索，利用原来的设备，采用新技术，将原来的系统规模扩大到12万t/a。这是一条值得其它厂推广和借鉴的经验。1996年，化工部在安阳化肥厂召开过全国中氮肥行业发展研讨会，该厂就已提出过这种想法，但没有完全得到大家的认同。通过近两年的实践证明，他们这一想法已付诸实施，取得良好的经济效益，吨氨能耗可以降低6．3～7．5GJ，尿素生产成本约降低20％。我国中氮肥装置的工艺和设备虽然各厂有所不同，但大同小异，可以参照安阳化肥厂的模式进行改造。若全国以煤焦为原料的中化肥装置先改造20套，即合成氨由8万t/a增加到12万t/a，尿素由12万t/a增加到20万t/a，那么，总共可增加合成氨能力80万t/a，尿素能力140万t/a，差不多相当于增加了3个30万t/a合成氨厂，而投资则要比新建节省很多。这是我国中氮肥技术改造的一条好路子。近年来，在市场经济的竞争中，一批小化肥企业脱颖而出，其规模已达到中氮肥的规模。如何进一步改造这批小化肥，方案需要认真研究，要尽量靠近经济规模。
关于原料路线的改造，各厂条件不同，情况各异，要根据各自的不同特点进行充分论证，因地制宜，不能强求一致。
四、重视产品结构调整，发展多种经营
我国中氮肥绝大部分都是运行了几十年的老厂，很多厂有几种甚至几十种产品，产品单一的生产厂很少，这就为产品结构调整，发展多种经营打下了很好的基础。如资江氮肥厂这方面做得就很好。该厂既生产为农化服务的混配肥，还开发了多种精细化工产品。
还有的厂氮肥产品相对单一，经不起市场风浪，即使搞了些产品，也形不成气候，在今后的技改中，必须重视发展多种经营，不能搞单打一。要化肥、化工并举，走以肥为主、多种经营的路子。但在确定产品方案时，需要认真研究。要注重两个问题：一是市场；二是技术来源。否则就会形成包袱。
五、握高创新和开发能力
很多中氮肥厂在这方面已经取得了明显的经济效益。有的厂利用一些高等院校、科研单位及兄弟厂的新工艺、新技术进行本厂的技术改造。今后，中氮肥厂的改造也应加强与这些部门的联系。也可以引进国外的一些技术，“取人之长，补己之短”。同时，也要提高自己的发展创新能力，搞些小改小革，增加这方面的投入。目前，我们的中氮肥采用新技术的力度不够，不够大胆，需要转变思想观念。21世纪是知识经济时代，谁有新技术，谁就会主动，谁就会在市场竞争中占居有利地位，占领市场经济的制高点。
六、加强空观调控，维持公平竞争秩序
我这里是指整个氮肥行业。
1994年、1995年国内化肥市场走俏，各地各厂新上了一大批装置，国家也审批了一批项目，氮肥能力增加很快，加之国家又大量进口化肥，造成了目前国内化肥滞销的局面。应当总结经验，吸取教训，加强化肥市场的宏观调控，控制化肥进口。要控制那些
仅是靠外延提高效益的项目。
近一个时期，国家机关机构改革，行业管理有所削弱，行业遇到一些新情况，如流动资金不足、企业三角债相互拖欠、市场竞争无序等，政府主管部问是不十分清楚的。建议国家加强行业管理，维护公平竞争秩序。希望有关行业管理部问派出相关调查组到企业去深入调查研究，帮助企业解决困难。
另外，行业统计不准确，有些数字水分大，宏观决策缺乏可靠的依据。化肥企业非常希望国家尽快通过《化肥法》，维护企业的利益，等等。这些都是需要加强的行业管理范畴。
七、要对中氮肥改造给予适当的优惠政策
化肥是关系国计民生的民用物资，解决化肥问题只能立足国内。我国是一个农业大国，国际化肥市场直接受我国化肥需求的影响，过份依赖进口化肥，必然会引起国际市场化肥价格的上涨。这在历史上是有教训的。因此，国内不能因为效益差而放弃生产化肥。国家应给予适当的优惠政策鼓励化肥生产。具体有以下几个方面的建议：
（1）增加贷款力度，对“八五”、“九五”的项目，国家和地方的贷款要及时到位，尽快把项目建成，不能一拖再拖。贷款利率应适当优惠。
（2）对于引进的关键设备，应免证关税和增值税。
（3）对现有中氮肥企业在原料、供电、运输、税收等方面都应给予和小化肥同样的优惠政策，实行公平竞争。
合成氨工艺总结范文3
【关键词】高考 STS教学 解题思路 化学工艺题
【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962（2013）06（b）-0181-01
化学工艺题，早在20世纪末就多次出现在山东、上海、湖北等地的高考试题之中，但那时没有给予这样的专业称呼。直到2007年新课程标准高考改革以来，全国各省的高考中频繁出现类似题型时，才引起了我们教育工作者和高中学生的高度关注。该题型主要将现代化工生产过程或化学实验中的主要环节以方框、箭头和图形的方式表达出来，并对环节中所涉及的中学化学知识巧妙提问，从而形成了现在让学生感到畏惧的化学工艺试题。怎样辅导学生，才能使学生很好的掌握这类题的解题方法正是一线教师非常关心的问题。
对于近几年高考中出现的化学工艺题一般按生产原料可分为以下几类：利用矿产资源生产的工艺流程题（工业制硫酸、冶铁炼钢等）、利用空气资源生产的工艺流程题（如合成氨工艺流程题）、利用水资源生产的工艺流程题（如海水制盐、氯碱工业、海水提溴碘、海水提镁等）、利用化石燃料生产的工艺流程题（如有机合成工艺题）等等。
在学生做题时要准确、顺利完成工艺流程题的解答。首先学生必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识，其次要掌握除杂分离提纯物质的基本技能，另外也要具备分析工艺生产流程的方法和能力。下面针对新课程高考改革后化学工艺类题型的解题思路作如下探讨：
案例一：卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制取高级烃，反应的化学方程式为：RX+2Na+R’xR-R’+2NaX。其中x代表卤素原子，R和R，为烃基，可以相同也可以不同。试以苯、乙炔、Br2、HBr、金属钠、金属铁等为原料，通过三步反应制取苯乙烯，写出制取该苯乙烯过程中的涉及的化学方程式。
解题思路：对于该类型题，我们可以在草稿纸上先画出工艺流程图，这时我们不难看出这是一类线型流程工艺（从原料到产品的生产工序）试题。为此分析整个生产流程示意图中的所使用的原料与产品，从中找到原料与产品之间的联系，弄清楚整个生产流程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。
具体分析如下：从题目中可知（1）原料为苯、乙炔、Br2、HBr、金属钠、金属铁。目标物质为苯乙烯。（2）题中给定条件为利用卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制取高级烃，RX+2Na+R’xR-R’+2NaX。（3）在学生的已有学习了，苯、炔烃的性质，比如乙炔的加成反应，苯的取代反应等。由此可得出答案。
当然有些化工生产选用多组原材料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其它原材料生产所需的主要产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题时，我们为了便于分析掌握生产流程的原理、方便解题，通常将提供的工艺流程示意图画分成几条生产流水线，进行交叉分析。也有些题型考查用同样的原材料生产多种（两种或两种以上）产品（包括副产品）的类型的化学工艺题，这时用截段分析更容易找到解题的切入点，便可很快得出最有效的解题思路，从而得到正确答案。
案例二：合成氨的流程示意图如下：（如图1）
回答下列问题：
（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是______，______，氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学方程式_____，_______。
（2）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是_______，其中发生的化学反应方程式为_______。
（3）设备B的名称是_______，其中m和n是两个通水口，入水口是
（填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因是_______。
（4）设备C的作用是_______。
（5）在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.672，若要使CO的。转化率超过90%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于________。
解题思路：这是2012年海南省的一道高考题，属于一个典型的利用空气资源进行生产的工艺流程题（如合成氨工艺流程题）。在该化学工艺生产中，出现了循环压缩机是为了充分利用原料，变废为宝，设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外，同时还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。在解答这类题分析工艺生产流程时，必须考虑原料转化的产品的同时也要充分考虑原料的充分利用和再生产问题。
具体分析过程如下：（1）利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气。故分离方法是液化和分馏。（2）合成氨的设备为合成塔。（3）冷凝分离氨气的设备为冷却塔，为了增强冷却效果，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好。（4）设备C是分离器，能将液氨和未反应的原料分离。（5）通过题中CO的转化率求出CO、H2O的起始浓度，再求出它们的比值。
同时化学工艺题也存在如下的结构特点；
一是试题源于现代生产和中学化学实验。以解决化学面临的实际问题进行设疑，使问题情境真实呈现于生产生活中，意在培养学生利用所学理论知识分析和解决实际面临的问题。
二是由于社会生产的多样性，化学工艺试题内容非常丰富，涉及的化学基础知识各个方面的内容，既能考查学生化学双基知识的掌握情况，也能考查学生应用双基知识解决化工生产、化学实验中相关问题的能力。
合成氨工艺总结范文4
[关键词]GE水煤浆；配煤；技术经济；研究
贵州赤天化桐梓化工有限公司设计年产30万吨合成氨、30万吨甲醇和52万吨尿素。气化装置采用GE公司水煤浆气化工艺技术，配置3台气化炉，每台设计煤浆量为62m3/h，最大煤浆量为72m3/h。根据GE水煤浆工艺技术特点，煤炭原料主要以低灰分、高挥发分的烟煤为主。但是，由于该项目地处贵州省桐梓县，而当地主要生产高灰分、低挥发分的无烟煤。虽然烟煤对GE水煤浆工艺具有良好的适应性，但是产地主要分布在西北一带，运输路途遥远，价格相对较高。而桐梓本地煤虽然运输路途近，价格相对较低，但是对GE水煤浆的适应性差，碳转化率低。因此，研究GE水煤浆工艺配煤的技术经济性，即通过工程技术试验，寻找配煤技术经济性规律，建立数学模型，研究煤炭价格变化与最佳经济性配比的数学关系。
1配煤试验
1.1试验方案
1.1.1试验对象和范围
以气化炉作为研究对象，通过研究桐梓本地煤和北方烟煤的5种配比分别对公司产品煤耗、产品煤成本、产量经济效益的影响，推导最佳配煤比及计算方法，确定某种煤价条件下的最佳配比。
1.1.2数据收集、计算和分析
根据GE水煤浆工艺特点，在稳定煤仓和煤浆槽料位前提下(控制在70%~80%)，主要对气化炉煤仓进口原料煤量、煤质及煤浆的组分，气化炉产水煤气的气量和组分，排出的粗细渣量和组分，合成氨和粗甲醇产量、碳洗塔出口水煤气温度和压力等数据进行采集。通过上述采集数据，计算有效气量，粗甲醇折算氨产品计算吨氨煤耗，千方有效气煤耗，千方有效气耗氧，产渣率和碳转化率。通过采集和计算数据，进行对比分析，结合煤质变化，分析造成差异的主要原因。
1.1.3配煤精准度管理
校验频率由每月1次改为每周1次，精准度要达到千分之三。自动采样器每隔30分钟进行取样1次，并将一个班的样进行混合均匀后，再进行分析，避免了以往随机取样造成样品代表性差的问题。将煤场各种煤进行了标识和分类管理，提高配煤人员操作的准确性，安排专职人员日常到煤场进行监督管理，检查物料部配煤台帐，精确到各煤种的每班配量，每周五定时对各种煤进行盘库。
1.2数据收集、统计和计算
2016年5月25日——2016年6月24日，共采集了本地无烟煤和北方烟煤的配煤比(质量比)分别为7︰3、6︰4、5︰5、4︰6和3︰7五种数据，根据生产工艺数据和分析数据，作了数据统计、分析、计算和对比。
1.3主要数据分析
1.3.1耗煤量分析
根据图1，除配煤比为5︰5以外，吨氨煤耗随桐梓本地煤占比增大与增加，且大多数点都在拟合的直线上下。虽然各种配比的转化率相差不大，但是实际获得水煤气中CO、H2量相差较大。北方烟煤中挥发分含量较无烟煤高20%左右，挥发分中主要含各种烷烃和芳香烃，碳活性较好。北方烟煤占比越高，有效气中CO、H2占比越高。桐梓本地无烟煤与北方烟煤的配比越高，煤耗越高。当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时，吨氨耗煤和千方有效气耗煤分别比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高6.81%和8.17%。当配比为5︰5时，由于煤浆浓度和挥发分含量达到一个较为理想的中间值，因此兼顾了北方煤和桐梓本地煤的优点，吨产品耗煤和有效气耗煤达到一个较低值。
1.3.2产渣率分析、耗氧量、碳转化率和热值分析
通过几组数据对比分析，各种配比产渣量随着桐梓本地煤占比升高而增大，这与桐梓本地煤灰分较高相关。桐梓本地煤比例越高，有效气的耗氧量越高，增大了空分运行成本。根据数据表，当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时，千方有效气耗氧分比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高4.96%，即千方有效气多耗高压蒸汽0.05吨。以渣为计算依据，各种配比碳转化率相差很小，气化温度达到1350℃及以上温度时，煤中碳转化率均接近化学平衡。但是粗渣中残碳受煤种影响较大，尤其是桐梓本地煤占比越高，粗渣残碳越高。北方烟煤比例越高，混合煤的热值越低，主要原因是混合煤中固定碳含量较低。例如，收到基固定碳在桐梓煤与北方煤比例为7︰3时，比在桐梓煤与北方煤比例为3︰7时高3.5%。
1.3.3产硫量分析
桐梓本地煤与北方烟煤比值越大，混合后煤中总硫含量越高，因此，当桐梓煤与北方烟煤比值为7︰3时，煤中硫含量比桐梓煤与北方烟煤比值为3︰7时的高85%，即增加450m3/h硫化氢气体，每天可增大硫磺产量15.5吨。
2技术经济分析
2.1工艺最低消耗分析
根据试验数据，当桐梓本地煤：北方烟煤比例为3:7和5︰5时，吨产品耗入炉煤消耗最低，分别为1.422t/t和1.435t/t，有效气耗煤分别为0.674t/km3和0.702t/km3。
2.2现行煤价的成本分析
根据各种配比下吨氨和有效气的消耗数据，结合当前北方烟煤、桐梓本地煤的采购煤价和蒸汽价格(桐梓本地煤与北方烟煤采购均价分别为460元/吨和650元/吨，高压蒸汽价格为120元/吨)，编制了吨氨耗煤和有效气耗煤的成本表。
2.3配比与煤价的关系式推导
2.3.1拟合直线
利用吨氨煤耗与配比拟合一条直线，如图1直线，根据上述氨煤耗和配比数据，计算方程式系数：a=0.058，b=1.392即得方程式：y=0.058x+1.392(1≥x≥0)式中y为吨氨煤耗，x为桐梓本地煤占入炉煤的比率。
2.4经济效益与配比的关系
根据产品价格、不同配比产量和消耗的关系建立经济效益关系式。因为合成氨涉及消耗原材料较多，本次只以吨氨耗煤计入消耗成本。具体关系式推导如下：效益=收入-消耗=产量×[产品单价-煤耗成本]根据各种配比的煤耗成本，可以计算经济效益。从最大经济效益中选择最大效益对应的配比作为最佳经济效益配比。通过计算，根据现行煤价和产品液氨销售价格，当桐梓本地煤与北方烟煤配比为5︰5和6︰4时，经济效益较高。
3结论
根据试验及运行数据，桐梓本地煤与北方烟煤配比越高时，吨氨消耗、产渣率、水煤气硫含量、灰分及残碳较高，有效气产率较低。其中，桐梓本地煤与北方煤比例为3︰7和5︰5，吨产品耗煤较低。根据试验数据和现行煤价，桐梓本地煤与北方煤比例为7︰3、6︰4和5︰5时，吨氨耗煤和有效气煤耗的成本较低。从经济效益来看，当桐梓本地煤与北方烟煤配比为5︰5和6︰4时，经济效益最高。通过数学分析，建立了水煤浆经济配比与煤耗成本的数学关系式，用于指导生产实际。
参考文献
[1]胡云凯，娄伦武．无烟煤在GE水煤浆气化装置的应用总结[J]．氮肥技术，2014，35(4)：24-26．
[2]蔡书琴，杜俊．水煤浆配煤试验研究与应用[J]．化肥工业，2015，42(4)：31-33．
[3]邹杰，许玲玉．水煤浆浓度变化对煤气化工艺的能耗影响分析[J]．煤化工，2016，44(2)：50-53．
合成氨工艺总结范文5
关键词：氨合成催化剂 装填 轴径向 合成塔
2010年石化厂合成车间因原料气短缺待料停车，并于2011年对装置进行检修，检修过程涉及合成塔催化剂的更换。本论文主要针对A110 —1 催化剂的装填进行总结。
1、催化剂的化学组成和主要性能
1.1 合成氨反应原理
3H2 + N2 = 2NH3 + Q
此反应是可逆放热体积缩小且有催化剂存在才能以较快的速率进行的反应。
1.2 催化剂的化学组成
根据装置生产特点，选用的是安格工艺技术（南京）有限公司产A110 —1型催化剂，为无规则颗粒状铁系氨合成催化剂,主要用经过精选的磁铁矿按传统的熔融法制造而成。其主要成分为Fe3O4、其中含有Al2O3、K2O、CaO、SiO2、BaO等结构性助催化剂，A110-1型催化剂的化学组成和性能见表1。
表1 A110-1型催化剂化学组成和性能
催化剂型号 组分含量（%） 尺寸（mm） 压力（MPa） 温度
（℃） 空速
( 104/h)
A110 —1型 Al2O3 K2O CaO SiO2 BaO Fe2/Fe3 3.3-9.4 15-30 370-510 3
2.4-2.8 0.5-0.7 1.9-2.3
2、催化剂的装填
2.1催化剂的装填方案
本装置氨合成塔采用南化研究院提供的“三轴一径”内件式合成塔，该塔有4个催化剂床层。催化剂颗粒有3种尺寸,分别为3.3——4.7mm、4.7——6.7mm和6.7——9.4mm。催化剂经过筛后,严格按催化剂装填方案进行装填。详细装填情况见表2。
表2 氨合成塔催化剂装填方案
触媒层 序号 规格（mm） 重量（t） 备注
第一轴向层 1 Ф(6.7-9.4) 0.2 强化磨角
2 Ф(3.3-4.7) 4.4 强化磨角
第二轴向层 3 Ф(3.3-4.7) 0.5 强化磨角
4 Ф(4.7-6.7) 9.2 强化磨角
第三轴向层 5 Ф(4.7-6.7) 9.3 强化磨角
6 Ф(6.7-9.4) 0.6 强化磨角
第四径向层 7 Ф(6.7-9.4) 0.2 强化磨角
8 Ф(3.3-4.7) 11.0 强化磨角
2.2具体装填操作
(1)在对催化剂进行装填前，想要对其进行过筛，目的是将催化剂颗粒中的粉尘去除，防止在升温还原、和正常操作过程中因塔内催化剂密度不均衡造成气体分布不均匀，从而使塔内局部温度过高，导致催化剂结块，影响生产。同时催化剂开桶人员要严格把好触媒质量关，对于发现受潮、碱化、发红（锈）的触媒应立即汇报妥善处理。
(2)装填耐火球，在内件底部装填φ5～10耐火瓷球约50kg，然后装最下面径向层。
(3)将3个热电偶套管放入固定盘固定孔，使热偶套管固定，如图2所示
图2 合成塔内部固定盘
(4)径向触媒层催化剂的装填。人下到内件里径向口固定盘处，用填料将径向层三根测温套管环隙封好。再将上面中心管管口封好，用石墨盘根填料塞住环隙，确保不留空隙以防止触媒进入中心管、装好定位花板，并使中心管与內件壁的距离相等，然后将触媒倾倒在中心管挡板处使其在塔内四周分泄均匀，如图4。在装填过程中用线锤检查触媒装填高度，当触媒面距径向层花板附近时要小心测量距离，将触媒装至径向层测温套管（Φ57×3）管口下10—20mm处即可，如图2所示，必要时由专人进入合成塔内件将触媒面拨平，催化剂装至刚好把固定盘没住，如图3：之后装冷三分布器。
图3 径向层催化剂装填位置
(5)轴向触媒层催化剂的装填。分别将各层分布器按次序安装到內件筒内，安装时要确保分布器安装到位，安装上部定位花板，确保正中心管居中，固定好固定盘螺栓。盖好冷激管、测温套管、中心管管口，开始按方案装轴向层触媒装填，触媒装至定位花板处为装填完成。之后封好合成塔大、小盖。做合成塔气密，合格后开始催化剂的升温还原。
合成氨工艺总结范文6
关键词：职教新干线；化工仿真；资源共享；远程教学
中图分类号：G403 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)13-0080-03
化工生产具有工艺过程复杂、操作要求严格，并且常伴有高温、高压、易燃、易爆、有毒、有腐蚀等不安全因素，给职业院校化工类专业学生的现场实习、技能操练带来了困难，而传统的课堂教学模式早已不能满足职业教育培养高素质技能人才的需求，于是利用计算机模拟真实操作控制环境的化工仿真实训软件应运而生。
基于职教新干线开发的空间化工仿真教学平台，充分利用“空间”的开放、调控与交互功能，使化工生产工艺类课程的教学实现了远程学习训练、随时辅导交流，与原单机版化工仿真教学软件相比，突破了必须在学院指定时间、地点进行操练的局限性，构建了一种达到 “人人、处处、时时”的全开放性化工仿真教学模式。
一、传统化工仿真实训软件的局限性
传统化工仿真教学软件是单机版的，学院购买以后，安装在固定机房，所有教学、训练都只能在该机房完成，其时空局限性十分明显。因此，软件不足之处主要体现如下两方面：
1.开放性不够
开发者完成研制工作后，系统即为完全定型的产品，使用者不能根据自己的需要和时间安排自主选择学习内容，必须在学院统一安排下进行训练和学习。
2.资源不够丰富
现有仿真实训系统一般仅限于展示生产工艺，缺少基础知识、设备结构、过程控制等方面的元素。这一缺陷造成学生不能全面了解工业生产过程的全貌。[1]
二、空间化工仿真教学平台设计思路
该网络学习交流平台是按照整体规划、分步实施、共建共享、动态更新的原则，以较好服务石油化工等湖南支柱产业、优势产业为宗旨开发，依托职教新干线空间，将理论学习、交流沟通、在线仿真和考核评价等多种功能集成于一体，通过化工技术类专业核心课程对接湖南石化产品典型工艺，仿真操作过程对接实际生产过程，构建了工学结合教学新模式。这一平台设计的主要思路和方法如下：
（1）服务器架构在本地，独立于世界大学城网络版仿真软件，师生通过职教新干线空间账号登录使用；
（2）该平台将职教新干线网络资源课程与仿真实训项目融为一体；
（3）构建仿真实训管理中心，全程指导监控、考核评价学员仿真实训效果；
（4）采用网游模式运行。学校用于实验和实习的仿真软件采用网游的模式网络化运行。学生可以在虚拟的化工工艺生产过程中，通过扮演不同的角色共同完成一项生产任务。
平台的构建主要具有以下特点：
1.选取开放平台
开放的数字化资源体系是整个空间化工仿真教学平台的核心。职教新干线为空间化工仿真教学实现跨越时空教学交互动提供了广阔的发展平台，将抽象、陌生的知识直观化、形象化，创建生动的表象，激发学习者兴趣，调动其主动学习的积极性。同时打破时间和空间的制约，延伸和拓宽了教学时空，实现全开放性训练，满足职业院校学生自主学习和多样化学习的需求，也为企业员工培训及远程教学提供了一条简洁实用的方式。[2]
2.科学遴选项目
随着化工生产工艺流程的不断改进和工厂自动化程度的不断提高，围绕化工类专业人才的专业核心能力培养需求，按照适用性、针对性、操作性强和贴近实践等原则，对接典型的化工单元操作和化工产品生产工艺，目前平台选择的主要训练项目有丙烯酸甲酯、合成氨、PVC聚合3个工段级项目及间歇反应釜、离心泵、精馏塔、吸收解吸、固定床、流化床等10余个单元级项目，其如图2所示。通过项目训练，有效促进学生对基本的化工生产工艺流程及操作技能的掌握。
3.设计多样功能
化工仿真教学平台将传统的教学工作和用于实验、实习的仿真系统整合在一起，具有网络教学多种功能。
（1）整合、共享教学资源。化工仿真教学平台将基础化学、化工单元操作、PVC生产技术、合成氨工艺、反应器操作与技术等专业课程资源和仿真实训项目集成，构建了共享性专业教学资源库。
（2）开展远程教学与培训。将传统的授课、学习、辅导、答疑、作业、考核、评价等教学活动网络化，实现在校学生与企业员工的远程教学及培训。
（3）进行教学适时监控。教师利用选择性内容功能，为每一位学生、每一个小组量身定制适合他们的教学路径，实现对课程进度的直观掌控和有效引导。[3]同时，平台管理人员对教师教学、学员学习、考试成绩等数据进行分析、汇总，并导出Excel进行汇报、存档等，使其成为良好的教学评价与教学诊断工具。
三、基于空间的化工仿真教学模式
新型课程教学模式以“项目导向”为主体，按以下四步将空间化工仿真教学平台运用到教学过程当中，即仿真预习——课程教学——评价反馈——拓展引导，下面以“合成氨生产工艺”课程教学为例进行具体阐述。
（1）仿真预习。教师将授课班级学生分为三个任务小组，每个小组负责不同工段的仿真预习。学生通过空间仿真预习，了解单元设备及工艺的基本操作流程等，让学生身临其境。
（2）课程教学。通过学生空间仿真预习（留言、私信、群组讨论），丰富了教师课堂教学的资源，增强了教学针对性，提高了教学效果。
（3）评价反馈。学生通过空间仿真实训，开展师生群组讨论互动，老师汇总学生仿真实训信息总结评价。
（4）拓展引导。通过以上步骤训练，学生对合成氨生产工艺的过程有了较为全面的认识，任课教师针对学生情况进行个性化的拓展学习指导。
四、空间仿真教学成效
1.拓宽了课堂时空
该平台可以在有效时间内传输最大量的信息，学习者可以利用多媒体教学软件，链接点上提供的不同内容，根据自身学习进度与要求，将学习时间从课堂延伸到课外，将学习地点从教室拓展到校外，进行个性化、自主化的学习和全方位、全过程的互动交流。
2.拓展了工学结合途径
该平台利用先进的计算机仿真技术再现典型化工生产流程、化工单元操作过程和设备原理，高保真动静态机理模拟开停车、操作、调试、事故处理等过程。在非常逼真的操作环境下，学员依据生产中各种工艺条件和过程参数的变化，进行化工单元实训和真实产品的模拟生产实训，开辟了工学结合新途径。
3.提高了学生学习兴趣
以现场实际为依托，通过虚实结合、循序渐进的仿真实训教学，丰富了教学资源，打破了教师唱独角戏的局面，革新了教学方式，动静结合的操作弹性等，激发了学生求知欲望和学习兴趣，提高了教学效果。
五、空间仿真教学发展思路
以与企业合作为契机，以真实的工业装置技术资料为依据，将先进的绿色化工元素植入科学设计的化工仿真教学平台框架内，形成集知识学习、操作技能培训和考核评价功能于一体的多媒体动画“3D化工仿真资源”。对接湖南省内各大中型化工企业典型产品的生产工艺，与企业合作开发真实的实景3D仿真系统，进一步丰富网络仿真教学与培训资源库，其视频截图如图3所示。
当前，化工仿真空间教学已逐步成为我院化工类专业教学的主要手段，它打破了传统的课程教学模式和教学方法，借助多媒体技术和网络通信技术等，探索出了新型的课程教学模式和教学方法。但是如何利用世界大学城内丰富的信息资源，组织开发构建一个信息资源共建、共享的空间化工仿真教学完整体系将是我们需要进一步研究和探索的问题。?
参考文献：
[1]丁忠伟，魏杰等.新型多功能化工仿真实训系统的开发与应用[J].实验技术与管理,2012（29）:71-73.
