氨合成塔毕业论文参考文献

氨合成反应是放热、缩小体积的可逆反应，温度、压力对此反应的化学平衡有影响。当混合气中氢氮摩尔比为3时，氨平衡浓度随着温度降低、压力增加而提高。但在较低温度下，氨合成的反应速度十分缓慢，需采用催化剂来加快反应。由于受到所用催化剂活性的限制，温度不能过低，因此为提高反应后气体中的氨含量，氨合成宜在高压下进行。当工业上用铁催化剂时，压力大多选用～(150～300atm)，即使在这样压力条件下操作，每次也只有一部分氮气和氢气反应为氨，因此氨合成塔出口气体中氨浓度通常为10%～20%（体积）。决定反应的主要因素是铁催化剂的活性，反应所产生的氨与氮气、氢气的分离以及氮、氢气的循环使用。反应催化剂铁催化剂的活性 氨合成采用添加有助催化剂的铁催化剂。助催化剂的成分有氧化钾、 氧化铝、 氧化镁、氧化钙、氧化钴等。开工前铁催化剂的主要成分为四氧化三铁(见金属氧化物催化剂)，它对氨合成反应没有催化作用，投用前需用氢气将其还原成金属铁才有活性。不同还原条件下得到的催化活性有很大差异。正常生产时，铁催化剂常因氮氢混合气中含有少量硫化合物、碳的氧化物等气体而降低活性，通常规定一氧化碳和二氧化碳不超过10ppm（体积）。铁催化剂的寿命(见催化剂寿命)与其制造质量、使用条件有密切关系，短的1～2年，长的可达8～9年。氨的分离氨合成的单程转化率不高，为了获得产品氨，需将氨气从氨合成反应器出口气体中分离出来。工业上通常用两种方法[1]：①冷凝法 利用氨的临界温度比氮、氢高的特点，只需把含氨混合气冷却，其中的氨即可从气态冷凝成液态。温度越低，冷凝的氨越多。工业生产都采用产品液氨作制冷剂。为了节省制冷剂用量，混合气先用水冷却。②吸收法 利用氨气在水中的溶解度比氮、氢气大的性质，在高压下用水吸收，制成浓氨水。从浓氨水制取液氨尚需经过氨水精馏、氨气冷凝等步骤，消耗热能较多，工业上已很少采用。

我们是凯洛格流程，合成气进入合成塔环隙，冷却承压壳体并被加热，到合成塔顶部后进入合成塔内部换热器和出合成塔的反应气换热，然后进入一段触媒层，轴径向方向通过床层，然后依次向下进入二段和三段床层。在每段床层入口，加有冷激管通入冷的合成气，调节各段床层入口温度。反应后的气体汇集进入中心管，自下而上，然后进入合成塔顶部的内部换热器换热后离开合成塔 查看原帖>>

摘 要：超滤技术是一门新型实用的科学技术，且随着其发展已得到了广泛的应用。文章主要介绍了化工生产领域超滤技术主要原理，包括相关化工企业生产现状、粒子分布以及分离机理等，并重点介绍了化工领域超滤技术的实际应用。 关键词：化工工艺；超滤技术；应用探析 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0029－02 超滤技术是一门新型实用的科学技术，且随着其发展已得到了广泛的应用。其不仅具有操作简单、效率高、能耗低的特点，还具有节能环保的优点，因此，超滤技术一定会不断适应发展需求，拓宽应用领域。 1 化工生产领域超滤技术主要原理 相关化工企业生产现状 在化工生产中，一个突出的难题就是气体中的微小液滴以及油雾难以分离，在合成氨、尿素以及硝酸等产品生产过程中，油污不仅可以使触媒失效，也会使设备的生产效率下降。如西安的超滤公司，通过超滤技术以及各种过滤材料，开发出了高效气液分离装置，不仅解决了传统技术问题，并且利用新技术使效率达到了99%～。 粒子的形成及分布 经研究知，由于速度变化形成的雾滴直径多在100 μm以上，而压力以及温度变化形成的粒子直径则分别在10～100 μm和～10 μm。中性粒子的直径大约为1～10 μm以上，非极性的粒子则为～1 μm。传统的分离技术仅对压力变化形成的粒子有效，对其他粒子效果很差，因此需要超滤技术进行分离。 分离机理 首先确定设备的结构以及过滤分离材料的精度，还有分离材料的极性，并根据不同的介质以及工艺条件，采用过滤材料――滤芯种类以及其组合。我们所说的SF滤芯也就是烧结不锈钢纤维毡滤芯，气体流动方式与MF滤芯相反，采用外进里出方式，充分利用材料的表面积，通过过滤层的疏水性能以及其扩散碰撞和拦截机理，最终在背风面实现气液分离。 极性的选择及结构 通过偶极矩测量可知介质的极性，零偶极矩的分子是非极性分子，其正负电中心重合。偶极矩不是零的分子，就是极性分子如H2O、NH3。在极性分子间会有取向、诱导以及色散等吸引作用，凝聚力与介质的进行十分密切，因而根据不同粒子选择不同材料十分关键，如单机高效分离元件就适用于极性粒子，而两级高效分离元件就适用于油气溶胶以及乳化油粒子。为了延长超滤技术的材料使用寿命，我们使用以下方法：提高孔隙率，使用更先进的材料，提高精度，如果孔隙率增加1倍，容尘率也会增大1倍，就可以使材料使用寿命增加两倍；增大过滤面积，使用折叠式滤芯，在阻力一样的情况下，流通面积会增大1倍，纳污量会增大3倍，因而寿命会增加3倍。同时，在设计上要保留传统的优点，以达到最佳效果。 2 化工领域超滤技术的实际应用 循环机后由分离器 主要是去除气体里的杂质，对合成触媒进行保护，减小能耗。以湖南湘潭实业公司为例，其对往复式循环机进行油分改造，自运营以来，合成触媒的寿命增加到7～8个月，排放油水量也得到增加。 变换气后过滤器 变换气后过滤器主要是保护触媒，去除气体中油水杂质。以陕西化肥厂为例，该厂对新鲜气压缩机三段出口使用二级超滤技术，保护了触媒，同时平均每小时排油水100 kg以上。 尿素 主要是去掉CO2气体里的油污杂质，减小能耗，提高质量。以山东章丘第二化肥厂为例，该厂对CO2压缩机使用超滤技术，改善了分解加热器的油污情况，并提高了传热效果，也使尿素产品颜色洁白，为后续厂家改善起到了典范作用。 硝酸 主要是去掉氨气里的油污，保护好触媒铂网，延长使用寿命。以山东海化潍坊硝铵厂为例，该厂将超滤过滤器用在了硝酸氧化炉前的气氨过滤器上，延长了氧化炉的铂金属丝使用寿命，并且延长了过滤清洗周期，减少了工作量。 硝铵 主要是去除氨气里夹杂的油污，提高系统的安全系数，防止意外的发生。以兰州化学工业公司为例，该公司在硝铵生产车间，将超滤过滤器加在了氨压缩机的气氨挡板过滤器后面，有效地降低了气氨中的油的含量，满足硝铵中和工段的要求，同时提高系统的安全度。 炼油厂尾气回收 主要是分离杂质，保护纤维膜，延长寿命。以安庆石油化工为例，该公司采用了三级超滤技术之后，提高了过滤精度以及效率，有效地保护了纤维膜并延长了寿命。 合成氨 高压机后新鲜气油的分离，主要是去掉新鲜气中的杂质，保护触媒，同时降低能耗。如四川广宇化工股份有限公司，采用两级过滤装置后，每年排放的油水是理论水量的，同时大大提高了分离效率，并运行良好，且减少了油污以及积碳阻塞的现象。优化了操作条件，保护了触媒的同时显示出了超滤技术的特点以及强大的生命力，在解决问题的同时，也开辟了一条新的道路。 氨的分离改造 氨的分离改造主要是在降低能耗的同时，高效分离氨，分离出雾状液氨，并且降低入塔氨含量，提高经济效益。以湖南湘潭实业公司为例，该公司利用超滤技术，对原高压氨分外筒进行改造。取得了很好的效果，年产量增加了18 768 t，增加收益3 500万元，合成塔进口氨含量也得到了降低。 参考文献： ［1］王静，张雨山.超滤膜和微滤膜在污（废）水处理中的应用研究现状及发展趋势［J］.工业水处理，2001（03）. ［2］续曙光，李锁定，刘忠洲.我国膜分离技术研究、生产现状及在水处理中的应用［J］.环境科学进展，1997（06）. （编辑：王昕敏） Analysis of the Ultrafiltration Technology’s Application in the Chemical Process He Shuhua Abstract: Ultrafiltration technology is a new practical science and technology, and with its development has been widely used. The article introduces the main principle of the ultrafiltration technique in the field of chemical production, including the production status of the relevant chemical companies, particle distribution and the separation mechanism, and focuses on the practical application of ultrafiltration in the chemical industry. Key words: chemical technology; ultrafiltration technology; application analysis

氨合成塔（ammonia synthesis converter ）是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反应进行氨合成的设备。氨合成塔是合成氨厂的心脏，是种结构复杂的反应器。 现在工业上氨合成是在压力 ～、温度 400～520℃下进行的，为防止高压、高温下氢气对钢的腐蚀，氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒体耐高温的内件组成。

我们使用的合成塔为卡萨里轴径向技术，1个内部换热器，底部进气底部出气，两个触媒床层，合成塔内气体走向如下：主要气流从合成塔底部进入，从底部进入的合成气沿触媒框外筒与合成塔内部环壁向上，在触媒框顶部，从环隙上来的合成气进入设有环孔状开口的中心管内，然后顺中心管向下，在中心管底部向上进入安装在第一段触媒层中心处的内部换热器管程，在这个换热器内新鲜合成气被一段触媒出口气加热，内部交换器出口新鲜气温度通过合成塔入口管线的旁路来控制，控制一段床层入口温度，最终目的控制一段床层温度，新鲜合成气内部换热器管程后进入一段触媒床层，反应后气体进入内部换热器壳程，与入口气体换热后进入二段触媒床层，气体在第二触媒床层反应后从第二触媒床层的中心离开合成塔，从合成塔出口的气体有430度左右，这样热回收较好。 查看原帖>>