发布时间 : 星期五 文章四川大学化工实习报告更新完毕开始阅读
2011玉龙化工厂实习报告
成一个包含有上绝热层、中绝热层、内冷层和下绝热层的四段反应器, 工艺上的相对分段使整个床层温度便于控制和调节至接近理想温度曲线分布, 对于可逆放热的氨合成反应来说, 即可照顾合成反应速度, 又能兼顾其反应平衡, 较大程度的提高了合成效率。
2、 分流工艺
ⅢJ- 99内件将入合成塔反应气分成四路, 分别经各段的冷激器及冷管束等入催化剂层参加反应, 一路约50%～60%经热交后气体由合成塔二入经其底部换热器和中心管入上绝热层反应,一路约30%～40%的气体经冷管束调节内冷层催化剂温度后由二段冷激器入中绝热层参加反应,另外约5%～15%的冷气体分两路入一、四段冷激器入催化剂层调节其温度并参加反应。分流工艺有效降低了入合成塔气体阻力, 节约了能耗。
3、三轴一径
ⅢJ- 99型内件共四段催化剂筐, 从上而下一、二、三段为轴向, 第四段为径向, 该设计综合了轴径向反应器的优点, 即考虑到氨合成反应的效率, 又尽可能降低了合成塔的压差, 减少了系统阻力。
4、四段直通式
ⅢJ- 99型内件虽然有四段, 且第四段为径向筐, 但由于采用了菱形混合器、菱形集气器和带有卸料管的锥形径向筐, 顺利实现了工艺上的相对分段, 又使得整个合成塔催化剂层上下直通,停车检修及催化剂自卸, 十分方便。
5、 直形异径管束
ⅢJ- 99型合成塔内件的冷管束采用扁形直管与上下切线焊接, 解决了传统冷管束易发生的弯曲应力及易断裂等问题。
6、强化换热器
ⅢJ- 99型合成塔内件底部换热器, 通过采用螺旋形小列管、折流板、变径孔及双程流程等技术, 提高了其换热效率, 相应减少了换热器的占用空间, 加大了合成塔催化剂筐的容积, 增加了催化剂的装填量。
小结：ⅢJ- 99型合成塔，现在许多合成氨厂已经投入使用。能够将系统的压差（循环压缩机处）降至1.2—1.5MPa左右，节约了能耗；能够增加2%--3%左右的氨净值，提高了生产效益。 （二）水冷器
水冷器的作用是用水间接冷却合成塔出口的高温气体，使温度由200℃左右降至35℃左右，并有部分气氛冷凝为液氨。水冷器的型式有喷淋式、套管式和列管式。
玉龙公司中：
合成Ⅰ采用的是喷淋式水冷器，合成Ⅱ采用的套管式水冷器。
喷淋式水冷器由高压无缝钢管弯成，弯头外形似发夹，可自由伸缩。为了增加冷却面积，一般部以多组并联使用。从合成塔出口来的热气体，由塔底分气总管进入各排管管内，向上流动，最后由上部集气管流出水冷器。水冷器的项上安
25
2011玉龙化工厂实习报告
置有锯齿形边缘的水槽，由上而下喷淋冷水，下面设有水收集槽。整个水冷器，则以型钢支架固定在地面上。这种水冷器的构造简单，检修和清洗比较方便，对水质要求不高。但是，它占地面积很大，一定要安装在露天，且冷却过程生成大量的水蒸汽，对附近设备和管道有腐蚀作用。另外，水的分布不易均匀，溅失较多，水利用率差，废热也无法回收利用。
套管式水冷器是由双套管组成，内管为高压管，外管为低压管。高温气体由上部进入高压管内，从下部出来去氨冷器。水自下而上在外管与内管的环隙与气体成逆向流动，冷却管内的气体。由于内外管间的环隙很小，因而水流速度快．传热效率较高。一般在上部几排，因为气体温度很高，所以采用软水冷却，软水加热后送给锅炉用，这样既可回收部分余热，又可防止高压管的外壁在高温下结垢。这种水冷器传热效率较高，还可回收一部分热量，但耗用钢付多．清洗比较困难．对水质的要求较高。
由于，列管式水冷器在此无应用，就不再赘述。
（三）氨分离器
氨分离器的作用是把气体中里雾状的液氨分离厂来，工业上使用的氨分离器有多层同心圆筒式和填充套筒式等多种形式。
根据当时实习时，拍的照片上看，合成采用的是多层同心圆筒式氨分离器。它由高压筒体和内件两大部分组成。内件由四层同心圆筒组成，圆筒壁上开有许多长方形孔，各层的孔的位置相互错开，使气体穿过各层圆筒时改变方向。带有液氨的气体，由筒体体上部侧面进入，沿筒体及套简的环隙向下流动。当气体出环隙到达筒体中部时，流速降低很多，气体中颗粒较大的液氨因重力作用而下降。气体即从内件最外层圆筒上的长方孔进入．顺次曲折流经第二、三、四层。由于气体不断改变方向，及与圆简壁的撞击，则有更多的液滴被分离，较小的液滴也会凝聚长大，都沿着圆筒流下。最后，气体从中心圆筒上部出去，由筒体上部侧
面流出。分离下来的液氨积存在底部，由排出口排出。
（四）氨冷器
氨冷器的作用是利用液氨蒸发吸热，将经过水冷后的循环气进一步冷却，使气体中残留的气氨继续冷凝下来。
氨冷器一般有立式和卧式两种。玉龙化工的氨冷器是立式。立式外筒是一个钢制的中压圆筒，器内有数层具有同心圆的高压蛇管，其进出口部汇整于总管上。氨冷器上面设有液氨除沫器，用以除去出氨冷器气氨中所夹带的液氨雾滴。循环气上部进气，分配至每根蛇管中，盘旋向下流动。液氨在管外吸热蒸发，以冷却管内的气体，使其中的气氨冷凝为液氨。然后汇集于下部出口总管，送往氨分离器。冷却用液氨进入器内后，因减压和吸收热量而蒸发，其温度与器内蒸发压力有关。蒸发后的气氨沿上部出口管，自侧面以切线方向进入除沫器．气氨中的液滴惜离心力而分离下来，并自除沫器底部回流至氨冷器内；分离后的气氨由出口述入气氨总管，送至冰机或氨加工车间。
（五）冷凝塔（冷交换器）
冷凝塔又称冷交换器或冷热交换器。它的作用是：
(1)用氨冷器出口的冷气体，冷却将要进入氨冷器的热气体，以回收部分冷量，从而减轻氨冷器的负荷；同时，使进入合成塔的气体温度升高。
26
2011玉龙化工厂实习报告
(2)分离出氨冷器气体中所夹带的液氨。
内件的上部是一个列管式热交换器，下部为一氨分离器。经水冷器过来的混合气体，自顶盖处进入热交换器的管内，将热量传给管间的冷气体（原料气），使自身温度降低至l0--20℃。然后气体在分气盒汇合，经中心管向上从塔盖上的出口去氨冷器。气体在氨冷器进一步冷却后，经氨分离器分离后，部分液氨被分离，气体再返回冷凝塔。气体从中心管的小孔出来，经各套筒的矩形缝隙曲折流动。这时液氨被分离出来；气体则进入上部热交换器的管间，被管内的气体加热至30℃左右后。从塔上部的出口送到合成塔。被分离下来的液氨自塔底的出口排出。
四、合成Ⅰ和合成Ⅱ的比较
合成塔径 合成Ⅰ ①采用内径为800mm的合成塔 合成Ⅱ ①采用内径为1000mm的合成塔 ②Φ800塔的冷护气直接由下而②Φ1000塔的热护气与进入塔上进入合成塔内件与壳层的环隙，底的冷护气混合后由下而上进混合气进气方式 在塔顶的环隙处与加入的热护气入合成塔内件与壳层的环隙，从混合后从塔顶顶部进入催化剂层塔顶顶部进入催化剂层冷管束，冷管束，被管外热气加热，上升至被管外热气加热，上升至冷激分冷激分气盒进入催化剂第二床层。 气盒进入催化剂第二床层， ③组成冷交换热气的螺旋管换热③组成冷交换热气的螺旋管换热器和外向旋流板是分开的 器和外向旋流板是分开的 ④补充气经过补滤器后先进入一④补充气直接进入氨冷器 级氨分离器再进入氨冷器。 ⑤喷淋式水冷 ⑤套管式水冷 ～- 补充气路径 水冷方式 注：玉龙化工厂的两套合成Ⅰ与合成Ⅱ的合成基本原理与和合成流程大体相同。
总体说来，合成Ⅱ在合成Ⅰ的基础上进行了改进。关于合成Ⅰ就不在进行介绍了。
五、合成氨工艺指标
合成车间工艺指标 岗位 合 指标名称 补充气压力 ≤30MP 控制范围 备注 27
2011玉龙化工厂实习报告
成 塔 氨冷器氨压力 总回收压力 放氧压力 炉水溶解固形物 废锅炉水PH值 炉水中含PO4含量 炉水中SO2 含量 补充气CO+CO2 进塔气H2/N2 补充气甲烷 水冷器进口温度 水冷器出口温度 氨冷后温度 合成塔压力 系统压力 废锅汽包压力 环系汽出口气体温度 触媒层4点温度 触媒层7点温度 进塔气含甲烷 合成塔压力 系统压力 废锅汽包压力 触媒层4点温度 触媒层7点温度 合成塔塔壁温度 进塔气含甲烷 洗氨塔压力 洗氨塔液位 冷软水流量 入膜气含量 入膜气温度 渗透气压力 尾气压力 渗透气含甲烷 一段空气出口压力 压 缩 机 二段空气出口压力 三段空气出口压力 三段氢氮气出气总压力 六段出口总管压力
28
3-0.16～0.28MP ≤0.7MP ≤2.55MP ≤400mg/L 9-12 2-20mg/L ≤90 mg/L ≤25ppm 2.2-3.0 ≤1.2% ≤90℃ ≤45℃ 0～5℃夏 -2～3℃冬 Φ800塔 ≤1.2MP ≤2.5MP ≤1.56MP ≤190℃ 460～470℃ 460～485℃ 7-14% Φ1000塔 ≤1.2MP ≤2.2MP 1.80～2.05MP 475～485℃ 460～481℃ ≤190℃ 7-14% 8.5～10.0MP 30～50% 1.0～1.9m ≤15ppm 40～50℃ ≤1.8MP ≤0.7MP ≤0.6% ≤0.35MP ≤0.7MP ≤1.48MP ≤1.48MP1.9MP ≤31MP