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先进的凯洛格合成氨工艺KAAP(KelloggAdvaneed Ammonia Proeess)是由凯洛格公司(MWK)和英国石油公司(BP)联合开发的。其主要特点是联合开发出了一种比传统催化剂活性高得多的新型催化剂以及由此而带来的工艺和技术的大改进。 MWK进行合成氨技术的研究始于五十年代,并首先推出了大型生产能力的单系列合成氨装置。迄今全世界已有150多套凯洛格大型合成氨装置投入运行,占世界合成氨生产能力的一半以上,并创下了运行周期最长(无间断操作达633天)和可靠性最高的记录。BP亦是有名的石油化工公司,拥有先进的催化剂研制与开发的技术与经验。为充分发挥两家各自的专业优势,MwK于19了9年与BP签署了联合开发合同,进行了长达10年的联合开发工作,其主要进程如下: 1979年一BP与MWK签订第一个合同, 开始进行催化剂的小试。 1980年一开发初始流程,并进行催化剂的 放大试验。 1984年一进行工艺示范装置(P DU)...&
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凯洛格合成氨新工艺及应用厂第一年运行情况１９９２年１１月１０日，加拿大的奥西罗合成氨厂采用美国Ｍ．Ｗ．凯洛格（以下简称凯洛格）公司的合成氨新工艺（ＫＡＡＰ）第一次使用非钦催化剂实现了合成氨工业化生产。这种催化剂在使用中显示出卓越的性能和稳定性。装置运行表明，不仅节能效果显著，而且合成氨生产能力可以增加４０％。这标志着自铁催化剂开发以来合成氨催化技术的第一次重大进步，铁催化剂作为大型合成氨生产使用的唯一催化剂时代结束，合成氨生产在降低成本和能耗方面将有突破性进展。１凯洛格合成氨新工艺实现工业化的道路凯洛格合成氨新工艺（ＫＡＡＰ）的核心是高效氨合成催化剂，它是以石墨为载体的钉基催化剂。其活性比目前使用的铁催化剂高１０～２０倍，旦在低温和低压下能保持高活性，可以在较宽的氢氮比下操作，其最佳氢氮比比用铁催化剂的最佳值低。ｋＡＡＰ工艺在实验室装置、中试和一工艺示范装置进行了广泛的试验。通过这些试验，确定了最佳催化剂配方、毒物的影响、最佳工...&
(本文共6页)
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1　引　言1 998年底 ,哈里布顿公司和德莱赛公司合并成为哈里布顿公司 ,他们的子公司布朗路特工程公司和凯洛格公司也结合成为一个新的公司 ,称为凯洛格—布朗路特公司 (ＫＢＲ)。ＫＢＲ将这两个公司的合成氨技术独特的部分结合起来开发出一种新的合成氨工艺。ＫＢＲ公司有下述独特合成氨技术 :ＫＲＥＳ技术 :该技术是 90年代初期由凯洛格开发的一种转化换热器系统 ,称为ＫＲＥＳ ,这种技术用来代替氨厂最昂贵的设备一段炉。该技术 1 994年 1 0月已在加拿大一个日产 30 0吨的工厂中成功的运行。ＫＲＥＳ技术目前商业化的能力最高可达到 2 2 0 0吨 /日左右。净化器技术 :该技术是由布朗公司开发的 ,该工艺主要特点是加入过量的空气以降低一段炉的负荷 ,在下游加一深冷装置除去合成气中的甲烷、氩及过量的氮 ,其他独特之处是燃气透平驱动空气压缩机 ,合成气干燥器、绝热合成塔、合成回路产高压蒸气、回收合成回路弛放气返回工艺系统。第一个净...&
(本文共3页)
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现把我国大型氨厂按以天然气为原料采用凯洛格工艺,以天然气为原料采用东洋工程公司改进的凯洛格工艺,气改油厂,以轻油为原料采用托普索工艺,渣油型厂五个部分作一简单介绍。 1.以天然气为原料采用凯洛格工艺氨厂进行的改造 我国以天然气为原料采用凯洛格工艺氨厂共6座,其中利用世界银行贷款(共计4000万美元)已进行增产节能改造的氨厂共4座,它们是庐天化、云天化、沧化和辽化。在这些已进行系统改造的4座氨厂中,以沪天化和云天化改造的效果最好。下面,仅以庐天化为例说明改造项目、目的及节能、增产效果,以及所需投资和偿还时间。 沪天化厂,在一段炉部分,改造的项目有:①一段炉原设计排烟温度为258℃,通过用回转式空气预热器回收由排入大气的烟道气带走的废热,可将排烟温度降低到140℃,将燃烧空气预热到220℃,一段炉热效率由原来的86.5肠提高到93%,吨NH:节能 3三X多习多称兮刁色毛龙眨戏派居戈X仑毛趁统英酥以仑公乡己弓公3句e乞e范触泛冷叼1....&
(本文共4页)
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目前通行的乙烯路线生产氧乙烯(VCM)的方法是采用乙烯直接氧化和乙烯氧城化各生产5。%_二氯乙烷(EDC),然后EDC裂解制得VCM。此法通常称为平衡氧氯化法或简称为平衡法。 前不久美国孟山都(Monsanto)公司与凯洛格(Kellogg)公司共同开发出乙烯路线生产VCM的新工艺。它是利用孟山都公司的乙烯直接氯化制EDC和EDC裂解制VCM的技术以及利用凯洛格公司的氯氧化技术(Kel一Chlor)相结合,人称孟山都/凯洛格氯乙烯工艺。 ...&
(本文共1页)
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由凯洛格公司(休斯顿)与英国石油投资公司(英国泰晤士河森伯里)联合开发的凯洛格先进合成氨工艺(KAAP),采用一种新的催化剂,以石墨为载体的钉替代磁铁。据这两家公司声称,KAAP工艺技术是自1913年开发成功合成氨工艺技术以来所取得的显著进步,至少提高合成能力20%。该催化剂首次应用在Methanex公司(温哥华)日产600t奥塞洛特氨厂(基蒂马特),增加合成氨产量高达40%。 凯洛格公司技术开发经理汤姆...&
(本文共1页)
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意大利生物燃料公司计划在加拿大不列颠哥伦比亚省鲁拍特太子港建设一套70万t/a甲基叔丁基醚(MTBE)生产装置。该装置生产的产品将以西海岸美国市场为目标。该公司已与凯洛格公司和加拿大咨询公司Sidelog公司一道完成了为期5个月的初步研究,详细的研究工作将于年内完成,届时将作出最终投资决定。据生物燃料公司介绍,它正与这两家公司就建立一家合资企业的事宜进行谈判。该装置可望于1994年年初动工兴建,1996年年初建成。项目总投资预计在3.5亿美元以下。 生物燃料公司和Sid...&
(本文共1页)
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传真：010-篇一：合成氨生产实习报告
第一章 中海石油天野化工公司概况
天野化工股份有限公司隶属中海石油化学股份有限公司，厂区占地60公顷，总资产26.3亿元，固定员工1514人。位于呼和浩特市南郊9公里，东邻中油呼和浩特石化分公司，南邻物西水泥厂、金桥热电厂。
公司有年产30万吨合成氨、52万吨尿素和20万吨甲醇装置。年产6万吨聚醛项目已启动，并在2010年9月投产。原设计合成氨装置空分采用林德精馏工艺，气化采用shell渣油部分氧化法，原料气净化采用lvrgi两步法低温甲醇洗和液氮洗工艺，合成采用凯洛格卧式合成塔，全部工艺设计由日本东洋公司承担完成，1996年11月投产投产。2005年3月天野化工对合成氨装置实施了原料路线由渣油向天然气的改造，至今运行平稳，改造比较成功。 公司经机构改革后目前设有9个职能部门，11个生产车间和6个辅助单位，现有员工总数1500多人，一线生产人员915人，化工人员实行四班三倒工作制。
第二章 合成氨的工艺流程 2.1合成氨概述
合成氨工业诞生于本世纪初，目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
目前工业氨合成普遍采用的直接合成法。反应过程中为提高氢气和氮气合成转化率，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式：n2+3h2≈2nh3。
2.2原料气的制备
2.2.1制氢气
以天然气为原料与氧气、蒸汽通过共环式烧嘴雾化后在气化炉内约1350℃、6.0mpa高温、高压下进行部分氧化反应，制取以co+h2=95.5%为主要成分的原料气，并同时进行热量回收，副产10mpa、315℃饱和蒸汽和进行原料气降温和洗涤，以脱除原料气中所含碳黑和部分有害气体。甲烷部分氧化反应为：
ch4+2o2=co2+2h2o+q ；ch4+h2o=2co+3h2-q ；ch4+co2=2co+2h2-q 。
2.2.2制氮气
以空气为原料，先将空气液化，然后利用各组分沸点的不同将其分离，将空气液化，必须将空气温度降到临界温度-140.7℃以下才能实现。在标准状态下氧气的沸点-183℃，氮气的沸点-193℃，相差进13℃故采用精馏方法将氧、氮分离成纯组分。
2.3原料气的净化
2.3.1脱硫工段
得到的原料气通过低温甲醇洗将其中的硫化物脱除干净。甲醇在低温高压的情况下，有良好的物理吸收特性来吸收气体中的h2s与co2。各种气体在甲醇中的溶解度差异较大，h2s与co2的溶解度远大于其它几种气体的溶解度。在脱除h2s、co2的过程中，溶液吸收的各种组分是通过逐步减压闪蒸以及附加的热再生、氮气气提来除去的。其中有效气体 co、h2、ch4占较大比例，经重新压缩后返回原料气系统。2.3.2变换工段
利用co转化成c02的反应，除掉对氨合成催化剂有毒的co气体，使出变换工艺气中co含量降到3.2％，进一步为合成氨制取氢气。一氧化碳变换反应是一个放热反应：co＋h2o→co2+h2△h298=一45kj／mol
2.3.3脱碳工段
氮洗工段基本原理包括吸附原理、混合制冷原理及液氮洗涤原理：
分子筛对极性分子的吸附力远远大于非极性分子，因此，从400＃来的气体中，c02、ch30h因其极性大于h2，就被分子筛选择性的吸附。而h2为非极性分子，因此分子筛对h2的吸附
就比较困难。
将一种气体在足够高的压力下与另一种气体混合也能制冷，这是因为在系统总压力不变的情况下，气体在混合物中分压是降低的，要确切做到这一点，互相混合气体的主要组分沸点至少平均相差33℃，最好相差57℃。
液氮洗涤近于多组份精馏，又不同于多组份的精馏，它是利用氢与co、ar、ch4的沸点相差较大，将co、ch4、ar从气相中溶解到液氮中，从而达到脱除co、ch4、ar等杂质的目的。
2.4氨的合成
2.4.1氨的性质
氨在标准状态下是无色气体，具有刺激性气味。会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸器官粘膜。空气中氨质量分数在0.5％-1.0%时，就能使人在几分钟内窒息。相对分子质量 17.031，氨气极易溶于水，熔点 -77.7℃，沸点-33.5℃，相对密度(水=1)0.82(-79℃)，相对密度(空气=1)0.6。
2.4.2氨合成的原理
氨的合成是在高温高压和催化剂存在下进行的，其反应是放热和摩尔数减少的可逆反应：n2+3h2P2nh3。提高平衡含量的途径为降低温度、提高压力保持h2/n2在2.8-3.1之间，经过在合成塔中的反应生成气氨，从而进入氨冷器进行降温冷凝。
2.4.3氨合成的工艺步骤
1.气体的压缩
2.气体的预热和合成
3.氨的分离
合成塔出口气体氨含量一般为10~20%因此将氨分离出来。
4．气体的循环
氢氮混合气经过氨合成塔以后，只有一小部分合成为氨。分离氨以后，剩余的氢氮气，除为降低惰性气体含量而少量放空以外，大部分与新鲜原料气汇合后，重新返回合成塔，在进行氨的合成，从而构成了循环法生产流程。
5.惰性气体的排除
氨合成循环系统惰性气体通过三个途径带出：
（1）一小部分从系统中漏损；
（2）一小部分溶解在液氨中被带走；
（3）大部分采用放空的方法，即间断或连续地从系统中排放。放空的位置应该在氨已大部分分离之后，而又在新鲜气加入之前。
6.反应前的回收利用
回收利用反应热的方法主要有以下几种：（1）预热反应前的前氢氮混合气。在塔内设置换热器，用反应的高温气体预热反应前氢氮混合气达到催化剂的活性温度。
（2）预热反应前的氢氮混合气和副产蒸气。既在塔内设置换热器预热反应前的氢氮混合气，又利用余热副产蒸气。
（3）预热反应前的氢氮混合气和预热高压锅炉给水。反应后的高温气体先通过塔内的换热器预热反应前氢氮混合气，后通过塔外换热器预热高压锅炉给水。
2.4.4冷冻系统
1. 氨合成塔只能将一部分氮氢气合成为氨，为了使它与未反应的气体分离，一般采用降温冷凝的方法。若想使分离的更加完全，合成回路气体温度降得更低必须有专门的冷冻系统。
2. 冷冻系统配有组合式氨冷器、冰机，氨经过氨冷器中的三段闪蒸罐进行分级制冷，从组合式氨冷器三段闪蒸罐中闪蒸出不同压力与温度的气氨进入冰机进行分段压缩，压缩后经冷凝生成液氨进入氨受槽供给冷冻系统循环使用。
3. 冷冻系统就是提纯与冷冻的结合，液氨经高压分离器送至低压排放槽时压力下降可以将液氨中的一些惰气闪蒸出来作为燃料使用，从冷冻系统净化出的液氨分为冷、热产品，热氨送至尿素装置使用，冷氨提供给净化岗位氨冷器使用。
第三章 合成氨的主要设备
3.1.1 氨合成塔的构造
合成塔是进行合成反应的一种设备。它的结构、材料和形成随反应物和反应条件不同而不同。是耐高温高压的圆筒形金属设备，可分为内部换热式和多层中间换热式和多层中间激冷式。目前较常用的氨合成塔是内部换热式，上半部为催化剂筐，下半部为换热器，中有分气盒。进塔冷气（含氨量很少）与经催化反应后的热气（含氨量较多）在换热器内换热。冷气经分气盒至催化剂层内配置的冷管，较冷的气体通过管内，带走催化剂层内的反应热而本身则被预热至适当温度，然后进入催化剂层进行合成。下部换热器有列管式、螺旋板式等多种。
3.1.2 氨合成塔的原理
以并流套管合成塔中的并流三套管式合成塔为例简绍其主要结构和特性：此塔为并流双管式合成塔的改进型，即在后者的内冷管内衬一根薄壁内衬管，两者在一端满焊，使内冷管和内衬管间形成一不流动的“滞气层”，起隔热作用，使冷气流经内衬管时温升较小，三套管顶部触媒层温差大，从而增强了冷却效果，使三套管取走的热量与合成反应生产的反应热量相适应。
第四章 合成氨的三废处理
合成氨工业的主要污染物有污水：含氨污水，含硫污水；废气：含硫化氢气体，造气吹风气，一氧化碳气体，二氧化碳气体；固体废物：煤灰，煤渣，铜液渣。
1.造气炉渣经处理后送“三废”流化混燃炉燃烧；
2.锅炉废渣外卖作为建材原料；
3.变换、合成、甲醇触媒外卖；
4.废活性炭送锅炉燃烧。
第五章 实习心得体会
在这短短的时间里，通过认真听老师讲解及跟同学们的交流、沟通。虽然我没有下去车间操作，但还是可以学到很多在学校学不到的东西，也认识到了自己很多的不足。在实习过程中，我发现了自己看问题的角度，思考问题的方式也逐渐开拓。在这次实习过程中，让我感受充实，感受成长。
作为一名大学生，我想学习的目的不在于通过结业考试，而是为了获取知识，能够适应社会的需要，通过学习保证能够完成将来的工作，为社会做出贡献。我们踏入社会融入单位公司工作还是有很大落差，能够以进入天野化工公司实习来当成缓冲，对我而言是一件幸事，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。 我们这次实习，主要是在制气、脱硫、变换、脱碳、合成氨等几个工作段进行实习，在车间师傅和带队老师的详细讲解和悉心指导下，我们重点了解各个工段的生产流程。初步了解了工厂各个工段的工艺指标和管理制度，了解生产中的
技术革新措施，并注意新技术发展趋势，接受安全与劳动纪律教育，增强安全生产集体观念；学习工人和工程技术人员对生产的高度责任感以及理论联系实际、解决实际问题的经验。 这次生产实习也给我们学习工艺的同学一种启发：在以后的学习工作学习中更应该多思考，多想现有的技术还有什么可以改进的地方，而不是被书本上的理论知识所束缚。虽然书本上的知识都是经典，但流程工艺是可以更新的。结合实际生产情况建设更高效、更经济、更实用的化工是我们追求的目标。
短短几天时间，我们收获良多。在此感谢我们化工学院的领导老师们的精心安排，感谢中海石油天野化工股份有限公司的热情招待，感谢车间的工程师技术员的耐心指导，感谢我们同组人员的相互帮助。这为本次实习的顺利进行提供了强有力的支持。篇二：合成氨化工厂实习报告
毕业实习报告
实习单位：石家庄双联化工有限责任公司
1. 实习单位介绍：
石家庄双联化工有限责任公司始建于1965年（原名：石家庄市联碱厂、石家庄联碱化工有限责任公司），是河北省第一批小氮肥企业和第一家纯碱生产厂,2003年经石家庄市政府批准，进行了产权制度改革，组建了石家庄联碱化工有限责任公司。2006年更名为石家庄双联化工有限责任公司。 双联化工集团占地548万平方米，是以纯碱为主业并拥有5个子公司，集基础化工、精细化工、热电联产、集中供热为一体的综合性化工公司。是河北省100强优势企业和重点保护企业行列，石家庄市工业50强企业，曾荣获全国五一劳动奖状。
目前公司现有合成氨生产能力12万吨，联产甲醇1.5万吨，纯碱生产能力30万吨，氯化铵生产能力33万吨，高浓度系列复合肥50万吨。此外，公司在石家庄市鹿泉高新技术园区内已建成完善的集中供热网络，2004年1月份已正式送汽，供汽能力为75t/h。
截止2006年，公司拥有总资产6.05亿元，固定资产原值为4.43亿元，净资产为2.4亿元，负债为36480万元，实现销售收入72358万元。公司现有员工1827人，大学以上学历占公司员工的14%，具有中、高级管理、技术职称的员工占公司员工20%。公司拥有一支团结奋进，文化水平 较高，专业技术较强的职工队伍。
2. 实习概况：实习时间安排在学年第二学期的第一周到第四周（2月29日-3月20日），实习单位为石家庄双联化工有限责任公司。首先要进行实习动员，学习实习大纲和实习计划，明确实习目的与要求、方法和步骤，做好准备。到达实习地点后，在指导老师的指导下，熟悉工作环境和相关工作，按学校以及实习单位的要求完成有关实习任务。然后学习公司安全、消防知识以及合成氨各流程的工艺知识。接着分别在造气、脱硫、精制、合成和变换5个车间轮流实习，实习期间做好实习记录，记载每天的实习内容、心得体会和存在的问题，完成实习作业，要求不仅对该车间及其相关车间的工作有“面”上的认识，同时在某一点上深入学习，积极与工人师傅交流，切实了解实习单位具体的生产实践与相关管理和销售环节，全面培养从事相关领域工作的能力。实习结束后，及时完成个人实习总结和实习报告，将本科学生实习手册上交学院，作为毕业实习考核的依据。
3. 实习具体内容：
氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要方法，氨则是进一步合成含氮化合物的最重要原料，而含氮化合物在人们生活和工农业生产中都是必不可少的。实习期间主要学习合成氨造气、净化、合成3段工艺。
1) 安全与消防知识教育
合成氨工厂生产存在高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害，必须严格执行安全生产要求，确保实现期间的人身和生产安全。因此由工厂的安全工程师为我们做工厂劳动保护、安全技术、防火、防爆、防毒等内容的安全生产教育。
a) 注意着装，不能穿裙子，不能披散长发，不能穿高跟鞋。
b) 严禁接触阀门、仪表、按钮。c) 工厂区禁止吸烟。
d) 进入工厂区必须佩戴安全帽，不能脱离组织，不要妨碍正常生产操作。 e) 出现事故迅速撤离至下风处。
2) 造气车间工艺
造气工段的任务以白煤做原料以空气和水为汽化剂，在高温的条件下进行汽化反应，制取合合成塔内部换热器的制造
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合成塔内部换热器的制造
日期: 14:56:36 来源:来自网络 查看:[
] 作者：未知 热度：
大庆石油化工机械制造公司　张雪峰大庆高新技术开发区　侯青山大庆石化研究院　何国栋
　　1　前言某公司化肥厂合成氨装置是20世纪70年代从美国凯洛格公司引进的,其中合成塔内部换热器是合成氨装置中最关键的设备。1999年8月合成氨大检修发现合成塔内部换热器高温侧换热管有明显纵向裂纹,且管板鼓起,割开两端封头,对壳程进行水压试验,发现换热管与管板接头泄漏严重,对合成氨的产量影响很大。　　
2　设备技术特性及结构简介
2 1　技术特性合成塔内部换热器主要技术特性见表1。
　　2 2　结构特点
合成塔内部换热器为高精度不锈钢换热器,其结构特点:(1)外形尺寸为 864&)换热管为 12.7&1.245,长度ｍｍ,共1882根。换热管材质为ＳＡ213-ＴＰ321;(3)上管板厚度108ｍｍ,下管板厚度为82ｍｍ,材质为1Ｃｒ18Ｎｉ9ＴｉⅣ级锻件;(4)换热管与管板采用强度焊加贴胀连接;(5)合成塔内部换热器壳体上部与管板有一段152ｍｍ的敞开环带,是合成气出口;壳体下部均布8个108&152长方形开孔,是合成气的入口,见图1。
　　3　制造难点及质量控制项目
3 1　制造难点
内部换热器装在合成塔内部,同时它的Ａ、Ｂ、Ｃ三个平面分别与合成塔配合连接,其尺寸偏差及形位偏差要求特别严格。附加技术要求中规定,整个筒体直线度偏差&1ｍｍ,筒体圆度及圆柱度偏差&0 5ｍｍ,Ａ、Ｂ、Ｃ三个平面必须相互平行,且与设备轴线垂直,三平面同轴度偏差&1 58ｍｍ;管板及折流板加工精度高,换热管与管板及折流板的管孔之间间隙较小,最小间隙为0 05ｍｍ,穿管非常困难;换热管规格特殊,焊接及胀接无成型经验;设备壳程敞口部位多,壳程水压试验及氨渗漏试验困难。
3 2　控制项目
(1)控制换热管进货质量及管板加工质量制定严格的订货条件,对成品换热管外观尺寸进行检查,且对其力学性能进行复验,穿管前对换热管外观尺寸进行检查,将外径超出尺寸偏差允许值的换热管淘汰。管板上的管孔尺寸为 12.9&0.05ｍｍ,加工难度非常大。由于换热管与管板最小间隙仅为0.05ｍｍ,因此管板加工前需采用等厚度同材质锻件试板先后钻试验管孔93个,通过反复试验,对刀具进行改进,从中找出最佳加工工艺参数。管板孔加工后用过规和止规逐孔检查,管孔尺寸均在12.85～12.90ｍｍ之间。
(2)控制换热管与管板连接质量合成塔内部换热器换热管与管板采用强度焊加贴胀连接形式。由于换热管外径尺寸小,壁厚薄,为确保换热管与管板连接质量,模拟制造一个微型固定管板式换热器,试验装置组装后,分别进行强度焊、不同顺序的强度焊加贴胀、不同胀度的胀接试验。然后对管接头进行水压试验、着色检查、剖析检查、拉脱力试验等项目检查,从中确定出合适的焊接工艺、焊接与贴胀的顺序、贴胀胀度。通过试验得出:换热管与管板采用手工钨极氩弧焊,焊材选用Ｈ0Ｃｒ20Ｎｉ10Ｔｉ,焊接电流90～100Ａ,焊接电压11～14Ｖ,焊速为4～8ｃｍ/ｍｉｎ,执行此焊接工艺时焊接质量较好;先胀后焊时焊肉内有气孔,先焊后胀效果更为理想;胀度为1.1%～1.2%,即贴胀量为0.05～0.15ｍｍ时,贴胀效果较好,此时拉脱力均大于1ＭＰａ,符合《压力容器安全技术监察规程》的规定。
(3)控制换热管尺寸偏差及形位偏差制造过程中从封头等单个部件到各组装工序制造精度要求严格。封头分别与管板及引伸管对接焊接,它的形状偏差对保证换热器的尺寸偏差及形状偏差极为关键。封头作为热压成形件,其顶部开孔与底部直边开孔同轴度偏差很难保证图样规定的不大于0.4ｍｍ要求值。封头厂压制封头时,尽管特制了高精度的胎具,封头热处理后尺寸还是超差,在车床上找正检查,一件封头上下开孔偏心4ｍｍ,另一件偏心达12ｍｍ,对封头进行矫正处理,最后偏心量达到1ｍｍ,剩余超标偏心量靠焊缝组对时允许的对口错边量找回。
(4)控制水压试验质量合成塔内部换热器壳体敞口较多,要想检查换热管接头连接质量,需将壳体开口封堵,设计制造试压壳体,对壳体开孔进行局部封堵。试压壳体与合成塔内部换热器无一处焊接连接,保证了合成塔内部换热器壳体表面质量不受损。经壳程水压试验检查,接头处无渗漏,保证了换热器的管接头质量。
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合成氨工艺总结
合成氨发展的三个典型特点：1. 生产规模大型化2. 能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能3. 高度自动化Chp2. 原料气的制取2.1 固体燃料气化法氢气的主要来源有：气态烃类转化、固体燃料气化和重质烃类转化。煤气化技术装置的分类：（1）固定床气化（2）流化床气化（3）气流床气化固定床气化：UGI炉，鲁奇（Lurgi）炉和液态排渣的鲁奇炉流化床气化：Winkler气化炉；Lurgi循环流化床气化炉；U-Gas灰团聚流化床气化炉气流床气化：常压气流床粉煤气化即Koppers-Totzek（柯柏斯-托切克，简称K-T）炉；水煤浆加压气化，即Texaco（德士古）炉和Destec（现E-Gas）炉；粉煤加压气化，即SCGP（Shell煤气化工艺）。固定床间歇制气： 采用间歇法造气时，空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。间歇式制半水煤气流程：a．空气吹风 b．上吹制气 c．下吹制气 d．二次上吹 e．空气吹净德士古气化装置包括煤浆制备、气化、灰水处理。煤浆气化采用德士古水煤浆加压气化的激冷流程。气化工段关键设备气化炉
（参见p56图1-2-39）气化炉分上下两部分，上部为燃烧室，燃烧室内安装三层耐火砖用来防止炉壁烧坏；下部为激冷室。从燃烧室出来的工艺气通过下降管进入激冷室，激冷室上部有激冷环，下部下降管浸入水中，工艺气在水中冷激。气化炉是德士古装置核心设备。碳洗塔的作用是洗涤从气化炉来的粗煤气，除去粗煤气中的含杂的灰分以及可容水的反应副产物，保证干净、含灰分少的粗煤气送到下一工段进行使用。碳洗塔下部主要作用是洗涤，碳洗塔合成气入口管线伸入水下，粗煤气进入碳洗塔水下后，经过塔内灰水的洗涤再进入上部；碳洗塔上部有塔盘，采用筛板结构，用来对合成气进行可溶性气体以及灰分进行吸收。碳洗塔是德士古气化装置中，一个非常重要的中间过程装置。1
从气化炉出来的粗煤气经过碳洗塔的洗涤送到变换岗位，进行变换反应，或者送到火炬管线进行放空，所有这就对碳洗塔液位的稳定要求很高，碳洗塔液位高了，容易将水带到火炬管线中去；碳洗塔液位低，就会影响粗煤气的洗涤效果，会影响到变换炉的运行。所有对碳洗塔的液位控制是尤为的重要，特别是开停车的时候，液位控制高会将水带入火炬系统，会导致火炬喷水甚至火炬管线以及火炬的倒塌。工艺烧嘴是三层环隙结构，从高压煤浆泵送来的煤浆走中间环隙进入气化炉，从空分送来的氧气从外环隙和中心环隙进入气化炉。烧嘴将这两种介质送入气化炉并将它们雾化，提高反应效率和原料的利用率。2.2
烃类蒸汽转化法烃类蒸汽转化法应用最多的是加压两段催化转化法。天然气转化前必须先脱硫。通常水碳比大于2 可保证不析碳。催化剂组成：NiO为最主要活性成份。实际加速反应的活性成份是Ni，所以使用前必须进行还原反应，使氧化态变成还原态Ni。转化催化剂的有害成份：S，As,卤素等。转化反应前必须脱硫。通常反应温度在1000℃左右，所以硫砷及卤素含量要小于0.5ppm。2.2.3
甲烷蒸汽转化的生产方式为什么用二段转化方式？转化率高必须转化温度高，全部用很高温度，设备和过程控制都不利，设备费用和操作费用都高。采用二段方式，一段温度只在800°C左右，对合金钢管要求低，材料费用降低。在二段才通入空气，使与一段的H2反应产生高温，保证二段中转化较为完全。凯洛格法典型流程如图所示。分析特点和热充分利用、能量质量合理安排等。4. 主要设备一段转化炉是烃类蒸汽转化的关键设备之一。它由对流段和辐射段组成。二段转化炉燃烧之前，转化气与空气必须充分混合，以避免局部过热而损坏炉体。因而通入的空气先要经一空气分布器。
原料气的净化原料气的净化包括脱硫，变换，脱碳, 气体的精制。脱硫工业脱硫方法很多，分为干法和湿法两种。前者是用固体脱硫剂(如氧化锌、活性炭、分子筛等)将气体中的硫化物除掉；后者用碱性物质或氧化剂的水溶液即脱硫剂(如氨水法、碳酸盐法、乙醇胺法、蒽醌二磺酸钠法及砷碱法等)吸收气体中的硫化物。干法脱硫优点是既能脱无机硫，又能脱有机硫，可把硫脱至极微量。缺点是脱硫剂不能再生，故只能周期性操作，不适于脱除大量硫化物。湿法采用液体脱硫，便于再生并能回收硫，易于构成连续脱硫循环系统，可用较小的设备脱大量硫化物。缺点是对有机硫脱除能力差，净化度不如干法高。脱碳脱除CO2的方法很多，工业上常用的是溶液吸收法，分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法。物理吸收是利用CO2能溶于水和有机溶剂的特点。常用的有加压水洗、低温甲醇洗涤等。 化学吸收是用氨水、有机胺或碳酸钾的碱性溶液为吸收剂，利用CO2能与溶液中的碱性物质进行化学反应而将其吸收。大中型厂多采用改良热碱法，此法以K2CO3水溶液为吸收液，并添加少量活化剂如氨基乙酸或乙二醇胺。3.1
原料气的脱硫干法脱硫一般适用于含S量较少的情况。湿法脱硫一般适用于含S量较大的场合。
干法脱硫主要有氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等。3.2
一氧化碳变换为了取长补短，工业上采用中变低变串联的流程。压力对平衡无影响。变换是在常压下进行的。增大压力可加快反应速度，减少催化剂用量和反应设备体积，并可降低能耗。加压变换的缺点是设备腐蚀严重。中变(高变)催化剂中变催化剂一般用铁铬催化剂，活性成份是Fe3O4，因此催化剂使用前要还原。低变催化剂低变催化剂一般用铜催化剂。其主要成份为：CuO 等。活性成份为单质铜，使用前也要还原宽温区耐硫钴钼催化剂
中变反应温升大，通常采用分段式，如图实际工作曲线围绕最佳温度线。低变反应由于反应量较少，温升不是很大，所以多以一段进行。水碳比一般为3.0-5.0。3.2.5
变换反应的工艺流程1. 中低变串联流程
此法一般与烃类蒸汽转化及变换后用甲烷化法脱除少量CO法联合使用。2.
多段变换流程 适用于CO含量高，如半水煤气为原料气的情况。3.3
二氧化碳的脱除3.3.1
本菲尔法脱碳本菲尔法即二乙醇胺热钾碱法。热钾碱法以K2CO3水溶液为吸收液，并添加少量活化剂如氨基乙酸或乙二醇胺（DEA）。 加入少量DEA可以增加吸收系数，降低二氧化碳的平衡分压。本菲尔脱碳工艺流程如下图。主要分脱碳和再生两部分，再生需要供给很多热量，也是合成氨中耗能的一个较重要部位。低温甲醇洗3.4
原料气的最终净化最终的净化方法有：铜氨液吸收法、甲烷化法、深冷分离法――液氮洗涤法3.4.1 甲烷化法4
甲烷化法一般要求入口原料气中总碳含量小于0.7%。………..低变！3.4.2
深冷分离法氮洗工段基本原理包括吸附原理、混合制冷原理及液氮洗涤原理。
Chp4: 氨的合成但要获得工业效益，合成条件必须高温高压。平衡氨含量不为3。高压下，气体偏离理想状态，Kp将随R而变，所以具有最大yNH3时的R略小于3，约在2.68～2.90之间。增加惰性气体含量相当于降低了反应物的分压，对平衡不利。氨合成反应是放热反应。
氨合成反应常用的催化剂主要是铁催化剂。其组成主要有：Fe3O4(Fe2+/Fe3+ ≈0.5) 促进剂为：K2O,
SiO2Al2O3的加入可生成合金FeO? Al2O3,其结构与FeO? Fe2O3相似，使Fe3O4分布均匀，催化剂还原后，使催化剂表面积增大，活性增加。
反应的活性组成是金属铁，而不是铁氧化物，所以使用前要将催化剂还原。通常用氢气作还原剂。Al2O3在催化剂中能起到保持原结构骨架作用，从而防止活性铁的微晶长大，增加了催化剂的表面积，提高了活性。CaO起助熔剂作用。K2O的加入可促使催化剂的金属电子逸出功降低。MgO除具有与Al2O3相同作用外，其主要作用是抗硫化物中毒的能力，从而延长催化剂的使用寿命。少量CO、CO2、H2O等含氧杂质的存在将使铁被氧化，而失去活性。但当氧化性物质清除后，活性仍可恢复，故称之为暂时中毒。硫、磷、砷等杂质引起的中毒是不可恢复的，称作永久性中毒。
影响反应速率的因素5
空间速度：空速增加，生产强度提高。温度压力：从速度方程可看出，提高压力可使正反应速度增加大于逆反应速度增加，所以一般选择较高压力。氢氮比：氮含量可略提高，但基本无大变化，仍为2.9-3.0的范围。4.3
氨的合成4.3.1
最佳工艺条件的选择压强：
15MPa温度：450-500℃
400-450 ℃4.3.2
氨的分离及合成流程一般都用冷凝法来分离氨。4.3.3
氨合成塔2.几种典型合成塔结构单管并流式合成塔和轴向冷激式合成塔结构如图1.37和1.38。目前大型氨厂用冷激式多，它具有各床层温度调节方便，操作更接近最佳温度。冷激式合成塔主要优点：结构简单、催化剂分布和温度分布均匀、控温调温方便、床层通气面大阻力小。一种径向冷激式合成塔如图 1.40示。其优点是：气体通过床层路径短，通气面积更大，阻力更小；适宜用更小粒度催化剂，提高内表面积，减少内扩散影响；催化剂还原均匀；降低能耗，更适宜于离心式压缩机。
6图1.4 0图1.407 图 1.38 图 1.37
Chp5: 合成氨生产综述以煤为原料合成氨的全流程如图所示。选用了改良蒽琨二磺酸法脱硫、氨基乙酸法脱CO2、加压变换等新技术。以天然气等气态烃为原料二段转化法流程如图。特点是把脱硫放在转化之前。有益于转化和变换催化剂，避免转化后把温度降到常温下脱硫，节省和利用了大量的热能。化工发展趋势的两大特点是：大型化与综合化。节能降耗的方法有：扩大生产规模、选择与原料相适应的净化方法、采用新工艺及余热的回收利用等。（1）合成氨－尿素联合生产 （2）合成氨－纯碱联合生产 侯氏制碱特点是，采用循环流程, 不需对循环液(或气)进行除杂质,采用食盐水除杂。
a.空气吹风
空气从造气炉底部吹入，送风发热，提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后放空；b．上吹制气
蒸汽从炉底吹入制水煤气，水煤气通过废热锅炉回收热量，除尘、洗涤后送入气柜。c．下吹制气
上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽从炉顶吹入与碳反应，生成半水煤气从炉底导出，经除尘、洗涤,
送入气柜；d．二次上吹
下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短；e．空气吹净
空气从炉底吹入，将残存的水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与b,c,d阶段制得的水煤气在气柜中混合为半水煤气。缺点：气化设备简单、便于控制，能耗大，约有一半原料被当作燃料烧掉，生产能力低，产生三废(煤渣、含氰废水、含硫废气等)较多。3.2
一氧化碳变换有了平衡常数和初始浓度(注意实际生产中4种物质均有初始浓度值)，按平衡常数表达式容易计算出平衡组成和转化率。按平衡原理，反应宜在较低温度下进行。但实际受转化出口气高温的限制，往往分两步进行。 以干原料为基准，设转化率为x,干变换气中CO组成为y′CO,易得转化率计算式为：
温度越低，水碳比越大，平衡转化率越高。反应后变换气中残余CO量越少。
Chp1: 概述合成氨的适宜条件：压强：20 MPa～50 MPa
温度：450℃左右
催化剂：铁触媒浓度：不断补充氮气和氢气并及时液化分离出氨，采用循环操作，将余下N2、H2送回合成塔，以提高原料的利用率。原料气的制备：将空气中O2与C作用生成CO2，除去CO2得到氮气。
氨的合成与分离：为什么氮、氢混合气体送入合成塔前要进行压缩？该反应需要在高压下进行，达到一定压强既有利于加快反应速率又能提高反应物的转化率。 合成氨的生产工艺：
目前的主要生产过程：(1) 制气
用煤或原油、天然气作原料，制备含氮、氢气的原料气。(2) 净化
将原料气中的杂质：CO、CO2、S等脱除到ppm级。(3) 压缩和合成
合成氨需要高温、高压，净化后的合成气原料气必须经过压缩到15~30MPa、450℃左右，在催化剂的作用下才能顺利地在合成塔内反应生成氨。
Chp2. 原料气的制取2.1 固体燃料气化法 2.2 烃类蒸汽转化法
原料气的净化3.1
原料气的脱硫
湿法脱硫3.2
一氧化碳变换
催化剂 3.2.4
变换过程工艺条件 3.2.5
变换反应的工艺流程3.3
二氧化碳的脱除
本菲尔法脱碳3.4
原料气的最终净化
3.4.1 甲烷化法
深冷分离法
（3.铜氨液吸收法）Chp4: 氨的合成4.1
氨合成反应的热力学基础4.2
氨合成反应的动力学基础4.3
最佳工艺条件的选择
氨的分离及合成流程
Chp5: 合成氨生产综述1．技术经济分析和综合利用
2．联合生产以煤为原料合成氨的全流程如图所示。11
典型流程：
以天然气等气态烃为原料二段转化法流程如图。
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