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德恩尼分享在線氣體分析儀在煤化工中的應用—合成氨

作者:admin 發布日期:2021/8/24 關注次數: 二維碼分享

我國是一個多煤、少油、貧氣的國家,煤炭資源極其豐富,煤化工是發展煤基化學品(氨、甲醇、二甲醚等、煤制油、煤制乙二醇)、煤基液體燃料、先進的IGCC 發電、多聯產系統、制氫、燃料電池等過程工業的基礎。以煤間接液化為例,規模為500萬噸/年的生產裝置,氣化用煤在2200~2500萬噸/年。國內在建的甲醇裝置、合成氨裝置、煤制油裝置和處于籌建中煤制烯烴裝置、煤制油裝置、甲醇裝置項目眾多,對分析儀器的需求依然旺盛。

化肥廠—合成氨
第一步:原料氣的制取。制備含有氫氣、一氧化碳、 氮氣的粗原料氣。一般由造氣、空分工序組成。
▲ 造氣工段:造氣出來的煤氣也就是半水煤氣,在氣柜出口(或入口)控制其中的氧含量,防止氧含量超高從而對電捕焦器帶來危險,其檢測目的是安全檢測。
測量組份氧, 測量范圍 0-1%
▲ 變換工段:
中變:CO 0-15% CO2 0-1%
低變:CO 0-5% H2 35-75%
CO2出工段:CO2 0-100%
第二步:原料氣的凈化。除去粗原料氣中的氫氣、氮氣以外的雜質。一般由原料氣的脫硫、一氧化碳的變換、二氧化碳的脫除、原料氣的精制工序組成。
▲ 脫硫
以煤、天然氣或重油為原料制取的合成氨原料氣中,都含有一定量的硫化物。一些工廠在脫硫工段脫硫塔后對H2S進行在線測量。
常用:醋酸鉛紙帶法、色譜法、紫外法。
▲ 脫碳
無論采用固體、液體或氣體原料,所制成的合成氨原料氣中均含有一氧化碳,其含量為12~40%。一氧化碳不是合成氨的直接原料,而且能使氨合成催化劑中毒,因此在送到合成工序前必須除掉。一氧化碳的脫除分兩步:
中變:CO 0-15% CO2 0-1%
低變:CO 0-5% H2 35-75%
CO2出工段:CO2 0-100%
不論以固體燃料還是以烴類原料制得的合成氨原料氣中,經CO變換以后還會有18 ~35%的CO2, CO2的存在不僅能使氨合成催化劑中毒,而且給精制工序帶來困難,如堵塞管線等。CO2又是制造尿素等化工產品的原料,所以必須加以回收利用,脫除氣體中的CO2 過程習慣上簡稱為脫碳。脫碳方法可分為:物理吸收法、化學吸收法和物理化學吸收法三大類。
凈化出口:CO2 0-1%
低閃氣:CO2 0 ~10%
醇后氣:CO 0 ~2% CO2 0 ~1%
▲ 原料氣的精制(精煉)
目前只有小化肥廠在使用銅洗法,一般中型以上化肥廠均使用甲烷化法
甲烷化入口:CO 0-1% CO2 0-0.5%
甲烷化出口:CO 0-50ppm ,CO2 0-50ppm
第三步:原料氣的壓縮與合成。將符合要求的氫氮混合氣壓縮到一定的壓力后,在高溫、高壓和有催化劑的條件下,將氫氮氣合成為氨。一般由壓 縮、合成工序組成。
▲ 壓縮
在合成氨生產過程中,采用不同原料制備的合成氨原料氣,需要輸送到在一定壓力下操作的凈化、合成工序,同時完成原料氣各工序間的輸送,所以需要對原料氣進行壓縮。壓縮工序的任務就是輸送合成氨原料氣并提高其壓力,以滿足各個工序對壓力的實際需求。
CO2 80-100%
▲ 合成
氨的合成是整個合成氨流程中的核心部分,是合成氨廠最后一道工序。它的任務是在一定的溫度、壓力及催化劑存在的條件下,將精制的氫氮氣合成為氨,反應后氣體中一般氨含量只有10~20%,將反應后氣體中的氨與其他氣體組分分離,提供液氨產品,將分離氨后的未反應氣體循環使用。因而氨合成工藝通常采用循環流程。由于采用合成的方法生產氨,所以稱為合成氨,將生產氨的工廠稱為合成氨廠。
新鮮氣:H2 35-75%
循環氣:H2 35-75%
進合成塔混合氣:H2 35-75% CH4 0-30% NH3 0-5%
合成塔出口:NH3 0-20%
▲ 尿素
液氨與二氧化碳反應生成氨基甲酸銨,反應后送造粒塔噴淋,下落過程干燥、結晶,落到塔底成為尿素。反應過程中要嚴格控制二氧化碳中的氧含量,氧的測量范圍是0~1%,背景氣是CO2。
   以上就是德恩尼分享氣體分析儀在煤化工中的應用—合成氨,想要了解更多關于氣體分析儀等信息可以持續關注德恩尼。

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