工业合成氨中低温液氮洗工艺分析及优化
发布时间：2023-11-25 18:25
液氮洗装置具有能耗低、产品气纯度高、无污染等优势,在目前以煤为原料的合成氨装置中,得到了大量的推广应用,并逐步替代甲烷化工艺,实现了脱除合成气中的CO、CO2等可以引起合成触媒中毒的杂质气体的净化任务。因此,低温液氮洗装置作为合成氨原料气净化系统的咽喉通道,其运行状况的好坏将直接影响到合成氨系统的生产周期。本文研究了微量杂质气体对氨合成催化剂的影响原理,并选定液氮洗工艺作为研究方向。利用Aspen Plus流程模拟软件对鲁西集团30万吨合成氨项目液氮洗工艺流程进行模拟,并结合实际运行中造成液氮洗生产负荷波动或被迫停产的事故,运用液氮洗理论研究解决实际生产问题。首先对鲁西化工液氮洗系统进行了ASPEN PLUS软件模拟研究,计算了液氮洗涤塔各塔板的气液平衡,根据计算结果,在第4块塔板中,气相中CO的含量已降为ppm级,Ar及CH4也已降为痕量,H2和N2的成分之和接近100%。通过对工艺物料平衡的计算,表明经过氮洗塔,原料气中的杂质气体基本脱除完全,氢气的损失量也较少,说明原料气在氮洗塔中能得到高效的...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.0 引言
1.1 氨合成催化剂活性降低原因分析
1.2 微量杂质气体净化技术的选择
1.2.1 微量杂质气体对氨合成催化剂的影响原理
1.2.2 一氧化碳(CO)脱除方法
1.3 液氮洗工艺研究国内外概况
1.4 鲁西化工液氮洗工艺技术背景、设计依据
1.5 本论文的主要工作
第2章 液氮洗的工艺特点与工艺原理
2.1 工艺特点
2.2 工艺原理
2.2.1 分子筛吸附原理及过程
2.2.1.1 气体的吸附
2.2.1.2 吸附剂
2.2.1.3 气体吸附过程
2.2.1.4 脱附过程
2.2.2 液氮洗冷量平衡
2.2.2.1 节流效应
2.2.2.2 冷量平衡
2.2.3 液氮洗洗涤
2.2.3.1 液氮洗基本原理
2.2.3.2 液氮洗涤的气液平衡
2.2.4 氮洗塔流股数据
2.3 主要工艺操作条件
2.4 工艺流程设计及说明
2.5 液氮洗模拟模型的确定
2.6 工艺物料平衡计算
2.7 本章小结
第3章 液氮洗装置的运行情况分析
3.1 原料气中氮气含量对系统稳定运行的影响
3.2 去低温甲醇洗复热合成气流量的调节
3.3 精配氮与粗配氮的量的调节
3.4 外加液氮量的调节
3.5 分子筛的选用说明
3.6 氮洗塔的低温来源
3.7 本章小结
第4章 低温液氮洗存在问题分析及解决
4.1 低温液氮洗燃料气通道阻力增大
4.1.1 存在的问题
4.1.2 理论研究
4.1.3 原因分析
4.1.4 问题解决
4.2 氮洗塔压差上涨
4.2.1 存在的问题
4.2.2 理论研究
4.2.3 原因分析
4.2.4 问题解决
4.3 分子筛再生效果异常
4.3.1 存在的问题
4.3.2 理论研究
4.3.3 原因分析
4.3.4 问题解决
4.4 合成气中CO微量高
4.5 积液过程缓慢
4.5.1 存在的问题
4.5.2 理论研究
4.5.3 原因分析
4.5.4 问题解决
4.6 氮洗塔冷量平衡
4.7 氮洗塔液位
4.8 分子筛程控阀故障
4.9 原料气通道堵塞
4.10 本章小结
第5章 经济效益与环境评价
5.1 减少洗涤氮用量,回收利用燃料气
5.1.1 原运行情况
5.1.2 调整措施
5.1.3 经济效益分析
5.1.4 环保效益
5.2 液氮洗积液步骤调整,降低中压氮气使用量
5.3 增加节流制冷效果,停用补充液氮管线
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表及待发表的学术论文目录
本文编号：3867614
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.0 引言
1.1 氨合成催化剂活性降低原因分析
1.2 微量杂质气体净化技术的选择
1.2.1 微量杂质气体对氨合成催化剂的影响原理
1.2.2 一氧化碳(CO)脱除方法
1.3 液氮洗工艺研究国内外概况
1.4 鲁西化工液氮洗工艺技术背景、设计依据
1.5 本论文的主要工作
第2章 液氮洗的工艺特点与工艺原理
2.1 工艺特点
2.2 工艺原理
2.2.1 分子筛吸附原理及过程
2.2.1.1 气体的吸附
2.2.1.2 吸附剂
2.2.1.3 气体吸附过程
2.2.1.4 脱附过程
2.2.2 液氮洗冷量平衡
2.2.2.1 节流效应
2.2.2.2 冷量平衡
2.2.3 液氮洗洗涤
2.2.3.1 液氮洗基本原理
2.2.3.2 液氮洗涤的气液平衡
2.2.4 氮洗塔流股数据
2.3 主要工艺操作条件
2.4 工艺流程设计及说明
2.5 液氮洗模拟模型的确定
2.6 工艺物料平衡计算
2.7 本章小结
第3章 液氮洗装置的运行情况分析
3.1 原料气中氮气含量对系统稳定运行的影响
3.2 去低温甲醇洗复热合成气流量的调节
3.3 精配氮与粗配氮的量的调节
3.4 外加液氮量的调节
3.5 分子筛的选用说明
3.6 氮洗塔的低温来源
3.7 本章小结
第4章 低温液氮洗存在问题分析及解决
4.1 低温液氮洗燃料气通道阻力增大
4.1.1 存在的问题
4.1.2 理论研究
4.1.3 原因分析
4.1.4 问题解决
4.2 氮洗塔压差上涨
4.2.1 存在的问题
4.2.2 理论研究
4.2.3 原因分析
4.2.4 问题解决
4.3 分子筛再生效果异常
4.3.1 存在的问题
4.3.2 理论研究
4.3.3 原因分析
4.3.4 问题解决
4.4 合成气中CO微量高
4.5 积液过程缓慢
4.5.1 存在的问题
4.5.2 理论研究
4.5.3 原因分析
4.5.4 问题解决
4.6 氮洗塔冷量平衡
4.7 氮洗塔液位
4.8 分子筛程控阀故障
4.9 原料气通道堵塞
4.10 本章小结
第5章 经济效益与环境评价
5.1 减少洗涤氮用量,回收利用燃料气
5.1.1 原运行情况
5.1.2 调整措施
5.1.3 经济效益分析
5.1.4 环保效益
5.2 液氮洗积液步骤调整,降低中压氮气使用量
5.3 增加节流制冷效果,停用补充液氮管线
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
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本文编号：3867614
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