Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên

81 442 6
  • Loading ...
1/81 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 20/12/2014, 10:07

Mở đầuAmoniac là một trong những hợp chất hoá học có ý nghĩa đặc biệt trong quan trọng ngành công nghiệp hoá học vì nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế:Trong công nghiệp sản xuất phân bón, Amoniac dùng để sản xuất ra các loại đạm, đảm bảo sự ổn định và cung cấp đạm cho việc phát triển phát triển nông nghiệp. Góp phần bảo đảm an ninh lương thực, thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.Trong công nghiệp thuốc nổ, Amôniac có vai trò quyết định trong việc sản xuất ra thuốc nổ. Từ NH3 có thể điều chế HNO3 để sản xuất các hợp chất như: di, tri nitrotoluen, nitroglyxêrin, nitroxenlulo, pentaerythrytol tetryl, và amoni nitrat dùng để chế tạo thuốc nổ.Trong ngành dệt, sử dụng NH3 để sản xuất các loại sợi tổng hợp như cuprammonium rayon và nilon.Trong công nghiệp sản xuất nhựa tổng hợp, NH3 được dùng làm xúc tác và là chất điều chỉnh pH trong quá trình polyme hóa của phenolformaldehyt và urêformaldehyt tổng hợp nhựa.Trong công nghiệp dầu mỏ, NH3 được sử dụng làm chất trung hòa để tránh sự ăn mòn trong các thiết bị ngưng tụ axit, thiết bị trao đổi nhiệt, của quá trình chưng cất. NH3 dùng để trung hòa HCl tạo thành do quá trình phân hủy nước biển lẫn trong dầu thô. NH3 cũng dùng để trung hòa các vết axit trong dầu bôi trơn đã axit hóa.Trong quá trình cracing xúc tác lớp sôi, NH3 thêm vào dòng khí trước khi đưa vào thiết bị kết tủa cottrell để thu hồi xúc tác đã sử dụng.NH3 dùng để điều chế aluminu silicat tổng hợp làm xúc tác trong thiết bị cracking xúc tác lớp cố định. Trong quá trình hydrat hóa silic, NH3 kết tủa với nhôm sunfat ( Al2(SO4)3) để tạo một dạng gel. Sau đó rửa tạp chất Al2(SO4)3 được sấy khô và tạo hình.Trong công nghiệp sản xuất thuốc trị bệnh, NH3 là một chất độn quan trọng để sản xuất các dạng thuốc như sunfanilamide, sunfaliazole, sunfapyridine. Nó cũng được sử dụng để sản xuất các loại thuốc vitamin. Ngoài ra, NH3 còn được sử dụng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường để chuyển hoá SO2 và NOx từ khí ống khói. Dung dịch NH3 21% còn dùng làm dung môi rất tốt. Amoniac tạo được các nitrua để tôi cứng bề mặt thép, sử dụng Amoniac làm tác nhân lạnh trong các thiết bị lạnh.Amoniac có nhiều ứng dụng trong thực tế như vậy cho nên đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên” có ý nghĩa thực tế sâu sắc. Mục đích của đề tài là sử dụng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên sẳn có ở nước ta một cách có hiệu quả để sản xuất ra Amoniac làm chất hoá học trung gian phục vụ quá trình tổng hợp ra các sản phẩm có ích đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân. Mặc khác đề tài còn đưa ra một phương hướng mới trong việc nâng cao giá trị sử dụng của nguồn nguyên liệu khí tự nhiên.Trong khuôn khổ đồ án này, em xin giới thiệu những tính toán cụ thể để thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 năng suất 400.000 tấnnăm.Nội dung đồ án gồm các phần sau:Chương I: Tổng quan lý thuyết.Chương II: Tính toán công nghệ.Chương III: Xây dựng.Chương IV: Tính toán kinh tế.Chương V: An toàn lao động.Tuy có rất nhiều cố gắng nhưng đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất mong được sự góp ý của Thầy, Cô giáo và các bạn. Mở đầu Amoniac là một trong những hợp chất hoá học có ý nghĩa đặc biệt trong quan trọng ngành công nghiệp hoá học vì nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế: Trong công nghiệp sản xuất phân bón, Amoniac dùng để sản xuất ra các loại đạm, đảm bảo sự ổn định và cung cấp đạm cho việc phát triển phát triển nông nghiệp. Góp phần bảo đảm an ninh lương thực, thực hiện công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Trong công nghiệp thuốc nổ, Amôniac có vai trò quyết định trong việc sản xuất ra thuốc nổ. Từ NH 3 có thể điều chế HNO 3 để sản xuất các hợp chất như: di, tri nitrotoluen, nitroglyxêrin, nitroxenlulo, pentaerythrytol tetryl, và amoni nitrat dùng để chế tạo thuốc nổ. Trong ngành dệt, sử dụng NH 3 để sản xuất các loại sợi tổng hợp như cuprammonium rayon và nilon. Trong công nghiệp sản xuất nhựa tổng hợp, NH 3 được dùng làm xúc tác và là chất điều chỉnh pH trong quá trình polyme hóa của phenol-formaldehyt và urê- formaldehyt tổng hợp nhựa. Trong công nghiệp dầu mỏ, NH 3 được sử dụng làm chất trung hòa để tránh sự ăn mòn trong các thiết bị ngưng tụ axit, thiết bị trao đổi nhiệt, của quá trình chưng cất. NH 3 dùng để trung hòa HCl tạo thành do quá trình phân hủy nước biển lẫn trong dầu thô. NH 3 cũng dùng để trung hòa các vết axit trong dầu bôi trơn đã axit hóa. Trong quá trình cracing xúc tác lớp sôi, NH 3 thêm vào dòng khí trước khi đưa vào thiết bị kết tủa cottrell để thu hồi xúc tác đã sử dụng. NH 3 dùng để điều chế aluminu silicat tổng hợp làm xúc tác trong thiết bị cracking xúc tác lớp cố định. Trong quá trình hydrat hóa silic, NH 3 kết tủa với nhôm sunfat ( Al 2 (SO 4 ) 3 ) để tạo một dạng gel. Sau đó rửa tạp chất Al 2 (SO 4 ) 3 được sấy khô và tạo hình. Trong công nghiệp sản xuất thuốc trị bệnh, NH 3 là một chất độn quan trọng để sản xuất các dạng thuốc như sunfanilamide, sunfaliazole, sunfapyridine. Nó cũng được sử dụng để sản xuất các loại thuốc vitamin. Ngoài ra, NH 3 còn được sử dụng trong lĩnh vực bảo vệ môi trường để chuyển hoá SO 2 và NO x từ khí ống khói. Dung dịch NH 3 21% còn dùng làm dung môi rất tốt. Amoniac tạo được các nitrua để tôi cứng bề mặt thép, sử dụng Amoniac làm tác nhân lạnh trong các thiết bị lạnh. Amoniac có nhiều ứng dụng trong thực tế như vậy cho nên đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất NH 3 từ khí tự nhiên” có ý nghĩa thực tế sâu sắc. Mục đích của đề tài là sử dụng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên sẳn có ở nước ta một cách có hiệu quả để sản xuất ra Amoniac làm chất hoá học trung gian phục vụ quá trình tổng hợp ra các sản phẩm có ích đáp ứng nhu cầu cho nền kinh tế quốc dân. Mặc khác đề tài còn đưa ra một phương hướng mới trong việc nâng cao giá trị sử dụng của nguồn nguyên liệu khí tự nhiên. Trong khuôn khổ đồ án này, em xin giới thiệu những tính toán cụ thể để thiết kế phân xưởng sản xuất NH 3 năng suất 400.000 tấn/năm. Nội dung đồ án gồm các phần sau: Chương I: Tổng quan lý thuyết. Chương II: Tính toán công nghệ. Chương III: Xây dựng. Chương IV: Tính toán kinh tế. Chương V: An toàn lao động. Tuy có rất nhiều cố gắng nhưng đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định, rất mong được sự góp ý của Thầy, Cô giáo và các bạn. : . . . +  . :N            CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT. 1.1 Giới thiệu về amoniac. 1.1.1 Cấu tạo phân tử NH 3 . NH 3 có một nguyên tử nitơ và 3 nguyên tử hiđrô. Nguyên tử N có 7 electron ở lớp vỏ, tương ứng với số điện tích hạt nhân của nó. Trong đó, một cặp electron ở trạng thái 1s, còn 5 electron kia phân bố vào 4 obitan với số lượng tử chính là 2. Trong 5 electron này thì có một cặp chiếm obitan 2s và 3 electron không cặp đôi phân bố ở 3 obitan 2Px, 2Py, 2Pz. Các electron không cặp đôi của N có thể kết hợp với electron 1s của nguyên tử H. Vì vậy ta có: Nguyên tử N nằm trên một đỉnh của hình tứ diện nằm trên một phằng của 3 nguyên tử H, 3 nguyên tử H xếp theo 1 hình tam giác đều, góc liên kết H-N-H khoảng 107 O . Mặc dù các liên kết N-H là những liên kết cộng hóa trị nhưng chúng có phần giống như liên kết ion, tại vì ngyên tử N có độ âm điện lớn hơn H rất nhiều. Do sự phân cực hóa của các liên kết và cách sắp xếp bất đối của phân tử NH 3 mà nó có một mômen lưỡng cực khoảng 1,5 Debye. Vì phân tử NH 3 có cùng cấu hình electron với nước, góc hóa trị cũng tương tự như nước nên NH 3 và H 2 O có nhiều tính chất giống nhau, đều là những chất nghịch từ. 1.1 Tính chất vật lý: Amôniac có công thức phân tử là NH 3 là một khí không màu, nhẹ hơn không khí, và có mùi đặc trưng. Bảng I.1. Các đặc trưng vật lý của NH 3    Khối lượng phân tử 17,03 Thể tích phân tử ( ở 0 o C, 101,3 KPa) 22,08 l/mol Tỉ trọng pha lỏng 0,6386 g/cm 3 Tỉ trọng pha khí 0,7714 g/l áp suất tới hạn 11,28 MPa Nhiệt độ tới hạn 132,4 0 C tỉ trọng tới hạn 0,235 cm 3 /g Thể tích tới hạn 4,225 cm 3 /g độ dẫn nhiệt tới hạn 0,522 Kj.K -1 . h -1 . m -1 độ nhớt tới hạn 23,90. 10 -3 mPa.s điểm nóng chảy -77,71 0 C Nhiệt nóng chảy 332,3 Kj/Kg áp suất hóa hơi 6,077 KPa điểm sôi -33,43 0 C Nhiệt hóa hơi 1370 Kj/Kg Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn -45,72 Kj/mol Entropi tiêu chuẩn 192,731 J.mol -1 .K -1 Entanpi tạo thành tự do -16,391 Kj/mol Giới hạn nổ Hỗn hợp NH 3 -O 2 (20 0 C, 101,3KPa) Hỗn hợp NH 3 -KK(20 0 C, 101,3KPa) Hỗn hợp NH 3 -KK(100 0 C, 101,3KPa) 15 - 17 % V NH 3 16 - 27 % V NH 3 15,5- 28 % V NH 3 1.1.3Tính chất hóa học:  NH 3 có thể cộng thêm 1 ion để tạo ion phức NH 4 + NH 4 + giống như các ion kim loại kiềm ở tính kiềm và thuộc tính tạo muối của nó. Các dung dịch ngậm nước của NH 3 phản ứng như một bazơ yếu, vì trong dung dịch nước có quá trình:  NH 3 không cháy ở điều kiện thường, nhưng cháy với ngọn lửa màu vàng dưới áp suất oxi. điểm bốc cháy của hỗn hợp NH 3 -O 2 là 780 0 C. sản phẩm chính của quá trình cháy là N 2 và H 2 O. Trong điều kiện thích hợp, hỗn hợp NH 3 - không khí sẽ phát nổ khi cháy. hỗn hợp nổ của NH 3 khô với không khí là 16-25 % V NH 3 . giới hạn này được mở rộng khi trộn lẫn với các khí cháy như H 2 , trộn O 2 hay không khí, ở nhiệt độ và áp suất cao hơn.  Khí NH 3 bị oxi hóa tạo H 2 O và N 2 bởi nhiều hợp chất oxyt như CuO. Nếu dòng khí NH 3 được chuyển qua CuO nung nóng thì có phản ứng:             ! " Loại phản ứng này xảy ra khi NH 3 được nung nóng tới nhiệt độ cao với oxyt của kim loại xác định vì lúc này liên kết trong oxy kém bền vững. Các chất oxy hóa nếu đủ mạnh sẽ xảy ra phản ứng tương tự ở nhiệt độ thường. Ví dụ với KMnO 4 .  Phản ứng giữa Cl 2 với NH 3 cũng có thể xem là phản ứng oxy hóa khử.  NH 3 có thể bị oxy hóa tạo NO khi ở trong hỗn hợp 100 % NH 3 với không khí và có mặt của xúc tác ở nhiệt độ cao:  ở nhiệt độ thường NH 3 là một khí bền vững. ở nhiệt độ cao nó bắt đầu phân hủy thành N 2 và H 2 . Tốc độ quá trình phân hủy chịu ảnh hưởng của bản chất NH 3 với khí tạo thành trong khi tiếp xúc.  Ở nhiệt độ thường, NH 3 có thể hòa tan K, Na nhưng tốc độ chậm, có thể mất vài ngày. Liti amid cũng được tạo thành khi Li bị nung nóng trong dòng khí NH 3 có mặt xúc tác Pt đen.  Khi nung NH 3 cùng với một kim loại hoạt động như Mg thì nitrit (hợp chất cơ kim) sẽ tạo thành.  Cl 2 , Br 2 , I 2 đều phản ứng với NH 3 . Các trạng thái ban đầu của phản ứng thì giống nhau, nhưng sản phẩm cuối cùng thì rất khác nhau.  NH 3 phản ứng với P hơi nóng đỏ tạo N 2 và PH 3 .  Hơi S phản ứng với NH 3 tạo amoni sunfit và nitơ  S củng phản ứng với NH 3 lỏng tạo nitơ sunfit.  NH 3 có thể tạo thành vô số các hợp chất cộng hợp hay hợp chất phối trí. Các hợp chất cộng có tính chất tương tự như các hyđrat. Vì thế CaCl 2 .6NH 3 và CuSO 4 giống như CaCl 2 .6H 2 O và CuSO 4 .5H 2 O. #$#$ !  ! !  ! % !& Các hợp chất phối trí gọi là ammines và viết giống như một phức [Cu(NH 4 ) 4 ]SO 4 .  Một trong những tính chất quan trọng nhất của NH 3 là tính kiềm ở dung dịch nước của nó. Dung dịch NH 3 biến quì đỏ thành xanh, là chất chỉ thị cho metyl dacam và metyl đỏ.  Khí NH 3 có thể trung hòa axit mà không tạo thành nước. Dung dịch NH 3 có tác dụng như một bazơ ở chổ tạo kết tủa hyđrôxyt từ dung dịch của chúng. Một vài hợp chất khó tan, nhưng trong dung dịch NH 3 dư nó tạo phức ion. Ví dụ như các muối sắt thì các hợp chất sắt hyđrôxyt sẽ bị kết tủa. Dung dịch đồng sunfat trong dung dịch amôni hyđrôyt dư tạo thành phức: 1.2 Nguyên Liệu Tổng Hợp NH 3 . 1.2.1 Đi từ nguyên liệu là khí thiên nhiên. 1.2.1.1 Nguyên liệu. - Khí thiên nhiên - Hơi nước. - Không khí hoặc không khí giàu oxy. Việc sử dụng nguyên liệu là yếu tố quan trọng liên quan đến dây chuyền công nghệ và giá thành sản phẩm tạo thành.Lựa chọn nguyên liệu phù hợp để tổng hợp NH 3 sẽ ảnh hưởng đến công nghệ lựa chọn và vốn đầu tư xây dựng.Đề tài này sử dụng nguyên liệu khí tự nhiên phù hợp với điều kiện nước ta có nhiều mỏ khí tận dụng được nguồn nguyên liệu khác , giảm vốn đầu tư và các chi phí khác tạo thành sản phẩm có giá vừa phải, tỷ lệ H 2 của khí tự nhiên lớn hơn so với các nguyên liệu khác. 1.2.1.2 Phương pháp. '"()* 1.3 Cơ sở hóa lý của quá trình tổng hợp NH 3 . Phản ứng tổng quát của quá trình tổng hợp NH 3 : Đây là phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt, giảm thể tích tiến hành trên xúc tác sắt. Dưới đây sẽ lần lượt xét một số vấn đề cơ bản của phản ứng thuộc loại này. 1.3.1 Cân bằng của phản ứng và hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Hằng số cân bằng được biểu diễn bằng biểu thức: Trong đó , , là áp suất riêng phần của các cấu tử NH 3 , N 2 , H 2 . Hằng số cân bằng có thể tính theo phương trình Van'tHoff : 3 2 H 2 N 2 3 NH P PP P K × = 3 NH P 2 N P 2 H P 2 P RT ΔH dT )d(lnK = Phương pháp này có độ chính xác không cao vì khó xác định được các giá trị nhiệt dung đẳng áp của các cấu tử ở áp suất cao và định luật Dalton về áp suất riêng phần có sai số lớn khi áp dụng với khí thực. Sử dụng phương pháp tính theo Phugat cho kết quả phù hợp hơn: Trong đó:  là fugat của cấu tử i lúc cân bằng.  là áp suất riêng phần của cấu tử i lúc cân bằng.  là hệ số fugat của cấu tử i, được tính theo công thức: Hệ số fugat của cấu tử i phụ thuộc vào nhiệt độ rút gọn và áp suất rút gọn . Nếu đặt : và Ta có: Trong đó được tính theo phương trình thực nghiệm : trong đó :  T là nhiệt độ trung bình của quá trình phản ứng , K. 3 2 H 2 N 2 3 NH 3 2 H 2 N 2 3 NH 3/2 2 H 1/2 2 N 3 NH f PP P ff f K × × × = × = ∗ ∗∗ ∗ ϕϕ ϕ ∗ i f ∗ i P i ϕ ∗ ∗ = i i P f i ϕ i ϕ C T T r T = C P P r P = 3 2 H 2 N 2 3 NH K ϕϕ ϕ ϕ × = 2 2 H 2 N 2 3 NH P PP P K ∗∗ × = P f KKK ×= ϕ P K IT101,8564βT2,4943lgT T 2074,18 Klg 27 P +××−++−= −  β là hệ số phụ thuộc vào áp suất, ở 300 at thì β = 1,256.10 -4  I là hằng số tích phân , I = - 2,206 Xác định được K P cho phép ta xác định nồng độ NH 3 lúc cân bằng theo công thức sau : Trong đó:  là nồng độ NH 3 lúc cân bằng, % thể tích .  là hằng số cân bằng của phản ứng.  P là áp suất trung bình trong tháp , at . Hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, có thể xác định theo công thức: Với :  T là nhiệt độ , k  Q là hiệu ứng nhiệt , Kj/mol 1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng: Phản ứng tổng hợp NH 3 là phản ứng tỏa nhiệt, giảm thể tích nên theo nguyên lí Le Chaterlie giảm nhiệt độ và tăng áp suất sẽ làm chuyển dịch cân bằng theo chiều thuận về phía tạo sản phẩm NH 3 . Tỷ lệ các cấu tử trong hỗn hợp phản ứng cũng ảnh hưởng tới cân bằng của quá trình chuyển hóa. Đặt tỉ lệ các cấu tử H 2 /N 2 bằng r và gọi n o là tổng số mol ban đầu của N 2 và H 2 , ta có : và sau thời gian phản ứng t, số mol NH 3 sinh ra là , theo phương trình phản ứng ta có nồng độ các cấu tử tại thời điểm t như sau : 010y P K308 200yy 4 a P 2 a =+×−− a y P K 3624 3 5 1069,161052,235,5) 104596,840 545,0(9157 TTTP T T Q ××−××+×+× × +++= o o 2 H n r1 1 n × + =       o n r1 r n o 2 N × + =       a n  t=0 t Nồng độ phần mol cân bằng của NH 3 là : Từ đó ta có số mol NH 3 bằng : Nồng độ phần mol của N 2 ao a a 0 o ao a o 2 N nn n 2 1 nn n r1 1 nn n 2 1 r1 n y − ⋅− − ⋅ + = − ⋅− + = Tương tự : Hằng số cân bằng tính theo r : Trong đó: y a là nồng độ phần mol của NH 3 lúc cân bằng. T ng s molổ ố r1 n o + o n r1 r × + 0 o n       ×− + 0 o n 2 1 r1 n       ×−× + oo n 2 3 n r1 r a n ao nn + ao o a nn n y − = a ao a y1 yn n + × = ( ) aaa ao a y 2 1 y1 r1 1 y 2 1 nn n 1 r1 1 ⋅−+⋅ + =⋅− − +⋅ + =         ( ) aa 2 H y 2 3 y1 r1 r y ⋅−+⋅ + =             × − −⋅⋅ × + −⋅ + − = a 3 a 3 a P y 2 1r 1y r2 3r 1 r1 r P y K [...]... thiết bị * Khí tự nhiên vào: Lượng mỗi khí thành phần trong khí tự nhiên được xác định theo cơng thức: (m3/ h) Vi = Ci V(ktn) Trong đó: Vi : Lượng khí i trong khí tự nhiên (m3/ h) Ci : Phần thể tích khí i trong khí tự nhiên (%) V(ktn) : Năng suất hệ thống thiết bị (m3/h) Ta chọn năng suất thiết kế là: 60000 m3 khí tự nhiên/ h (đktc) Thay các số liệu vào ta có kết quả như sau: VCH 4 = C CH 4 V(ktn)... trong thiết bị tổng hợp CHƯƠNG II Các Cơng Nghệ Sản Xuất NH3Trên Thế Giới 2.1 Sơ đồ cơng nghệ tổng hợp NH3 của hãng UHDE 2.1.1 Sơ đồ: Sơ đồ này dùng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên, LNG, LPG hay naphta Ngồi ra các hyđrơcacbon khác như than đá, dầu hay khí thải mêtanol cũng có thể làm ngun liệu 2.1.2 Mơ tả q trình Ngun liệu khí tự nhiên được tách lưu huỳnh, trộn với hơi nước và chuyển hố thành khí tổng... 0.5 Khí trơ 0.5 - Độ chuyển hố giả thiết như bảng nêu trên - Tỷ lệ: (Hơi)/ (Khí tự nhiên) vào thiết bị chuyển hố: 2,8/1 - Nhiệt độ hỗn hợp hơi và khí tự nhiên vào thiết bị: 520 0C - Nhiệt độ oxy kỹ thuật vào: 550 0C - Nhiệt độ hỗn hợp khí ra khỏi q trình chuyển hố: 958 0C - Áp suất hỗn hợp khí ra khỏi q trình chuyển hố: 31 bar - Tỷ lệ: O2/CH4 = 0,1/1 4.1.1.2 Tính tốn lượng vào thiết bị * Khí tự nhiên. .. lạnh NH3 NH3 sản phẩm được tách ra ở thiết bị (14) từ khí tổng hợp khơng phản ứng Khí tổng hợp chưa phản ứng cho tuần hồn về máy nén Một lượng khí thải nhỏđược rửa bằng nước trong thiết bị (15) và tuần hồn về máy sấy 8 Nguyên liệu Hơi nước 9 3 11 13 Hình V.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất NH3 của hãng kellogg Brown 10 4 2 7 5 6 S¶n phÈm NH3 15 14 Lựa chọn cơng nghệ Dây chuyền cơng nghệ tổng hợp NH3 từ khí. .. Nitơ được sản xuất bằng cách tách từ khơng khí ở nhiệt độ thấp trong chu kì làm lạnh (10) Khơng khí được lọc, nén và tinh chế trước khi đưa vào hỗn hợp để làm lạnh Sản phẩm N2 sạch được nén và trộn với H 2 để tạo khí tổng hợp tinh khiết Khí tổng hợp được nén tới áp suất tổng hợp NH3 bằng máy nén (11) Khí tinh khiết được loại trừ khí thải và kết hợp với hệ thống xử lý khí thải Thiết bị tổng hợp NH3 dựa... nhiệt độ -330C được đưa về buồng chứa CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 4.1Tính tốn cân bằng vật chất 4.1.1 Giai đoạn sản xuất khí tổng hợp 4.1.1.1 Các số liệu ban đầu - Năng suất hệ thống thiết bị: 60000 m3 kí tự nhiên/ h (đktc) - Thành phần khí tự nhiên sử dụng: Sử dụng thành phần khí tại mỏ khí Bạch Hổ.(Bảng 4) Bảng 4.1 Thành phần khí tại mỏ khí Rồng Cấu tử Phần thể tích (%) CH4 83,31 C2H6 14,57 C3H8... trữ Nguyên liệu Không khí 9 Nhiên liệu Không khí 10 1 2 16 4 19 Hình V.2 Công nghệ tổng hợp NH 15 18 3 3 3 12 của hãng Linde Sản phẩm NH 11 5 7 13 6 17 14 2.3 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất NH3 của hãng Kellogg Brown 2.3.1 Sơ đồ: Hình V.3 Sơ đồ này dùng sản xuất NH3 từ hydro cacbon và khơng khí 2.3.2 Mơ tả q trình: Ngun liệu đã tách lưu huỳnh cho phản ứng với hơi nước trong thiết bị reforming chính (1)... trên thiết bị chuyển trục phản xạ ba lớp với các thiết bị trao đổi nhiệt bên trong (13) cho độ chuyển hố cao Nhiệt từ phản ứng tổng hợp NH3 được dùng để tái sinh hơi (14), gia nhiệt sơ bộ khí ngun liệu (12) và khí được lám mát và làm lạnh để tách sản phẩm NH 3 ở thiết bị (15) Khí chưa được chuyển hố cho tuần hồn về máy nén (11) và sản phẩm NH3 được làm lạnh tới -33oC để tồn trữ Nguyên liệu Không khí. .. 3.7 Chuyển hố CO: Khí ra từ thiết bị reforming thứ cấp chứa khoảng 12 - 15% CO trong khí khơ ra lò, và hầu hết CO được chuyển hố ở thiết bi này theo phản ứng: CO + H2O CO2 + H2 Ở thiết bị chuyển hố CO nhiệt độ cao(HTS), khí chuyển qua lớp xúc tác FeO/Cr2O3 ở 4000C, ở đây CO bị khử chỉ còn 3% trong khí khơ ra lò Khí từ thiết bị HTS được làm mát để tăng mức độ chuyển hố và chuyển vào thiết bị chuyển hố... thành CH4 trong thiết bị mêtan hố (8) Khí ra khỏi thiết bị mêtan hố được làm mát và tách nước ở (9) trước khi sấy ở (10) Khí tổng hợp đã sấy thổi vào thiết bị tinh chế nhiệt độ thấp (11), ở đó khí được làm mát bằng thiết bị trao đổi nhiệt và chuyển đến một máy tinh cất khí tổng hợp được tinh chế trong tháp tinh cất, sản phẩm đi ra ở đỉnh cột là H 2 và N2 theo tỉ lệ 75:25 Sản phẩm đáy là khí thải chứa . “ Thiết kế phân xưởng sản xuất NH 3 từ khí tự nhiên có ý nghĩa thực tế sâu sắc. Mục đích của đề tài là sử dụng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên sẳn có ở nước ta một cách có hiệu quả để sản xuất. III.4: CHƯƠNG II Các Công Nghệ Sản Xuất NH 3 Trên Thế Giới. 2.1 Sơ đồ công nghệ tổng hợp NH 3 của hãng UHDE. 2.1.1 Sơ đồ: Sơ đồ này dùng sản xuất NH 3 từ khí tự nhiên, LNG, LPG hay naphta. Ngoài. liệu khí tự nhiên phù hợp với điều kiện nước ta có nhiều mỏ khí tận dụng được nguồn nguyên liệu khác , giảm vốn đầu tư và các chi phí khác tạo thành sản phẩm có giá vừa phải, tỷ lệ H 2 của khí tự
- Xem thêm -

Xem thêm: Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên, Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên, Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên, CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ, 1 Tính toán cân bằng vật chất, Nhiệt dung riêng của các cấu tử phụ thuộc nhiệt độ theo các hàm như sau:

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay