化工工藝學(xué)總結(jié)(本小組合成氨部分)

化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

化工工藝總結(jié)

化工工藝學(xué)課程簡介：

《化工工藝學(xué)》是化工及相關(guān)專業(yè)一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。《化工工藝學(xué)》課程適應(yīng)高等教育發(fā)展需要，以培養(yǎng)高等工程技術(shù)應(yīng)用性人才為目標(biāo)，以化工工藝為主線，突出“寬、精、新、用”思想，即強調(diào)口徑寬闊、簡明精練、新技術(shù)新工藝、應(yīng)用型實用化，使課程體系更加科學(xué)化，教學(xué)內(nèi)容更加合理化，便于我們熟悉和掌握生產(chǎn)第一線生產(chǎn)技術(shù)崗位所必需的基本理論和專業(yè)知識。有機化工、無機化工、精細化工、高分子化工、煤化工、石油加工、生物化工等各方面理論和知識有機統(tǒng)一，形成完整的大化工系統(tǒng)知識體系，體現(xiàn)一定的科學(xué)性、先進性、完整性、充實性，奠定現(xiàn)代化工工藝技術(shù)基礎(chǔ)，滿足企業(yè)生產(chǎn)第一線必需的基本理論和專業(yè)知識。

課程教學(xué)的基本要求：

重點放在分析和討論生產(chǎn)工藝中反應(yīng)、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據(jù)、反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、流程的組織等。同時，對工藝路線、流程的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、能量回收利用、副產(chǎn)物的回收利用以及廢物處理作一定的論述。通過加強基礎(chǔ)、面向?qū)嶋H、引導(dǎo)思維、啟發(fā)創(chuàng)新，使我們掌握廣博的化學(xué)工藝知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，為其將來從事化工過程的開發(fā)、設(shè)計、建設(shè)和科學(xué)管理打下牢固的化學(xué)工藝基礎(chǔ)。

課程的教學(xué)內(nèi)容、重點和難點：

課程的教學(xué)內(nèi)容主要集中在無機化工與有機化工典型工藝的分析講解，我們通過掌握化學(xué)反應(yīng)的基本原理，學(xué)會如何去安排化工生產(chǎn)過程。重點講解化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的反應(yīng)特性以及由此引發(fā)的生產(chǎn)方法、流程安排、工藝條件；難點在于如何引導(dǎo)我們開拓思維，通盤考慮能量綜合利用、三廢治理及后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)。

課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求

通過老師的課堂講授，了解各產(chǎn)品生產(chǎn)的基本原理和方法，各生產(chǎn)工藝的流化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

程安排、技術(shù)指標(biāo)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型，能量的綜合利用；掌握各產(chǎn)品生產(chǎn)的典型工藝流程，生產(chǎn)過程中的物料衡算、有關(guān)相圖，化工生產(chǎn)中常用的三廢治理方法。

化工工藝課程內(nèi)容大綱：

合成氨原料氣的制備(91班課程作業(yè))一、本章的教學(xué)目的和要求：

掌握固體燃料氣化、烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化、重油部分氧化等不同原料制氣過程的基本原理，原料和工藝路線，主要設(shè)備和工藝條件的選擇，消耗定額的計算和催化劑的使用條件。

二、教學(xué)內(nèi)容及要求：（一）固體燃料氣化

1、概述

2、固體燃料氣化的基本原理：反應(yīng)的熱力學(xué)、動力學(xué)3、半水煤氣的工業(yè)制法

4、間歇法制取半水煤氣的工作循環(huán)、工藝條件、工藝流程

（二）烴類蒸氣轉(zhuǎn)化

1、方法概述

2、反應(yīng)的基本原理：反應(yīng)的熱力學(xué)、動力學(xué)3、烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑

4、工業(yè)生產(chǎn)方法、工藝條件、流程和設(shè)備

（三）重油部分氧化

1、基本原理

2、工藝條件、流程、主要設(shè)備

第二章合成氨原料氣的凈化一、本章的教學(xué)目的和要求：

掌握原料氣的脫硫、一氧化碳的變換、脫碳和精煉過程的基本原理、工藝流程的確定；工藝參數(shù)和主要設(shè)備的選擇；凈化系統(tǒng)各種催化劑的應(yīng)用條件和方法；有關(guān)的物料衡算和熱量衡算。

二、教學(xué)內(nèi)容及要求：化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

（一）原料氣的脫硫

1、干法脫硫ZnO法

2、濕法脫硫化學(xué)吸收法、物理吸收法、物理化學(xué)吸收法3、改良的A.D.A.法、工藝流程

（二）一氧化碳變換

1、變換的基本原理2、變換催化劑

3、最佳工藝條件、工藝流程

（三）二氧化碳的脫除

1、脫碳方法2、物理吸收法

3、化學(xué)吸收法熱鉀堿法MEDA法

（四）原料氣的最終凈化

1、銅洗法2、甲烷化法3、低溫液氮洗滌法

第三章氨的合成

一、本章的教學(xué)目的和要求：

掌握氨合成反應(yīng)的熱力學(xué)、本征動力學(xué)方程在工業(yè)上的應(yīng)用及影響因素；氨合成催化劑的組成和應(yīng)用；氨合成塔的結(jié)構(gòu)特點及最適宜溫度分布；氨合成反應(yīng)工藝條件的確定。

二、教學(xué)內(nèi)容及要求：（一）氨合成反應(yīng)熱力學(xué)

1、化學(xué)平衡

2、氨的平衡轉(zhuǎn)化率的計算3、氨合成反應(yīng)的熱效應(yīng)

（二）氨合成反應(yīng)動力學(xué)

1、反應(yīng)過程分析2、動力學(xué)方程式

3、擴散對反應(yīng)速率的影響化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

（三）氨合成催化劑

1、催化劑的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性能2、各組分的作用

3、催化劑的活化與活性保持

（四）工藝條件的選擇

壓力、溫度、空間速度、氫氮比、惰性氣體的初始含量的影響

（五）氨合成工藝流程和設(shè)備

1、工藝流程的組成、氨的分離2、傳統(tǒng)的中壓法合成工藝3、凱洛格氨合成工藝流程4、其他工藝流程簡介5、氨合成塔

課程心得：

本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生學(xué)習(xí)的專業(yè)課。本課程從化工生產(chǎn)的工藝角度出發(fā)，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和基本理論，介紹典型產(chǎn)品的生產(chǎn)方法與工藝原理、典型流程與關(guān)鍵設(shè)備、工藝條件與節(jié)能降耗分析。通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)我們應(yīng)用已學(xué)過的基礎(chǔ)理論解決實際工程問題的能力，使我們了解當(dāng)今化學(xué)工業(yè)概貌極其發(fā)展方向；掌握化工過程的基本原理，典型工藝過程的方法、原理、流程及工藝條件；了解化工生產(chǎn)中的設(shè)備材質(zhì)、安全生產(chǎn)、三廢治理等問題。以便我們在以后的生產(chǎn)與開發(fā)研究工作中開拓思路、觸類旁通、靈活應(yīng)用，不斷開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品和新設(shè)備，降低生產(chǎn)過程中的原料與能源消耗，提高經(jīng)濟效益，更好地滿足社會需要。

擴展閱讀：合成氨生產(chǎn)化工工藝總結(jié)

化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

化工工藝總結(jié)

化工工藝學(xué)課程簡介：

《化工工藝學(xué)》是化工及相關(guān)專業(yè)一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課�！痘�工工藝學(xué)》課程適應(yīng)高等教育發(fā)展需要，以培養(yǎng)高等工程技術(shù)應(yīng)用性人才為目標(biāo)，以化工工藝為主線，突出“寬、精、新、用”思想，即強調(diào)口徑寬闊、簡明精練、新技術(shù)新工藝、應(yīng)用型實用化，使課程體系更加科學(xué)化，教學(xué)內(nèi)容更加合理化，便于我們熟悉和掌握生產(chǎn)第一線生產(chǎn)技術(shù)崗位所必需的基本理論和專業(yè)知識。有機化工、無機化工、精細化工、高分子化工、煤化工、石油加工、生物化工等各方面理論和知識有機統(tǒng)一，形成完整的大化工系統(tǒng)知識體系，體現(xiàn)一定的科學(xué)性、先進性、完整性、充實性，奠定現(xiàn)代化工工藝技術(shù)基礎(chǔ)，滿足企業(yè)生產(chǎn)第一線必需的基本理論和專業(yè)知識。

課程教學(xué)的基本要求：

重點放在分析和討論生產(chǎn)工藝中反應(yīng)、分離部分的工藝原理、影響因素、確定工藝條件的依據(jù)、反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、流程的組織等。同時，對工藝路線、流程的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、能量回收利用、副產(chǎn)物的回收利用以及廢物處理作一定的論述。通過加強基礎(chǔ)、面向?qū)嶋H、引導(dǎo)思維、啟發(fā)創(chuàng)新，使我們掌握廣博的化學(xué)工藝知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，為其將來從事化工過程的開發(fā)、設(shè)計、建設(shè)和科學(xué)管理打下牢固的化學(xué)工藝基礎(chǔ)。

課程的教學(xué)內(nèi)容、重點和難點：

課程的教學(xué)內(nèi)容主要集中在無機化工與有機化工典型工藝的分析講解，我們通過掌握化學(xué)反應(yīng)的基本原理，學(xué)會如何去安排化工生產(chǎn)過程。重點講解化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的反應(yīng)特性以及由此引發(fā)的生產(chǎn)方法、流程安排、工藝條件；難點在于如何引導(dǎo)我們開拓思維，通盤考慮能量綜合利用、三廢治理及后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)。

課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求

通過老師的課堂講授，了解各產(chǎn)品生產(chǎn)的基本原理和方法，各生產(chǎn)工藝的流化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

程安排、技術(shù)指標(biāo)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型，能量的綜合利用；掌握各產(chǎn)品生產(chǎn)的典型工藝流程，生產(chǎn)過程中的物料衡算、有關(guān)相圖，化工生產(chǎn)中常用的三廢治理方法。

化工工藝課程內(nèi)容大綱：

合成氨原料氣的制備(91班課程作業(yè))一、本章的教學(xué)目的和要求：

掌握固體燃料氣化、烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化、重油部分氧化等不同原料制氣過程的基本原理，原料和工藝路線，主要設(shè)備和工藝條件的選擇，消耗定額的計算和催化劑的使用條件。

合成氨生產(chǎn)工藝介紹

1、造氣工段

造氣實質(zhì)上是碳與氧氣和蒸汽的反應(yīng)，主要過程為吹風(fēng)和制氣。具體分為吹風(fēng)、上吹、下吹、二次上吹和空氣吹凈五個階段。原料煤間歇送入固定層煤氣發(fā)生爐內(nèi)，先鼓入空氣，提高爐溫，然后加入水蒸氣與加氮空氣進行制氣。所制的半水煤氣進入洗滌塔進行除塵降溫，最后送入半水煤氣氣柜。2、脫硫工段

煤中的硫在造氣過程中大多以H2S的形式進入氣相，它不僅會腐蝕工藝管道和設(shè)備，而且會使變換催化劑和合成催化劑中毒，因此脫硫工段的主要目的就是利用DDS脫硫劑脫出氣體中的硫。氣柜中的半水煤氣經(jīng)過靜電除焦、羅茨風(fēng)機增壓冷卻降溫后進入半水煤氣脫硫塔，脫除硫化氫后經(jīng)過二次除焦、清洗降溫送往壓縮機一段入口。脫硫液再生后循環(huán)使用�；瘜W(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

3、變換工段

變換工段的主要任務(wù)是將半水煤氣中的CO在催化劑的作用下與水蒸氣發(fā)生放熱反應(yīng)，生成CO2和H2。河南中科化工有限責(zé)任公司采用的是中變串低變工藝流程。經(jīng)過兩段壓縮后的半水煤氣進入飽和塔升溫增濕，并補充蒸汽后，經(jīng)水分離器、預(yù)腐蝕器、熱交換器升溫后進入中變爐回收熱量并降溫后，進入低變爐，反應(yīng)后的工藝氣體經(jīng)回收熱量和冷卻降溫后作為變換氣送往壓縮機三段入口。4）變換氣脫硫與脫碳

經(jīng)變換后，氣體中的有機硫轉(zhuǎn)化為H2S，需要進行二次脫硫，使氣體中的硫含量在25mg/m3。脫碳的主要任務(wù)是將變換氣中的CO2脫除，對氣體進行凈地溝。變換氣進入吸附塔進行吸附，吸附后送往精脫硫工段。

被吸附劑吸附的雜質(zhì)和少量氫氮氣在減壓和抽真空的狀態(tài)下，將從吸附塔下端釋放出來，這部分氣體稱為解析氣，解析氣分兩步減壓脫附，其中壓力較高的部分在順放階段經(jīng)管道進入氣柜回收，低于常壓的解吸氣經(jīng)阻火器排入大氣。5、碳化工段

5.1、氣體流程

來自變換工段的變換氣，依次由塔底進入碳化主塔、碳化付塔，

變換氣中的二氧化碳分別在主塔和付塔內(nèi)與碳化液和濃氨水進行反應(yīng)而被吸收。反應(yīng)熱由冷卻水箱內(nèi)的冷卻水移走。氣體從付塔頂出來，進入尾氣洗滌塔下部回收段，氣體中的少量二氧化碳和微量的硫化氫化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

被無硫氨水繼續(xù)吸收，再進入上部清洗段。氣體中微量二氧化碳被軟水進一步吸收，最后達到工藝指標(biāo)經(jīng)水分離后，送往精脫硫塔進一步脫硫后，送往壓縮機三段進口。

5.2液體流程

濃氨水由濃氨水泵從吸氨崗位濃氨水槽打入付塔，一方面溶解塔內(nèi)的結(jié)疤，另一方面吸收主塔尾氣中的剩余二氧化碳，逐步提高濃氨水的碳化度。然后，付塔的溶液由碳化泵從底部抽出，打入主塔，在主塔內(nèi)進一步吸收變換氣中的二氧化碳，生成含碳酸氫銨結(jié)晶的懸浮液，再由底部取出管壓入分離崗位進行分離。

回收塔回收段中的無硫氨水來自合成或銅洗工段使用過的無硫氨水和回收段的稀氨水壓入稀氨水壓入吸氨崗位母液槽和稀氨水槽或送脫硫崗位使用，從回收段出來的水直接排污水溝。6、甲醇合成工段

聯(lián)醇是將經(jīng)變換、脫碳后的凈化氣中的CO：1-5%、CO2＜0.5%（其含量可根據(jù)生產(chǎn)所要求的醇氨比調(diào)節(jié)）與氣體中的H2經(jīng)壓縮機加壓到15MP后，依次經(jīng)過洗氨塔、油分、預(yù)熱器、廢熱鍋爐進入合成塔，在催化劑的作用下合成為甲醇，同時起到氣體凈化的作用。醇后氣中CO＜0.5%、CO2＜0.2%。出塔氣體經(jīng)水冷卻到40℃左右，將氣體中的甲醇冷凝，使氣體中的甲醇含量小于0.5%，經(jīng)醇分離器分離出甲醇后，一部分氣體經(jīng)甲醇循環(huán)機返回甲醇合成塔，大部分氣體進入精煉工段。7、精煉工段化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

醇后工藝氣中還含有少量的CO和CO2。但即使微量的CO和CO2

也能使氨催化劑中毒，因此在去氨合成工序前，必須進一步將CO和CO2脫除。我們公司是采用醋酸銅氨液洗滌法，銅洗后的工藝氣體中的含量將至25ppm以下。醇后氣體由銅洗塔底部進入，與塔頂噴淋的醋酸銅氨液逆流接觸，將工藝氣中的CO和CO2脫除到25ppm以下，經(jīng)分離器將吸收液分離后送往壓縮機六段進口。銅氨液從銅洗塔經(jīng)減壓還原、加熱、再生后，補充總銅、水冷卻、過濾、氨冷后經(jīng)銅氨液循環(huán)泵加壓循環(huán)使用。

6、氨合成工段的主要任務(wù)是將銅洗后制得的合格N2、H2、混合氣，在催化劑的存在下合成為氨。壓縮機六段來的壓力為27MPa的新鮮補充氣，與循環(huán)氣混合后進入氨冷器、氨分離器、冷交換器，經(jīng)循環(huán)機升壓并經(jīng)過油分離器除油后進入氨合成塔的內(nèi)件與外筒的環(huán)隙，冷卻塔壁，出來后經(jīng)預(yù)熱器升溫后進入氨合成塔內(nèi)件，完成反應(yīng)后離開反應(yīng)器，分別進入廢熱鍋爐、預(yù)熱器、軟水加熱器回收熱量，最后經(jīng)水冷器、冷交換器、氨冷器降溫冷卻，將合成的氨液化分離出系統(tǒng)，未反應(yīng)的氮氫氣循環(huán)使用。

課程心得：

本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生學(xué)習(xí)的專業(yè)課。本課程從化工生產(chǎn)的工藝角度出發(fā)，運用化工過程的基本原理，闡明化工工藝的基本概念和基本理論，介紹典型產(chǎn)品的生產(chǎn)方法與工藝原理、典型流程與關(guān)鍵設(shè)備、工藝條件與節(jié)能降耗分析。通過本課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)我們應(yīng)用已學(xué)過的基礎(chǔ)理論解決實際工程問題的能力，使我們了解當(dāng)今化學(xué)工業(yè)概貌極其發(fā)展方向；掌握化工過程的基本原理，化學(xué)工程與工藝劉嘉永AP0909124

典型工藝過程的方法、原理、流程及工藝條件；了解化工生產(chǎn)中的設(shè)備材質(zhì)、安全生產(chǎn)、三廢治理等問題。以便我們在以后的生產(chǎn)與開發(fā)研究工作中開拓思路、觸類旁通、靈活應(yīng)用，不斷開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品和新設(shè)備，降低生產(chǎn)過程中的原料與能源消耗，提高經(jīng)濟效益，更好地滿足社會需要。

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