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摘要:在进行化工类制品生产时,会广泛应用到氨工艺,为提升合成氨的生产效率和减少能源的浪费,发展合成氨工艺时相关人员应进行氨工艺节能改造。本文分析了合成氨生产工艺,并介绍了合成氨技术在造气加工技术、提升废水循环技术等方面节能改造,最终阐述了合成氨生产工艺节能增效综合改造效果。
关键词:合成氨工艺;节能增效;综合改造
引言:氮元素作为发展农业中重要的肥料资源,在发展化工行业中作为原材料也被广泛应用,合成氨生产行业发展良好,随着近些年国家出台节约资源保护环境的政策,在进行合成氨生产时,生产技术朝向节能技术方向研究转变,能有效地适应时代发展需求,并实现了企业合成氨生产节能增效。
一、合成氨生产工艺分析
在进行合成氨生产时需要用到石油、天然气等生产原材料,通过将这些原材料加入到高温的设备中,通过温度的变化将天然气部分氧化尾气气体制作成为合成气体,这种合成气体中主要包括一氧化氮和氢元素,也可以通过使用渣油通过催化的方式得到氢气,在进行合成氨生产时,生产人员应注重制作合成氨的化学反应,在提取氢气时,工作人员可运用化学反应将空气进行物理液化,并结合使用物理的方式,通过冷冻的方式改变设备内的温度环境将空气进一步液化,通过燃烧空气能排出二氧化碳,用这种方式能有效的增加氮气的提取纯度[1]。另外,生产合成氨时需要进行气体的净化工艺,在生产前需要将原材料的气体进行净化工序,通过物理方式或化学方式使气体中碳硫物质脱离,并进行氧化氮转化,将二氧化碳进行合理利用,能加强空气的燃烧,帮助进行脱碳脱硫造气操作,能有效地减少资源浪费的现象,实现环保节能的生产方式。
但目前进行合成氨生产时仍存在一定的问题,例如天然气原料消耗较多、能源的利用率不高、企业的经济效益得不到提升等,面对这一问题,企业在进行合成氨生产时可以选择购买更好性能的催化剂材料、优化企业的生产设备、加强节能的生产技术研究与应用、加强企业的生产管理工作制度等方面,进行生产问题的整改,能有效地提升企业的合成氨生产效率。
二、合成氨技术节能改造探析
(一)脱硫造气加工技术
现阶段合成氨工艺流程操作中要注重做好原料气体提取操作,此环节对合成氨完整的制备工艺具有较大影响。对原料气体提取中各项资源浪费问题进行控制,要注重创新现有的工业机械以及工藝技术。比如选取自动加焦机,此类机器设备在天然气中提取出硫等气体,进行氨气的提纯,加上自动加焦机应用安全性较高。在气体合成中要注重在高温高压环境中实施,合成完成之后,要注重对煤气余热集中利用,做好煤气余热回收与再利用,能实现节能减排发展要求。在合成氨中,要注重对检测技术以及脱硫造气加工技术合理应用,对具体合成时间进行控制,提高各项操作效率。技术人员还要注重运用入炉蒸汽品质对温度稳定性进行控制,在蒸汽有效分解中实现能源消耗控制,集中优化合成氨整体品质[2]。
(二)加强冷凝液回收技术
在进行合成氨生产时,高低温变化中会产生大量的水蒸气,通过回收冷凝液可以实现节能的目的。生产人员可以利用汽提法的方式,结合使用冷凝液改造系统,在冷凝液改造系统中将蒸汽和冷凝液在填料位置逆流接触,通过转化反应,装置吸收了热量,冷凝液中挥发了可溶解的气体,冷凝液经过装置的反应过后,冷却后可以作为除盐水使用。有利于生产合成氨时减少盐水的消耗量和降低液氨的生产成本,还能减少废水的排放量,提升水资源的利用效率,减少资源浪费的现象。
(三)加强氨气分离技术
在进行合成氨生产时,进行氨气分离是生产技术的关键,能否进行氨气的彻底分离是合成氨质量好坏的重点,在进行氨气分离时,生产人员可以利用冷凝分离的方式,结合氨气与水产生的化学反应实现氨气的分离,或使用分离器结合不同的分离方式进行氨气分离,但在实际操作过程中需要注意气体的流转方向与资源的使用效率进行监管,能有效地提升氨气分离后得到的氨气纯度,并能有效地减少资源浪费的现象。
(四)完善脱碳工序
在进行合成氨生产时应加强氢提取的工作方法,首先,生产人员可以在原材料选择方面提升提高合成氨生产期间的水煤气成分,能有效地减少氮气的含量,方便生产人员进一步进行氢提取。但其中存在较多的二氧化碳的碳元素,生产人员在进行氢提取时可进行氢提取设备的优化,增加提取的纯度,目前普遍采用的制氢工艺由32MPa合成气体,通过三级降压后进入到提氢装置中,在这其间消耗资源较多,不利于节省生产成本。因此,生产人员应加强研究氢提取的工艺流程,可以增加新型二氧化碳吸附装置,让水煤气经由罗茨鼓风机加压后进入到提氢装置中,在工作中减少了降压环节的资源使用量,在品质上可以保障将氢气与二氧化碳进行分离,加强提取氢能促进后期工作顺利开展,增加合成氨生产效率。
(五)注重中低温变换调整
合成氨尾气中存在一氧化碳、氢气、甲烷、氮气等元素,在节能改造中通过中低温变换,可以将合成氨尾气中的一氧化碳通过化学反应转变成为二氧化碳,通过使用催化剂可以快速使水蒸气和一氧化碳发生化学反应,可以得到氢气和二氧化碳。例如,使用低温活性较好的B302Q、B303Q等耐硫变换催化剂,在化学反应中只消耗水蒸气和热量,较为环保节能。这项工艺具有消耗蒸汽量少、节能环保、生产强度大等优点。另外,通过中低温变换调整能有效地将二氧化碳和液氨等原料放入尿素装置中进行压缩,能生产得到尿素,尿素作为一种主要的农业肥料,能有效的扩展合成氨生产的产业链,有利于增加企业的经济收益。
三、合成氨生产工艺节能增效综合改造效果
在进行合成氨生产技术节能改造后,能有效地提升企业在进行合成氨生产时减少能源的消耗,提升制作材料的利用效率,促进节省企业的生产成本,从而提升企业的经济效益。再生产中注重加强了节能减排意识,能有效地提升企业的社会效益和生态效益。在增加经济收益方面,通过改造造气加工技术能有效地降低两气消耗,通过调整造气的设备,通过节能技术的改进能防止在进行生产合成氨时出现装置内气体泄漏的问题,通过技术调整设备炉内的负压、空气含量以及燃烧量,通过科学的配比使用,有利于将两气消耗维持在一个稳定的范围内,增加了资源的利用效率,在设备优化方面,将设备的生产温度能好地进行控制,合成氨成产期间的锅炉及快炉超负荷运行情况得到改善。快炉的负荷量降低到70%左右将生产合成氨将会加强生产过程中的安全性与稳定性,提升资源的利用效率能稳定的提升企业的经济效益。
在生态效益方面,合成氨节能改造能有效地提升废水循环效率等,实现了企业节能减排的生产目标,保护了水资源环境,提升了资源的利用效率,减少了资源的浪费,能有效地保护生态环境。另外,在进行合成氨生产时,会存在一些废水废料,这些物质进行排放时会对环境造成一定的污染,生产人员应将其转变为能二次利用的资源,通过开发合成氨生产的副产品的产业线,能有效地减少环境的污染的同时增加企业的经济效益。例如,合成氨生产中脱碳吸收的液体二氧化碳含量可达90%左右,后期将其通过脱硫、加压、提纯等方式,可以有效地将其转变成为在工业生产和食品生产行业可以用到的二氧化碳,促进企业增加经济效益。
结语:综上所述,企业为实现合成氨的节能增益,在进行技术改造时仍需要不断与时俱进加强对设备和生产工艺的不断投资研发,攻克合成氨生产中余热利用及回收、提高催化剂与转化率等方面的技术难点,能有效地促进企业合成氨制造提升生产效率增加经济效益,并促进合成氨生产企业做到环保节能可持续发展。
参考文献:
[1]孙中华.浅析合成氨节能减排[J].四川化工,2019,22(05):50-54.
[2]皮军.合成氨节能改造后的效果[J].化工设计通讯,2018,44(09):4.
[3]王晓敏.晋城市合成氨节能降耗主要途径[J].化学工业,2017,35(02):48-52.
关键词:合成氨工艺;节能增效;综合改造
引言:氮元素作为发展农业中重要的肥料资源,在发展化工行业中作为原材料也被广泛应用,合成氨生产行业发展良好,随着近些年国家出台节约资源保护环境的政策,在进行合成氨生产时,生产技术朝向节能技术方向研究转变,能有效地适应时代发展需求,并实现了企业合成氨生产节能增效。
一、合成氨生产工艺分析
在进行合成氨生产时需要用到石油、天然气等生产原材料,通过将这些原材料加入到高温的设备中,通过温度的变化将天然气部分氧化尾气气体制作成为合成气体,这种合成气体中主要包括一氧化氮和氢元素,也可以通过使用渣油通过催化的方式得到氢气,在进行合成氨生产时,生产人员应注重制作合成氨的化学反应,在提取氢气时,工作人员可运用化学反应将空气进行物理液化,并结合使用物理的方式,通过冷冻的方式改变设备内的温度环境将空气进一步液化,通过燃烧空气能排出二氧化碳,用这种方式能有效的增加氮气的提取纯度[1]。另外,生产合成氨时需要进行气体的净化工艺,在生产前需要将原材料的气体进行净化工序,通过物理方式或化学方式使气体中碳硫物质脱离,并进行氧化氮转化,将二氧化碳进行合理利用,能加强空气的燃烧,帮助进行脱碳脱硫造气操作,能有效地减少资源浪费的现象,实现环保节能的生产方式。
但目前进行合成氨生产时仍存在一定的问题,例如天然气原料消耗较多、能源的利用率不高、企业的经济效益得不到提升等,面对这一问题,企业在进行合成氨生产时可以选择购买更好性能的催化剂材料、优化企业的生产设备、加强节能的生产技术研究与应用、加强企业的生产管理工作制度等方面,进行生产问题的整改,能有效地提升企业的合成氨生产效率。
二、合成氨技术节能改造探析
(一)脱硫造气加工技术
现阶段合成氨工艺流程操作中要注重做好原料气体提取操作,此环节对合成氨完整的制备工艺具有较大影响。对原料气体提取中各项资源浪费问题进行控制,要注重创新现有的工业机械以及工藝技术。比如选取自动加焦机,此类机器设备在天然气中提取出硫等气体,进行氨气的提纯,加上自动加焦机应用安全性较高。在气体合成中要注重在高温高压环境中实施,合成完成之后,要注重对煤气余热集中利用,做好煤气余热回收与再利用,能实现节能减排发展要求。在合成氨中,要注重对检测技术以及脱硫造气加工技术合理应用,对具体合成时间进行控制,提高各项操作效率。技术人员还要注重运用入炉蒸汽品质对温度稳定性进行控制,在蒸汽有效分解中实现能源消耗控制,集中优化合成氨整体品质[2]。
(二)加强冷凝液回收技术
在进行合成氨生产时,高低温变化中会产生大量的水蒸气,通过回收冷凝液可以实现节能的目的。生产人员可以利用汽提法的方式,结合使用冷凝液改造系统,在冷凝液改造系统中将蒸汽和冷凝液在填料位置逆流接触,通过转化反应,装置吸收了热量,冷凝液中挥发了可溶解的气体,冷凝液经过装置的反应过后,冷却后可以作为除盐水使用。有利于生产合成氨时减少盐水的消耗量和降低液氨的生产成本,还能减少废水的排放量,提升水资源的利用效率,减少资源浪费的现象。
(三)加强氨气分离技术
在进行合成氨生产时,进行氨气分离是生产技术的关键,能否进行氨气的彻底分离是合成氨质量好坏的重点,在进行氨气分离时,生产人员可以利用冷凝分离的方式,结合氨气与水产生的化学反应实现氨气的分离,或使用分离器结合不同的分离方式进行氨气分离,但在实际操作过程中需要注意气体的流转方向与资源的使用效率进行监管,能有效地提升氨气分离后得到的氨气纯度,并能有效地减少资源浪费的现象。
(四)完善脱碳工序
在进行合成氨生产时应加强氢提取的工作方法,首先,生产人员可以在原材料选择方面提升提高合成氨生产期间的水煤气成分,能有效地减少氮气的含量,方便生产人员进一步进行氢提取。但其中存在较多的二氧化碳的碳元素,生产人员在进行氢提取时可进行氢提取设备的优化,增加提取的纯度,目前普遍采用的制氢工艺由32MPa合成气体,通过三级降压后进入到提氢装置中,在这其间消耗资源较多,不利于节省生产成本。因此,生产人员应加强研究氢提取的工艺流程,可以增加新型二氧化碳吸附装置,让水煤气经由罗茨鼓风机加压后进入到提氢装置中,在工作中减少了降压环节的资源使用量,在品质上可以保障将氢气与二氧化碳进行分离,加强提取氢能促进后期工作顺利开展,增加合成氨生产效率。
(五)注重中低温变换调整
合成氨尾气中存在一氧化碳、氢气、甲烷、氮气等元素,在节能改造中通过中低温变换,可以将合成氨尾气中的一氧化碳通过化学反应转变成为二氧化碳,通过使用催化剂可以快速使水蒸气和一氧化碳发生化学反应,可以得到氢气和二氧化碳。例如,使用低温活性较好的B302Q、B303Q等耐硫变换催化剂,在化学反应中只消耗水蒸气和热量,较为环保节能。这项工艺具有消耗蒸汽量少、节能环保、生产强度大等优点。另外,通过中低温变换调整能有效地将二氧化碳和液氨等原料放入尿素装置中进行压缩,能生产得到尿素,尿素作为一种主要的农业肥料,能有效的扩展合成氨生产的产业链,有利于增加企业的经济收益。
三、合成氨生产工艺节能增效综合改造效果
在进行合成氨生产技术节能改造后,能有效地提升企业在进行合成氨生产时减少能源的消耗,提升制作材料的利用效率,促进节省企业的生产成本,从而提升企业的经济效益。再生产中注重加强了节能减排意识,能有效地提升企业的社会效益和生态效益。在增加经济收益方面,通过改造造气加工技术能有效地降低两气消耗,通过调整造气的设备,通过节能技术的改进能防止在进行生产合成氨时出现装置内气体泄漏的问题,通过技术调整设备炉内的负压、空气含量以及燃烧量,通过科学的配比使用,有利于将两气消耗维持在一个稳定的范围内,增加了资源的利用效率,在设备优化方面,将设备的生产温度能好地进行控制,合成氨成产期间的锅炉及快炉超负荷运行情况得到改善。快炉的负荷量降低到70%左右将生产合成氨将会加强生产过程中的安全性与稳定性,提升资源的利用效率能稳定的提升企业的经济效益。
在生态效益方面,合成氨节能改造能有效地提升废水循环效率等,实现了企业节能减排的生产目标,保护了水资源环境,提升了资源的利用效率,减少了资源的浪费,能有效地保护生态环境。另外,在进行合成氨生产时,会存在一些废水废料,这些物质进行排放时会对环境造成一定的污染,生产人员应将其转变为能二次利用的资源,通过开发合成氨生产的副产品的产业线,能有效地减少环境的污染的同时增加企业的经济效益。例如,合成氨生产中脱碳吸收的液体二氧化碳含量可达90%左右,后期将其通过脱硫、加压、提纯等方式,可以有效地将其转变成为在工业生产和食品生产行业可以用到的二氧化碳,促进企业增加经济效益。
结语:综上所述,企业为实现合成氨的节能增益,在进行技术改造时仍需要不断与时俱进加强对设备和生产工艺的不断投资研发,攻克合成氨生产中余热利用及回收、提高催化剂与转化率等方面的技术难点,能有效地促进企业合成氨制造提升生产效率增加经济效益,并促进合成氨生产企业做到环保节能可持续发展。
参考文献:
[1]孙中华.浅析合成氨节能减排[J].四川化工,2019,22(05):50-54.
[2]皮军.合成氨节能改造后的效果[J].化工设计通讯,2018,44(09):4.
[3]王晓敏.晋城市合成氨节能降耗主要途径[J].化学工业,2017,35(02):48-52.