工段一:甲烷蒸汽转化制取H2
甲烷转化的工艺条件:1温度(一段转化:850-860°C;二段转化:1200°C) 2压力:3.6MPa 3水碳比:3.5 4催化剂:镍催化剂 工段二:脱硫 干法脱硫(氧化锌法、钴-钼加氢法)
干法脱硫的优缺点:优点:能脱除无机、有机硫,精脱 缺点:1不能再生或再生困难 2设备庞大 3处理含硫量小的原料
湿法脱硫的优缺点:优点:1能脱除大量无机硫 2液体利于运输 3可再生 缺点 :只能粗脱 工段三:CO的变换
高变 低变 温度 350-550 200-280 催化剂 三氧化二铁 氧化铜 压力 3.0MPa 水蒸气比例 3-5 工艺指标 CO降至3%左右 CO降至0.3%左右 最佳反应温度:一定气体组成和催化剂条件下,对应的最大反应速度时的温度称为该条件下的最佳反应温度。
最佳温度分布曲线:将不同变换率下的最佳温度点连接成的曲线。 (AB-平衡温度线 CD-最佳温度分布曲线 EF-高变操作线 FG-段间冷却线 GH-低变操作线) 工段四:脱碳(CO2的脱除)
脱碳方法:苯菲尔法(二乙醇胺催化热钾碱法脱除CO2) 脱碳工艺小结:1一个特点:两段吸收、两段再生 2两个去向:低变气吸收—下一工段;再生CO2—尿素车间 3三条主线:富液 贫液 半贫液 4逆流接触 5消泡剂加入 工段五:甲烷化 工段六:氨的合成
氨合成的工艺条件:1压力:32MPa 2温度:450—550 3空间速度:20000—30000h
-1
4氢氮比:2.68-2.90 5催化剂:铁系催化剂
尿素
主要副反应:水解 缩合 工艺条件(水溶液全循环法):
1温度:185-190 2压力:19.5MPa 3氨碳比:4.0 4水碳比:0.6-0.8
尿素合成塔的三个阀门分别是
液氨、甲铵、二氧化碳的进口
三个阀门由钛制造,因为钛能防止尿素的针状腐蚀 尿素合成塔内二氧化碳的转化率大约是62%
尿素合成的控制阶段为甲铵脱水,因为甲铵脱水生成尿素的反应速度相对缓慢,而且须在液相中进行,达到平衡时CO2只有55-75%转化为尿素
缩二脲和氨会影响尿素的质量
沸腾床作用:1强制通风 2延长接触时间 3强化冷却效果
硫酸
1配矿及焙烧
配矿要求(原料稳定):1硫含量>20% 2粒度<4mm 3水分含量小于等于6%
2炉气的净化及干燥
为什么?因为焙烧来的炉气中除了含有二氧化硫外,还有矿尘、水蒸气、砷硒氧化物、氟化物等杂质,而这些杂质会毒害后续工段中的催化剂或对设备造成损害。
炉气精华及干燥 净化顺序 所用设备 净化原理 机械除尘集尘器 降温冷却,重力沉降,出去20-40%(干法除矿尘 尘) 旋风除尘器 离心沉降,除尘率97% 热电除尘器 电场除尘,除尘率99% 酸洗除尘一洗塔 用69-70%硫酸降温喷淋洗涤炉气,空(湿法除塔,沉降槽沉降酸泥中大部分矿尘 尘) 二洗塔 用20-30%硫酸洗涤炉气中剩余矿尘,填料塔,无需沉降槽 除雾 静电除雾器 电场除雾,除雾率98%以上 除水分 干燥塔 利用93%浓硫酸的强吸水性吸收水分 3二氧化硫的四段转化 4三氧化硫吸收成酸 5三废处理
纯碱与烧碱
1石灰石煅烧 2石灰乳的制备
3饱和食盐水的精制(石灰-碳酸铵法) 4盐水吸氨制氨盐水
吸氨工艺条件:1盐水吸氨温度:60-65 2吸氨塔内的压力:75-85kpa 3 NH3/NaCl比:1.08-1.12 5氨盐水的碳酸化
三步反应机理的名称:1氨基甲酸铵的生成 2氨基甲酸铵的水解 3复分解析出NaHCO3结晶体
碳酸化塔结构:吸收段(CO2吸收) 冷却段(重碱析出) 流程:气液逆流接触 6重碱过滤 7重碱煅烧 8氨的回收
蒸氨:先加热蒸游离氨;再于预灰桶中与石灰乳混合,蒸固定氨 蒸氨工艺条件:1压力(塔底:0.16-0.17MPa;塔顶:666pa) 2温度(塔底:110-117;塔顶:80-85) 3灰乳用量:稍过量 4废液中的氨含量:0.028tt 氨碱法和联合制碱法的原料及产品 氨碱法 联合制碱法 原料 NH3 NaCl 无烟煤或焦炭 CO2 NH3 NaCl H2O 产品 Na2CO3 Na2CO3 NH4Cl 电解法制备烧碱的三种方法:1水银电解法 2隔膜电解法 3离子膜电解法
石油炼制
原油元素组成:C H O N S
<200,低沸点馏分(汽油) 200-250,中沸点馏分(煤柴油) 350-500,高沸点馏分(润滑油) 燃料油的生产步骤:
1原油预处理(电化学脱盐脱水) 原理:借助破乳剂和高压电场的共同作用进行破乳化使水快速凝聚、沉降、分离,盐随之出去 2原油的精制(初馏、常压蒸馏、减压蒸馏三级精馏)
常减压蒸馏三级对比表 塔顶馏分 侧线馏分 塔底馏分 初馏塔 初顶油 无产品 拨头原油 煤油(常一线) 常压塔 汽油 轻柴油(常二线) 常压重油 重柴油(常三线) 减一线:比二线轻的润滑油或减压塔 无产品 裂化原料油 减二线:比一线重的润滑油或减压渣油 裂化原料油 防腐蚀——1脱4注工艺(一脱:电脱盐 四注:原油注碱、塔顶馏出线注氨、注缓蚀剂、注水)
3二次加工 采用改变分子结构的化学加工方法,加工出更多的轻质油品,并提高油品质量
热加工:延迟焦化 催化加工:催化裂化
延迟焦化:是将渣油以高流速流过加热炉管,加热到反应所需的温度500-505,然后进入焦炭塔,在焦炭塔里靠自身带入的热量进行裂化、缩合反应,使渣油深度反应转化为气体、汽油、柴油、蜡油和固体产品焦炭的过程。热渣油在炉管里虽然已经达到反应温度,但由于焦油的流速很快,停留时间很短,裂化和缩合反应来不及发生就离开了加热炉,而把反应推迟到焦炭塔中进行,所以称为延迟焦化。
催化裂化:是以重质馏分油为原料,在催化剂存在条件下和在450-530高温和0.1-0.3MPa压力下,经过以裂化为主的一系列反应,生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭的工艺过程。
催化裂化过程中的反应类型:1裂化反应 2异构化反应 3氢转移反应 4芳构化反应 5叠合反应 6烷基化反应
催化裂化催化剂:一类:无定形的硅酸铝 二类:结晶型硅铝酸盐 催化剂的性质:1活性 2选择性 3稳定性 4抗毒性
催化裂化工艺流程(3个部分):1反应-再生系统 2分馏系统 3吸收-稳定系统
加氢精制 目的:将油品中的某些杂质或不理想组分除掉,以改善油品质量 催化剂:钼酸钴催化剂
煤的化学加工
煤是由高等植物经过生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成的固体有机可燃矿产。
煤化的四个阶段:泥炭(腐泥)—褐煤—烟煤—无烟煤
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