氨合成是最重要的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一。由于合成氨的生產(chǎn)能耗非常高,約占世界化工生產(chǎn)總能耗的十分之一,進一步降低合成氨的生產(chǎn)能耗,已成為發(fā)展現(xiàn)代化工業(yè)需要重點考慮的問題。布朗(Braun)工藝以天然氣為原料,其關(guān)鍵在于合成氣的深冷精制,成功實現(xiàn)了造氣工段與氨合成工段的相對獨立,合成馳放氣的量非常小,合成氣利用率高。本論文從物料平衡、能量平衡以及物質(zhì)/能量的協(xié)同匹配等三方面出發(fā),分析布朗工藝中影響尿素單耗的關(guān)鍵因素,發(fā)現(xiàn)：1)造氣工段,空氣輸入二段轉(zhuǎn)化爐,用于提升爐溫、提供氮氣,存在物料與能量的不匹配,即為了滿足爐溫(800℃)的要求,氮氣過量,造成了公用工程的浪費；2)尿素合成工段,造氣工段提供的二氧化碳與氨合成工段理論氨產(chǎn)量不匹配,部分合成氣用作燃料氣,既浪費了公用工程,又降低了產(chǎn)能。針對造氣工段中物質(zhì)/能量不能同時達(dá)到合理指標(biāo)的問題,本文提出采用富氧空氣代替普通空氣強化二段轉(zhuǎn)化爐的改進方法,解決造氣工藝中氮氣過剩帶來的能耗較高的問題。通過物料衡算可知,年產(chǎn)30萬噸合成氨的布朗工藝,造氣工藝中N2過量462 kmol/h,本文采用膜分離法制取21%～30%(摩爾分?jǐn)?shù))的富氧空氣,改善其質(zhì)能...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

本文編號：3880696