THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XuẤT AMONIAC NĂNG SuẤT 60000 m3h

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ
THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XuẤT
AMONIAC
NĂNG SuẤT 60000 m3/h
GVHD: T.S LÊ THANH THANH
Mục đích công nghệ
Ứng dụng của amoniac
Lựa chọn và điều chế khí nguyên liệu
Các yếu tố ảnh hưởng
Lựa chọn công nghệ
Các quá trình xảy ra trong công nghệ
Sơ đồ công nghệ và thiết bị chính
1
2
7
3
6
4
5
1. Mục đích công nghệ
•
Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có sản
xuất NH3 với năng suất và hiệu quả kinh tế
cao.
•
Tổng hợp NH3 để phục vụ cho các ngành
công nghiệp khác…
Ứng
dụng
2. Ứng dụng
3. Lựa chọn và điều chế khí nguyên liệu

-
Lựa chọn nguyên liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất Amoniac là
Hydro (H2) và Nito (N2).

Nito: lấy từ không khí

Hydro đi từ các nguồn sau:
+Naptha +Dầu nặng
+Khí tự nhiên +Than đá
- Điều chế khí nguyên liệu
+
Điều chế nitơ
nén trực tiếp từ không khí
+
Điều chế khí hydro
Chuyển hóa khí metan từ khí tự nhiên (Xúc tác Ni phủ
lên Al2O3 hoặc MnO)
CH4 + H2O ↔ CO + 4H2 - Q
CH4 + CO2 ↔ 2CO + 2H2 + Q
2CH4 + O2 ↔ CO + 4H2 – Q
Reforming hơi nước và các oxit khác: với xúc tác
niken- magie- nhôm.
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2- Q
CO + H2O ↔CO2 + H2+ Q
Phương pháp nhiệt phân
CH4 → C+H2 - Q

4. Các yếu ảnh hưởng
5. Lựa chọn công nghệ

Công nghệ
tổng hợp
amoniac
của hãng
Hadol
Topsoe
-
Công nghệ đơn giản
-
Dễ vận hành và điều chỉnh
nhiệt độ.
-
Xúc tác sử dụng bền
-
Tận dụng nguồn nhiệt tối đa.
-
Giá thành không cao.
-Hiệu suất tổng hợp không cao
(nông độ NH3 khoảng 8-25%)
-Yêu cầu sử dụng xúc tác lớn
6. Các quá trình xảy ra trong công nghệ
KHỬ LƯU
HUỲNH
THÁP
REFORMING
THÁP CHUYỂN
HÓA CO
THÁP TÁCH
CO2
THÁP METAN

HÓA
TỔNG HỢP
NH3
KHÔNG KHÍ
HƠI NƯỚC
Khí Nguyên
Liệu HYDRO
HÓA
NH3
LỎNG
Hydro hóa
Xúc tác Co, Mo.
RSH + H2 = RH + H2S
RSR’+2H2 =RH+R’H+H2S
Hấp thụ H2S
Xúc tác ZnO
ZnO + H2S ↔ ZnS + H2O
Reforming sơ cấp
CH4 + H2O = CO + 3H2
CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2.
Reforming thứ cấp
CH4 + 3/2O2 = CO + 2H2O
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Chuyển hóa CO nhiệt độ cao
Xúc tác Fe-Cr
Hiệu suất 80%
CO + H2O ↔ CO2 + H2 + Q
Chuyển hóa CO nhiệt độ thấp
Xúc tác Cr-Cu-Zn
CO + H2O ↔ CO2 + H2 + Q

3H2 + N2 ↔ 2NH3 + Q
TÁCH CO2
Dùng dd MDEA
R3N +CO2 ⇔ R3NH+ + HCO3–
R2NH +CO2 ⇔ R2 NH2+ +R2N-COO–
BẢNG SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Thành phần khí tự nhiên sử dụng: Sử dụng thành phần khí
tại mỏ khí Bạch Hổ.
Bảng 1. Thành phần khí tại mỏ khí Rồng
Cấu tử Phần thể tích (%) Độ chuyển hoá (%)
CH4 83,31 98,5
C2H6 14,57 98.5
C3H8 1,60 98
n-C4H10 0,11 98
i-C4H10 0,12 98
N2 0.27
CO2 0,02
Thành phần oxy kỹ thuật:
Bảng 2. Thành phần oxy kỹ thuật.

Tỷ lệ: (Hơi)/(Khí tự nhiên) vào thiết bị chuyển hoá: 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 quá trình chuyển hoá: 958 0C.

Áp suất hỗn hợp khí ra khỏi quá trình chuyển hoá: 31 bar.


Tỷ lệ: O2/CH4 = 0,1/1.
Cấu tử Phần thể tích (%)
O2 98,5
N2 1,5
CO2 0.5
Khí trơ 0.5
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Lượng vào Lượng ra
Cấu tử (kg/h) % Cấu tử (kg/h) %
H2 27546 13,33 H2 20426 9,80
N2 127549 61,71 N2 94576 45,38
NH3 14446 7,00 NH3 56250 26,99
CH4 19519 9,44 CH4 19519 9,37
Ar 17636 8,53 Ar 17636 8,46
Tổng vào 206696 100 Tổng ra 208407 100
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
Lượng vào ( kcal/h) Lượng ra ( kcal/h )
Khí mang vào 83928824 74,48% Khí mang ra 91883458 81,54%
Nhiệt phản ứng 28753343 25,52% Nhiệt cần lấy ra 20798709 18,46%
Tổng nhiệt 112682167 100% Tổng nhiệt 112682167 100%
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
THIẾT BỊ CHÍNH
Cảm ơn thầy cô
và các bạn
đã lắng nghe