基于物质/能量平衡优化生产尿素的布朗工艺

发布时间：2024-01-20 10:42

　　氨合成是最重要的基础化学工业之一。由于合成氨的生产能耗非常高,约占世界化工生产总能耗的十分之一,进一步降低合成氨的生产能耗,已成为发展现代化工业需要重点考虑的问题。布朗(Braun)工艺以天然气为原料,其关键在于合成气的深冷精制,成功实现了造气工段与氨合成工段的相对独立,合成驰放气的量非常小,合成气利用率高。本论文从物料平衡、能量平衡以及物质/能量的协同匹配等三方面出发,分析布朗工艺中影响尿素单耗的关键因素,发现：1)造气工段,空气输入二段转化炉,用于提升炉温、提供氮气,存在物料与能量的不匹配,即为了满足炉温(800℃)的要求,氮气过量,造成了公用工程的浪费；2)尿素合成工段,造气工段提供的二氧化碳与氨合成工段理论氨产量不匹配,部分合成气用作燃料气,既浪费了公用工程,又降低了产能。针对造气工段中物质/能量不能同时达到合理指标的问题,本文提出采用富氧空气代替普通空气强化二段转化炉的改进方法,解决造气工艺中氮气过剩带来的能耗较高的问题。通过物料衡算可知,年产30万吨合成氨的布朗工艺,造气工艺中N2过量462 kmol/h,本文采用膜分离法制取21%～30%(摩尔分数)的富氧空气,改善其质能...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3880696