合成塔内件吊装中课件.pptx

1、合成氨生产控制室合成氨生产控制室合成塔外貌合成塔外貌 氨合成塔，是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生氨合成塔，是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反应以进行催化反应以进行氨合成氨合成的设备。氨合成塔是合成氨厂的心的设备。氨合成塔是合成氨厂的心脏，是一种结构复杂的脏，是一种结构复杂的反应器反应器。一、结构特点及基本要求一、结构特点及基本要求 基本要求：基本要求：维持自热、有利于升温还原、催化剂生产强度大；维持自热、有利于升温还原、催化剂生产强度大；催化剂床层分布合理、保持催化剂活性；催化剂床层分布合理、保持催化剂活性；气流均匀、压降小；气流均匀、压降小；换热强度大、换热体积小、塔内空间利用率

2、高；换热强度大、换热体积小、塔内空间利用率高；生产稳定、操作灵活、操作弹性大；生产稳定、操作灵活、操作弹性大；结构简单可靠、内件有自由余地。结构简单可靠、内件有自由余地。高温高压下，氢、氮对氨合成塔有腐蚀：高温高压下，氢、氮对氨合成塔有腐蚀：氢脆：氢溶解于金属晶格中，使钢材在缓侵变形时发生脆氢脆：氢溶解于金属晶格中，使钢材在缓侵变形时发生脆性破坏。性破坏。氢腐蚀：氢腐蚀，即氢气渗透到钢材内部，使碳化物分解氢腐蚀：氢腐蚀，即氢气渗透到钢材内部，使碳化物分解并生成甲烷，甲烷聚积于晶界微观孔隙中形成高压，导致应并生成甲烷，甲烷聚积于晶界微观孔隙中形成高压，导致应力集中，沿晶界出现破坏裂纹。力集中，沿

3、晶界出现破坏裂纹。在高温高压下，氮与钢中的铁及其他很多合金元素生成硬在高温高压下，氮与钢中的铁及其他很多合金元素生成硬而脆的氮化物导致金属机械性能降低。而脆的氮化物导致金属机械性能降低。为了满足高温、高压的双为了满足高温、高压的双重要求，合成塔由重要求，合成塔由内件内件（催化剂框、热交换器、（催化剂框、热交换器、电加热器）电加热器）和和外筒外筒两部分两部分组成。内件用组成。内件用(Ni(Ni、Cr)Cr)不不锈钢制作，耐锈钢制作，耐500500高温和高温和腐蚀，不承受高压力；外腐蚀，不承受高压力；外筒用低碳合金钢或优质碳筒用低碳合金钢或优质碳钢制成，承受高压。钢制成，承受高压。合成塔内件吊装中

4、合成塔内件吊装中:为了氨合成反应接近最适宜温度，塔内件换热形式为了氨合成反应接近最适宜温度，塔内件换热形式不同，出现几类合成塔：不同，出现几类合成塔：冷管式（连续换热式冷管式（连续换热式-内冷和段间）内冷和段间）催化剂分催化剂分3 35 5层，层，每层为绝热反应段，在催化剂层内设置冷却管，用反应前每层为绝热反应段，在催化剂层内设置冷却管，用反应前的低温原料气移走反应热，降低反应温度，并预热原料气。的低温原料气移走反应热，降低反应温度，并预热原料气。冷激式（多段冷激式）冷激式（多段冷激式）催化剂分催化剂分3 35 5层，每层为绝热层，每层为绝热反应段，层间掺入冷原料气控制反应气温度。反应段，层间

5、掺入冷原料气控制反应气温度。二、冷管式合成塔二、冷管式合成塔特点：在催化剂床层中设置冷管，利用在冷管特点：在催化剂床层中设置冷管，利用在冷管中流动的未反应的气体移出反应热，使反应比中流动的未反应的气体移出反应热，使反应比较接近最适宜温度曲线下进行。较接近最适宜温度曲线下进行。中国小型氨厂多采用冷管式内件，早期为双层中国小型氨厂多采用冷管式内件，早期为双层套管并流冷管，套管并流冷管，19601960年以后开始采用三套管并年以后开始采用三套管并流冷管和单管并流冷管。流冷管和单管并流冷管。并流三套管式并流三套管式 优点：床层温度分布合理，催化剂生产强度高，操作优点：床层温度分布合理，催化剂生产强度高

6、，操作稳定、可靠。稳定、可靠。缺点：结构复杂，冷管分气盒占空间大。还原时升温缺点：结构复杂，冷管分气盒占空间大。还原时升温困难。困难。单管并流式单管并流式 优点：塔内部件紧凑，催化剂筐与换热器间距小，塔优点：塔内部件紧凑，催化剂筐与换热器间距小，塔有效利用率高。有效利用率高。缺点：结构不够牢固，升气管、冷管焊缝易裂开。缺点：结构不够牢固，升气管、冷管焊缝易裂开。并流三套管示意图单管并流示意图外冷管内冷管催化剂分气盒冷管升气管催化剂三、三、冷冷激激式式氨氨合合成成塔塔该塔优点：床层温度调节方便，省去许多冷管，该塔优点：床层温度调节方便，省去许多冷管，结构简单，内件可靠，催化剂装填方便。结构简单，

7、内件可靠，催化剂装填方便。缺点：内件封死在塔内，致使塔体较重，运输和缺点：内件封死在塔内，致使塔体较重，运输和安装均较困难，内件无法吊出，造成维修与更换安装均较困难，内件无法吊出，造成维修与更换零部件困难，塔阻力大。零部件困难，塔阻力大。多层轴向冷激式合成塔多层轴向冷激式合成塔（凯洛格型）（凯洛格型）优点：用冷激式调节反应温度、操优点：用冷激式调节反应温度、操作压力方便，结构简单，内件可靠性作压力方便，结构简单，内件可靠性好，装卸催化剂方便。好，装卸催化剂方便。缺点：瓶式结构，内件先装入再焊缺点：瓶式结构，内件先装入再焊瓶嘴。检修、损坏更换不方便瓶嘴。检修、损坏更换不方便径向多段冷激式合成塔径向多段冷激式合成塔（托普索型）（托普索型）优点：气体径向流动，压降小，催化剂生产强度较大。催化剂装量小，塔直径较小，投资少。采用大盖密封，运输、安装检修方便。缺点：气体流过催化剂层时，易出现偏流