1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業任 務 書設計題目：中壓法合成氨（年產1.2萬噸） 學院： 專業： 班級： 學生： 指導教師： 系主任: （簽名）設計要求:1、根據設計題目，進行生產實際調研或查閱有關技術資料，選定合理的流程方案和設備類型，并進行簡要論述。（字數不小于8000字）2、設計說明書內容：封面、目錄、設計題目、概述與設計方案簡介、工藝方案的選擇與論證、工藝流程說明、專題論述、參考資料等。3、圖紙要求：工藝流程圖1張（圖幅2號）；設備平面或立面布置圖1張（圖幅3號）；管路布置圖1張（圖幅3號）

2、。進度安排：教學內容學時地點備注查資料、說明書提綱、流程論證、工藝流程圖第一周設計室設備布置圖、說明書整理、答辯。第二周設計室指定參考文獻與資料:過程裝備成套技術設計指南（兼用本課程設計指導書）、過程裝備成套技術、化工單元過程及設備課程設計摘 要 從合成氨的定義，應用與發展以及合成的原則方法入手，通過對比分析，確定了采用中壓法合成氨的思路，并結合傳統工藝流程，設計出氨合成的工藝流程新方案，提出立式與臥式氨冷器并用的方法，有效的降低了濾油器和冷凝塔的負荷，并對其和方案進行了可行性的論證分析，并對合成塔和水冷卻器進行了物料衡算和能量衡算，最后對主要設備進行了設備選型，并對其作用和原理進行了分析說明

3、。關鍵字：合成氨；中壓法；工藝流程；設備選型目 錄 TOC o 1-3 h z u 前 言 本題目是過程裝備與控制工程專業的大四上學年的專業綜合課程設計，培養大家正確的設計思想，理論聯系實際的工作作風，嚴謹求實的科學態度和勇于探索的創新精神；同時其也是我們學習化工設計基礎知識，培養化工設計能力的重要教學環節，通過這一實踐教學環節的訓練，使我們掌握化工單元過程及設備設計的基本程序和方法，熟悉查閱和正確使用技術資料，能夠在獨立分析和解決實際問題能力方面有較大提高，增強工程觀念和實踐能力。換句話說，為了讓我們順應時代的發展，適應社會的快節奏，通過此次課程設計讓我們順利完成學業，同時讓我們更好的成才。

4、為更好的完成本次設計，我實行了“三步走”戰略，第一步：對題目進行系統分析，并到圖書館查閱和收集相關資料，并對資料進行了初次整理；第二步：結合設計題目要求，制定了相應的設計計劃，對資料進行了二次整理，并完成設計論文的初稿；第三步：結合資料，對論文初稿作出相應修改，完成相應的任務，并提出自己獨到的看法。在這個過程中，我按照“三步走”的計劃，比較順利的完成了資料的收集，整理，論文的初稿和最后的定稿工作，在這個過程中，我體會到要想做好一件事真的不容易，但是只要堅持不懈，只要自己不泄氣，不放棄，那么就一定能夠取得勝利。在期間我得感謝我們的成套設備的優秀的專業老師，周高工，是他無私的把他的知識教給我們，才

5、能夠使我順利的完成設計題目，我在此對他說聲，謝謝。本文從合成氨的定義，應用與發展以及合成的原則方法入手，通過對比分析，確定了采用中壓法合成氨的思路，并結合傳統工藝流程，設計出氨合成的工藝流程新方案，提出立式與臥式氨冷器并用的方法，有效的降低了濾油器和冷凝塔的負荷，并對其和方案進行了可行性的論證分析，并對合成塔和水冷卻器進行了物料衡算和能量衡算，最后對主要設備進行了設備選型，并對其作用和原理進行了分析說明。本次設計的順利完成，使我自己學習到很多知識，通過課程設計，同時也使我在理論計算、結構設計、工程繪圖、查閱設計資料、標準與規范的運用和計算機應用方面的能力得到訓練和提高。無論是在現在還是以后，我

6、相信這都是我人生的寶貴財富。第一章 概述 1.1 合成氨的定義 合成氨的原料是H2和N2。N2來源于空氣，可以在制氫的過程中直接加入空氣，或在低溫下將空氣液化、分離而得；H2來源于水或含有烴的各種燃料，工業上普遍采用的是以焦炭、煤、天然氣、重油等燃料與水蒸氣作用的氣化方法。H2 和N2在高溫高壓和催化劑的作用下合成，分離得到氨。其中決定合成氨的重要因素是鐵催化劑的活性，反應所產生的氨與氮氣、氫氣的分離以及氮、氫氣的循環使用。 1.2 合成氨的用途和發展合成氨可用來制造硝酸、硝酸鹽、銨鹽、氰化物等無機物，也可用來制造胺、磺胺、腈等有機物。氨和這些含氮化合物是生產燃料、炸藥、醫藥、合成纖維、塑料等

7、的原料。氨除了本身可以作為肥料外，它是進一步制取各種氮肥的原料。氮肥是現代農業生產比不可少的，年增加率達7%。目前有氨制成的氮肥，最重要的是尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨、磷酸銨等。氨用于生產各種氮肥約占其總產量的80%90%。氨的合成使人類從自然界制取含氮化合物的最重要方法。氮則是進一步合成含氮化合物的最重要原料，而含氮化合物在人民生活中都是必不可少的。19771978年，世界含氮化合物產量為4935萬噸氮，19801981年則達6284萬噸。鑒于氨在國民經濟中的重要性，許多國家都集中主要力量解決與合成氨有關的技術和理論問題。如高壓技術、煤的氣化、深冷技術、氣體凈制、特種鋼材、催化理論等。因

8、此，合成氨的發展，又在理論上和技術上指導了其他新型的工業，如人造石油、甲醇、尿素的合成、乙烯的高壓聚合等。 1.3 合成氨的原則流程工藝原料造 氣凈化合成分離氨循環氣（壓縮）圖1-1：原則流程圖 合成氨過程由許多環節構成，氨合成反應過程是整個工藝過程的核心。1.4 原則流程論述 合成氨的生產過程主要包括4個步驟： 1：造氣，即制備含有氫、氮的原料氣； 2：凈化，不論選擇什么原料，用什么方法造氣，都必須對原料氣進行凈化處理，以除去氫、氮以外的雜質； 3：壓縮和合成，將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑于高溫條件下合成為氨； 4：分離，將合成反應后的氨混合氣中的氨分離出來。 第二章 工藝流程論

9、證 2.1 合成氨方案的確定 目前氨合成的方法，由于采用的壓力、溫度和催化劑種類的不同，一般可以分為低壓法、中壓法和高壓法三種。低壓法：操作壓力低于20Mpa的稱為低壓法，操作溫度450550。采用活性強的亞鐵氰化物作催化劑，但它對毒物很敏感，所以對氣體中的雜質（CO、CO2）要特別嚴格。該法的優點是由于操作壓力和溫度較低，對設備、管道的材質要求低，生產容易管理。但低壓法合成率不高，合成塔出口氣中含氨約8%10%，所以催化劑的生產能力比較低；同時由于壓力低，必須將循環氣冷至-20的低溫才能使氣體中的氨液化，分離比較安全，所以需要設備龐大的冷凍設備，使得流程復雜，而且生產成本較高。 高壓法：操作

10、壓力為60Mpa以上的稱為高壓法，其操作溫度為550650。高壓法的優點：氨合成的效率高，合成塔出口氣中含氨達25%30%，催化劑的生產能力較大。由于壓力高，一般用水冷的方法氣體中的氨就能得到較完全的分離，而不需要氨冷。從而簡化了流程；設備和流程比較緊湊，設備規格小，投資少，但由于在高壓高溫下操作，對設備和管道的材質要求比較高。合成塔需用高鎳優質合金鋼制造，即使這樣，也會產生破裂。高壓法管理比較復雜，特別是由于合成率高，催化劑層內的反應熱不易排除而使催化劑長期處于高溫下操作，容易失去活性。中壓法：操作壓力為2035Mpa的稱為中壓法，操作溫度為450550。中壓法的優缺點介于高壓法與低壓法之間

11、，但是從經濟效果來看，設備投資費用和生產費用都比較低。 氨合成的上述三種方法，各有優缺點，不能簡單的比較其優劣。目前，世界上合成氨總的發展趨勢都產用中壓法，其壓力范圍為3035Mpa。中國目前新建的中型以上的合成氨廠都采用中壓法，操作壓力為32Mpa。所以綜上所述，本次設計采用中壓法合成氨。 2.2 中壓法合成氨工藝流程設計 該工藝流程主要包括以下幾個步驟： ：不斷補充新鮮氮氫混合氣進入回路； ：循環氣的預熱與氨的合成； ：氨的分離； ：熱能的回收利用； ：為補償回路氣體壓力損失而設置循環氣壓縮機； ：為避免新鮮氮氫混合氣中少量甲烷和氬等惰性氣體在回路中積累過多，必須排放適量的循環氣。氨分離器

12、水冷卻器濾油器循環系統冷凝塔氨冷器I氨合成塔氨冷器II 新鮮混合氣 液氨來自儲槽 氣氨去儲罐氣氨 循環冷卻回水冷卻上水油雜質液氨液氨圖2-1：工藝流程圖 2.3 中壓法合成氨工藝流程簡圖2.4 中壓法合成氨工藝流程條件化學反應方程式： 氨的合成反應是放熱可逆和體積縮小的反應，在催化劑的活性溫度范圍內轉化率很低，為了提高轉化率，反應需在高壓下進行。由于轉化率仍舊較低，因而，采用了循環流程，原料的利用率是很高的。因此，氨合成過程中除了考慮平衡氨含量外，主要優化目標不是原料利用率，而是降低動力消耗和提高設備的生產強度。這些技術經濟問題，必將是在討論工藝條件、合成塔構造以及生產流程時將起著決定性的影響

13、。2.4.1 壓強 提高壓強有利于提高平衡氨的濃度，也有利于加快反應速率。同時壓力高時，氨分離流程還可以簡化。但高壓動力消耗大，對設備材料和加工制造要求高；高壓和較高的溫度下，催化劑使用壽命較短。由于采用的是中壓法，壓強一般在2035Mpa之間。2.4.2 溫度氨的合成是氣固催化反應，最優的工藝條件必須根據催化劑的性能而定。催化劑對工藝條件的限制，主要是活性溫度。由于氨的合成是可逆放熱反應，最優反應溫度由高而低地變化著。生產上選用的反應溫度就是催化劑的活性溫度（400520 ）。 2.4.3 空間速度空間速度是指單位時間內通過單位體積催化劑的氣體量（標準狀態下的體積），單位是 ?？臻g速度的倒數

14、為平均逗留時間，例如空間速度30000的平均逗留時間是3600/30000=0.12s。2.4.4 氫氮比化學動力學指出，氮的活性吸附是控制階段，氫氮比低于3時比較有利。實驗證明，在32MPa、450 、催化劑粒度為1.22.5mm、空速為24000h-1 的條件下，氫氮比為2.5時，出口氨濃度最大。生產上為了追求高速率，同時又要保持生產穩定，可以采取這種辦法：新鮮氣體的氫氮比等于3，循環氣體略低于3。2.4.5 進塔氣中惰氣的含量為了控制惰氣的含量不超過一定限度，生產上采取放掉一部分循環氣體的辦法。然而循環氣的弛放量越多，原料氣的損失也就越多。因此，進塔氣中的最優惰氣含量應該在原料利用率和反

15、應速率的經濟效益對比中確定。2.4.6 催化劑的粒徑在以鐵為主的催化劑（鐵系催化劑）有催化活性高、壽命長、活性溫度范圍大、價廉易得、抗毒性好等特點，廣泛地被國內外合成氨廠家采用。催化劑的活性成分是金屬鐵，而不是鉄氧混合物。使用前用氫氮混合氣對催化劑還原，使鐵氧化物還原為具有較高活性的a型氧化鐵。它們疏松地附在氧化鋁的骨架上，還原前后表現容積并無顯著改變，因此，除去氧后的催化劑便成為多孔的海綿狀結構。催化劑的顆粒密度（表面密度）與純鐵的密度（7.86g/cm3）相比要小得多，說明孔隙率是很大的，一般孔呈不規則樹枝狀。還原態催化劑的內表面積約為46m2/g。反應初期，反應溫度在440470C范圍內

16、，使用粒徑0.63.7mm的催化劑較為合理;在反應后期,反應溫度在420440C范圍內，使用粒徑816mm的催化劑較為合理。2.5 中壓法合成氨工藝流程闡述由壓縮機送來的新鮮氮氫混合氣先在氨冷器I中降溫，從3045降到05，然后進入濾油器與循環壓縮機來的循環氣匯合之前，在濾油器內除去這兩部分氣體的油、水等雜質，同時，新鮮氣帶入的微量CO2和H2O也會與循環氣中的NH3作用生成碳酸氫銨結晶（NH4HCO3），一并在濾油器中除去。從濾油器出來的氣體，溫度為2035，進入冷凝器上部的熱交換器管內，在此處被從冷凝塔下部氨分離器上升的冷氣體間接降溫到1020，然后進入氨冷器II，在氨冷器II內，氣體在高

17、壓盤管內流動，液氨在管外蒸發而吸取了熱量。管內氣體進一步被冷卻到-55度，并使循環氣體中的氣氨進一步冷凝為液氨。氨冷器出來帶有液氨的循環氣，進入冷凝塔下部的氨分離器，以分離液氨。在此，氣體中殘存的微量水蒸氣、油及碳酸氫銨，也被液氨洗滌隨之除去。除氨后的循環氣上升至上部熱交換器的管間，被管內的熱氣體預熱至2040出冷凝塔，分兩路進入合成塔，一路是主線（大量）經主閥由塔頂入塔，另一路副線（其量由反應溫度需要而定）經副閥從塔底進入作調節催化劑層溫度之用。進合成塔的循環氣中，含氨量約2.8%3.8%。自合成塔出來的氣體，溫度在230度以下，含氨量13%17%，經水冷器間接冷卻至2550，使大部分氣氨初

18、步液化。從水冷器出來帶有液氨的循環氣，進入氨分離器分離液氨。在氨分離器的氣體出口管上設有放空管，可排放惰性氣體。從氨分離器出來的氣體進入循環壓縮機，經壓縮補償系統壓力損失以后，又開始下一個循環，如此實現連續生產。同時，從氨分離器和冷凝塔不斷地分離出液氨。經減壓至1.61.8Mpa，由液氨管道送往液氨倉庫。 2.6 中壓法合成氨工藝流程論證 凈化后的新鮮原料氣在與循環氣混合之前先降溫，從3045降到0到5，以降低氣體中水和油的分壓；同時在油過濾器后增設氨冷器II，將補充氣在進入氨冷器II之前與循環氣匯合，在濾油器內除去這兩部分氣體的油、水等雜質，同時，新鮮氣帶入的微量CO2和H2O也會與循環氣中

19、的NH3作用生成碳酸氫銨結晶（NH4HCO3），一并在濾油器中除去，然后進入分離器分離。為使氣體到氨合成時所要求的壓力，需將經過精制凈化除去有害成分的氫氮混合原料氣經壓縮機進行壓縮，由于壓縮后氣體中夾帶油霧，新鮮原料氣的引入循環壓縮機的位置均不宜在氨合成塔之前，需經濾油器除油后再引入合成塔。同時循環壓縮機還應盡可能設置在流程中氣量較小，溫度較低的部位，以降低功耗。為避免氣體帶油，目前已推廣無油潤滑的往復式壓縮機或采用離心式壓縮機，以便從根本上解決氣體帶油問題，并使流程簡化。氫氮混合氣體需預熱到接近反應溫度后進入催化劑層，才能維持氨合成反應的正常操作，反應前的氫氮混合氣是用反應后的高溫氣體預熱的

20、。這種換熱過程一部分在催化劑床層中通過換熱裝置進行，另一部分在催化劑床層外的換熱設備中進行。合成過程中的反應熱有很大回收價值，還可以在反應器之外設置廢熱鍋爐來副產蒸汽。進入氨合成塔的氫、氮混合氣，一次通過催化劑層的單程轉化率是有限的，大部分氫氮氣并沒有反應，所以必須將出合成塔氣體中氨分離出來，得到純凈的氨產品，同時將未反應的氫氮氣體送入合成塔循環使用。從氫氮混合氣體中分離氨的方法大致有兩種：（1） 水吸收法 氨在水中溶解度很大，與溶液成平衡的氣相氨分壓也很小，因而用水吸收法分離氨的效果很好。但是氣相也會被水蒸氣飽和，為防止催化劑中毒，循環氣需嚴格脫除水分后才能循環送入合成塔。水吸收法得到的產品

21、是濃氨水，若要制取液氨還必須經過氨水蒸餾及氣氨冷凝等步驟而消耗一定的能量，所以工業上用該法分離氨的較少。（2） 冷凝法 由于氣氨容易液化，在壓力條件下，采用一般降溫的方法就可使氣氨液化成液氨，而循環氣中其他氣體由于沸點很低，仍呈氣態，所以可使氨從中分離出來。但冷凝法不可能達到百分之百氨分離的目的，氨的液化分離效率與溫度、壓力及分離器的結構等因素有關。例如操作壓力在45Mpa以上時，用水冷卻降溫即能使氨冷凝；操作壓力在2030Mpa時，水冷降溫僅能分出部分氨，氣相尚含氨7%9%，需進一步以液氨作冷凍劑降溫到0度以下，才能使氣相中的氨含量降至2%4%，以符合循環氣體回合成塔使用的條件。本流程圖中的

22、氨分離器設置在水冷卻器之后，從合成塔出來的含氨量為14%20%的混合氣體溫度在180230之間，高溫混合氣通過水冷卻器內被冷卻至2040，部分氣氨被冷凝下來，進入氨分離器中減壓分離出液氨。液氨在氨分離器中與循環氣體分開，減壓過程中溶解在液氨中的氫、氮氣及惰性氣體大部分可減壓釋放出來。然后通過循環壓縮系統壓縮作為補充氣與新鮮原料氣匯合。在合成塔中參加反應的原料氫、氮量可用氨合成率來表示（氨合成率是參加反應的氫氮量占反應前氫氮量的百分數），一般氨合成率只有25%，因而有75%的氫氮氣體為參加反應，經分離氨后的循環氣用循環壓縮機補充壓力，與新鮮原料氣匯合，重新進入合成塔進行反應。 循環壓縮機進出口壓

23、差（即氣體增壓）約為23Mpa，它說明了整個合成循環系統阻力降得大小。采用循環法操作時，新鮮原料氣中的氫和氮會連續不斷地合成為氨，而惰性氣體除一小部分溶解于液氨中被帶出外，大部分會在循環氣中積累下來。因此，在工業生產中，常采用放空的方法，即將一部分含惰性氣體較高的循環氣體連續或間斷地排出氨合成系統，以維持循環氣體中惰性氣體含量穩定。綜合以上特點，該工藝流程能夠實現氨的合成工藝，能夠達到循環操作，連續不間斷的工藝效果，同時為能夠維持系統的穩定性，采用適當的放空，具有一定的可行性。第三章 物料衡算由本題目中要求產量為年產1.2萬噸，則以一年中除去維修時間后以一年330天計算，一天24小時，所以設每

24、小時的氨產量為G： 在本設計中以合成塔為例，作其物料衡算：（數據為假設值）表3-1 各點處氣體組分氣體名稱H2 %N2%CH4%Ar%NH3%進塔氣61.520.5864出塔氣16.8合 成塔H2 61.5%+N2 20.5%NH3 16.8% 圖3-1：氨合成塔物料衡算根據產量與合成塔進出口氨含量，計算合成塔進出口氣量及組成： 則： =公式中 合成塔進口氣量，； 產量，； 塔出口氣中的氨量，%； 塔進口氣中氨含量，% 。故： = = 表3-2 各點處氣體組分百分比氣體組成%合成塔進口氣體合成塔出口氣體%N220.519.36H261.550.61CH488.9865.06Ar64.2548.

25、79NH3416.8100813.31100724.18第四章 能量衡算 設各點的溫度和壓力為：表4-1 測量各點的溫度和壓力位置循環機濾油器氨冷器合成塔氨分離器進口出口出口進口出口進口出口出口溫度3544402512021035壓力Mpa2932.432.431.831.631.429.629.2 本設計中以合成塔出口處數據為例：即對水冷器作能量衡算：壓力為29.6Mpa，溫度為210。氨含量為16.8%是混合氣體的熱容由氮肥工藝設計手冊理化數據分冊圖1-10查得，。求得氣體帶入的熱量： 則： 液氨在35下的冷凝熱為268.32 kJ/kg 氨，冷凝氨量為48.71 kg.mol/h，故冷凝

26、熱為: 則： 出口氣量為，查得混合氣體的，液氨比熱為，故氣體帶走的熱量為： 則： 水冷器移走的熱量為： 則：若冷卻水進口溫度為30，出口溫度為40，則用水量為V： 則：第五章 典型設備選型及論證 5.1 合成塔合成塔包括外殼和內芯兩個部分。外殼需保證氣體能夠處于高壓下，因此必須堅固。根據強度高，容積大，易加工等要求，外殼一般都制成長筒形。由于采取降溫措施，外殼溫度一般不超過50-60 。所以，對外殼材料并不強調要耐氫、氮腐蝕，外殼通常是用高強度、低合金鋼制成。內芯供氣體進行預熱、反應和冷卻之用。內芯由于處于高溫、高壓下，必須采用耐氮、氫腐蝕的特種合金鋼，但內芯處于外殼內，壓差很小，可以單薄一些

27、，即使腐蝕損壞了，也可以更換。由此可見，把合成塔分成外殼和內芯兩部分是節省大量合金鋼、降低投資的重要措施。 本設計采用單管并流氨合成塔；單管并流氨合成塔的內件結構是內部換熱合成塔的形式之一。它是由催化劑筐和下部換熱器組成。催化劑筐內設有單層冷管、集氣環、引氣管以及電加熱器中心管，下部換熱器采用列管式。34512176圖5-1：1主進氣口；2催化劑筐；3合成塔外筒；4換熱器； 5副進氣口；6中心孔；7排氣孔 該結構的特點是冷管內氣體移走的熱量與催化劑層內氨合成放熱規律基本一樣。即上部催化劑層氣體中氨含量較低，反應速度大，單位體積催化劑放出的熱量多，而上部冷管內正好是溫度較低的氣體，溫差較大，移走

28、熱量也多；下部催化劑層反應和放出的熱量較少，而此時冷管內氣體溫度較高，管內外溫差較小，冷管移走的熱量也越少。從結構上看，它是用兩根直徑較大的升氣管代替三套管中幾十根兩層內冷管，把氣體從底部換熱器引到催化劑上部冷管的管環中，以上下環管代替結構復雜的分氣盒，加工方便、結構緊湊和容積利用系數高。以單管代替三套管，既節省鋼材的消耗，又增加了催化劑的填裝量，還降低了催化劑床的阻力。 5.2 水冷器 水冷器的作用是冷卻從合成塔出來的反應后氣體，使氣體的溫度降低至40以下，并使其中部分的氣氨凝結成液氨。本設計采用套管式。由兩層套管組成的多組排管。內層為高壓管，外層管位低壓管。高溫氣體從上部進入高壓管內，從下

29、部出來后溫度為40的高壓氣體，進入氨分離器。冷卻水自下而上在套管內流動，以冷卻高壓管內的氣體。一般在上部幾排用以加熱供鍋爐用的軟水以回收部分反應熱。該結構的特點是傳熱效率比較高，操作環境好。缺點是水質要求比較高，清洗較為麻煩，鋼材消耗量大，占地面積也比較大。 5.3 氨分離器 氨分離器是用來分離經過水冷器以后循環氣中凝結的液氨，分離下來的液氨經液面控制機構減壓后送往液氨儲罐。 本設計采用多層套筒式。分離器內件由固定在外層上部的多層套筒（三層或四層）組層。套筒之間形成環隙。圖5-2：1循環氣入口；2筒體；3內件；4液氨排出口；5、6液面計接口；7循環氣出口；8上蓋12345678 每層套筒均開有

30、許多長方形槽孔，各層槽孔排列位置互相錯開，以使氣液混合物（液氨是以霧滴狀分散在循環氣流中）不斷改變流動方向。帶有液氨霧滴的循環氣，由筒體上部側面進入，沿筒體與外套筒環隙向下流動，當氣體出環隙到達筒體中部時，由于流速的突然降低，氣體中較大的液滴便得到分離。然后氣體由最外層套筒上的方形槽孔進入，依次曲折經第二、三和第四層，由于氣體流速及流向的不斷改變，以及氣體不斷與各層套筒碰撞，更多的液氨被分離下來。同時，較小的液氨霧滴也會凝聚增大，由于重力的作用，沿著筒壁流下，達到分離的目的。分離掉液氨的氣體，經中心圓筒上部引出氨分離器。液氨經減壓后送往氨庫。 該分離器結構比較簡單，制造和安裝方便。缺點是處理能

31、力比較小。 5.4 冷凝塔 冷凝塔（又稱冷熱交換器）有兩個作用。一個作用是將進入氨冷器的熱氣體和氨冷器出來的冷氣體進行換熱，以回收部分能量。另一作用是分離循環氣體中夾帶的液氨。 冷凝塔內件由上部列管換熱器和下部氨分離器組成。分離下來的液氨，由液面控制機構減壓后送往氨庫。分離器內維持一定高度的液面，以防止高壓氣體竄到中、低壓系統而發生事故。 5.5 氨冷器 氨冷器有如下兩個作用：一個作用是利用液氨的低壓下汽化吸收大量的蒸發潛熱，將高壓管內的氣體溫度由515降到-510，是循環氣體中更多的氣氨冷凝下來，然后到冷凝塔中進行分離；另一個作用是利用冷凝下來的液氨洗滌新鮮氣中的催化劑毒物。液氨洗滌的作用是

32、，一方面降低溫度，使氣相中油水的分壓減小，另一方面是將油水及碳酸氫銨等雜質溶洗掉。 本設計采用兩種氨冷器：氨冷器I（立式），氨冷器II（臥式）； 在氨冷器中，液氨在列管外蒸發以冷卻管內的高壓氣體，蒸發出來的液滴回至氨冷器，出除沫器的氣氨由氨總管送往氨加工系統或冰機系統。5.6 循環機 循環機的作用有二：一是補充循環氣在循環流轉中的壓頭損失；二是通過循環機上設置的副線，可以用調節循環機打氣量的辦法控制合成塔的溫度。 目前使用的循環機有活塞式和離心式，其特點分別是： （1） 活塞式壓縮機 由氣缸、活塞、十字頭、主軸以及電機等部件組成。當電機帶動主軸轉動時，通過曲軸連桿機構將旋轉運動變為往復運動，使

33、氣缸內的活塞來回運動壓縮氣體。氣缸是由鍛件制成的，內嵌有鑄鐵缸套，磨損了可以更換。活塞為滑動式，上面開有四道凹槽，槽內裝有灰鑄鐵制成的活塞環，以防止活塞兩側串氣而降低循環機的打氣量。氣缸兩側裝有氣閥，一側為入口，另一側為出口，分別于進氣管和出氣管相連接。進出管之間裝有一副閥，作為調節氣量和開停車氣體循環之用。今年來，灰鑄鐵活塞環合巴氏合金填料，逐漸為有機材料或粉末冶金加入有機材料所代替，因為這些材料具有比較好的機械和物理性能。 （2） 離心式壓縮機 離心式壓縮機是一種葉片旋轉式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。但近來，由于化學工業的發展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產中各種氣體的關鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴