氨生产控制

氨是当今十大化工生产;化肥在一种或另一种形式占85%的氨生产而其他工业用途包括纤维、塑料、涂料和树脂。

图片来源:伤风/ saoirse2013

大多数氨是由蒸汽甲烷重整的天然气原料。提高流程效率和降低成本,制造商采用了闭环控制策略:成功的关键是过程的见解MAX300-RTG实时气体分析仪。MAX300-RTG是崎岖的四极质谱计采用了复杂的电子产品和提供全自动操作。通用分析仪提供了稳定的实时数据采集和动态范围的10磅的100%。的准确浓度流组件是立即对集成到控制方案。

由于其可靠性、速度和准确性,MAX300-RTG氨生产提供无与伦比的性能。它允许四个重要过程的严格控制变量:蒸汽碳比、H₂:N₂比,甲烷滑移和惰性气体的过程。保持严格控制这些变量的结果在三个重大经济效益氨生产商:降低燃料成本,更高的收益和整体优化的效率。图1是一个简单的氨过程图说明典型的由MAX300-RTG流分析。

图1所示。氨的过程

原料气

在中小学的改革者,碳氢化合物原料流和汽相结合,经过一个改革者含有镍基催化剂在1500°F。这导致一氧化碳和氢气的形成:CH₄+ H₂O→CO + 3 h₂。

被称为炼焦,这个碳形成的催化剂是有害的。多余的蒸汽与饲料混合气体,防止焦化:最低3:1的比例应保持即3.0磅摩尔的蒸汽1.0磅摩尔的碳。植物通常与慷慨操作蒸汽碳比率升高,防止低于这个比例和有辱人格的催化剂。

通过控制蒸汽控制蒸汽发电成本碳比率±0.02%的公差。

最昂贵的一种氨生产过程产生的蒸汽:它通常是生产氨产品的四倍。严格控制蒸汽碳比可以显著减少生产成本。

MAX300-RTG实施快速分析烃浓度和原料流的计算BTU的值。这些信息是用来调节蒸汽流量;启用快速调整,避免潜在的转换问题。MAX300-RTG通常分析碳氢化合物包括己烷天然气原料流,有能力单独分析丁烷、戊烷异构体。这将导致更大的精度计算BTU的值。使用MAX300-RTG作为闭环策略的一部分,蒸汽碳比公差为±0.02%。使用双探测器的选择,MAX300-RTG还可以分析提要气流的存在包含组件(如硫化氢和硫醇硫的毒药,将取消的催化剂。

原料气
组件	%浓缩的。
氮	0.30
二氧化碳	2.30
甲烷	81.00
乙烷	9.60
丙烷	4.10
正丁烷	1.10
i-Butane	0.40
戊烷	0.35
i-Pentane	0.15
己烷	0.05
硫化氢	5 ppm

主要的改革者和二级改革者出水

un-reacted甲烷的数量在二级改革者主改革者废水和污水被称为甲烷滑移或泄漏。这是一个迹象的改革者的转换效率甲烷氢气和二氧化碳。控制的目标是确保甲烷从次要改革者滑移在很低的恒定值,通常0.3%甲烷或更少。

分析中小学改革者需要高度敏感和非常稳定的传感器,因为复杂的化学组成。宽动态范围也是必需的,因为甲烷转化甲烷从90%开始和结束在0.3%甲烷。MAX300-RTG使控制的灵敏度和稳定性达到的公差为0.05%,允许运营商减少甲烷滑移的变化,从而最大限度地提高产量和延长设备寿命。app亚博体育增加20%在运行时,设备的生活一直在工厂使用CMS MAX300-RTG闭环控制app亚博体育过程的见解。

最大化产量和甲烷拖沓的设备通过无与伦比app亚博体育的控制

空气提供所需的氮氨反应:介绍了二级改革者的收益率退出气体量有3:1氢氮比。空气中的氧气与燃烧的碳氢化合物原料和反应提供了能源改革剩余的气体。二级转化器反应增加了氢含量和氧化大多数有限公司有限公司₂,后者是首选,因为它是更溶于水,可以很容易地在过程中删除。二级转化器出口也包含少量的甲烷和进入合成循环惰性气体氩。

CH₄+ H₂O→CO + 3 h₂+ (CH₄)

H₂+空气→3 h₂+ N₂+(有限公司₂+ CO)

主要改革者废水
组件	%浓缩的。
氢	67.00
氮	1.50
二氧化碳	11.50
一氧化碳	8.00
甲烷	12.00
氩	0.10

二次改革者废水
组件	%浓缩的。
氢	57.50
氮	22.50
二氧化碳	8.50
一氧化碳	12.00
甲烷	0.30
氩	0.30

高温,低温变换(CO去除)

氢产量最大化,更多的蒸汽被添加到一氧化碳转化成二氧化碳和氢气。反应发生在转变转换器氧化铁为催化剂在高温下。质谱仪通常措施高温转变和低温废水。

公司+ H₂O→有限公司₂+ H₂

高温转变
组件	%浓缩的。
氢	52.70
氮	27.27
二氧化碳	14.53
一氧化碳	3.60
甲烷	1.55

低温变换
组件	%浓缩的。
氢	54.20
氮	26.40
二氧化碳	17.19
一氧化碳	0.40
甲烷	1.50
氩	0.35

有限公司₂吸收器和甲烷转化器

有限公司₂删除absorber-regenerator单位包含许多类型的吸收剂包括解决方案单乙醇胺(MEA), sulfinol,碳酸丙烯酯在别人。在这个过程中,公司在产品气体低于100 ppm。

统称为碳氧化物,有限公司₂和公司是有毒的许多类型的催化剂和微量的礼物后吸收器必须从合成气中删除。这是通过将它们转化为甲烷在镍或钌催化剂在甲烷转化器中的氢气的存在。这一过程产生的甲烷的数量相比是微不足道的水平un-reacted甲烷滑。残留水平的碳氧化物过程中气体将少于5 ppm。

公司+ 3 h₂→CH₄+ H₂O

有限公司₂+ 4 h₂→CH₄+ 2 h₂O

吸收器出口
组件	%浓缩的。
氢	65.33
氮	31.80
二氧化碳	0.08
一氧化碳	0.48
甲烷	1.81
氩	0.41
氩	0.35

甲烷转化器出口
组件	%浓缩的。
氢	69.80
氮	28.00
二氧化碳	< 5 ppm
一氧化碳	< 5 ppm
甲烷	1.70
氩	0.30

转换器入口,转换插座

氨的高效生产的关键是控制H₂:N₂在合成转化器进口比例。MAX300RTG的速度和稳定性和闭环策略,H₂:N₂比转换器入口可以保持在±0.01%的公差。使用气相色谱仪,公差通常是0.10%。

控制提要空气H₂:N₂比在±0.01%

估计表明,利用四个关键流上的MAX300-RTG H₂:N₂比例控制和质量平衡可以产生一个额外的10.3吨氨每天1000吨植物。这些额外的输出相比,预计工厂输出当使用气相色谱仪及其典型5-6-minute每流周期时间。

N₂+ 3 h₂→2 nh₃

转换器入口
组件	%浓缩的。
氢	65.00
氮	22.50
氩	2.50
氦	0.50
甲烷	7.00
氨	2.00

转换插座
组件	%浓缩的。
氢	54.00
氮	19.50
氩	3.50
氦	0.50
甲烷	7.50
氨	15.00

高压清洗和HRU

过程控制的惰性气体氩,甲烷和氦- MAX300-RTG质谱仪提供的是另一个重要的好处。这些气体的控制是至关重要的维持恒定的转换器饲料比率。转换器的饲料组成是回收转炉气体氨生产后的结果。分析变换器的入口,转换器回收和高压清洗循环与质谱仪可以确保这些惰性可以保持在±0.01%的公差。

保持恒定的转换器饲料比例的控制过程惰性气体±0.01%

高压清洗HRU
组件	%浓缩的。
氢	62.00
氮	22.50
氩	3.50
氦	0.50
甲烷	11.00
氨	2.00

H2恢复天然气
组件	%浓缩的。
氢	50.00
氮	10.00
氩	1.75
氦	0.60
甲烷	37.50

结论

在过去的几年中,高效氨生产过程控制已成为更重要的原材料成本增加,产品价格有所下降:提高过程效率和降低成本,制造商采用了闭环控制策略。亚博网站下载氨生产商必须利用每一个机会提高自己的过程。一个有效的闭环控制策略的关键是分析仪用于分布式控制系统(DCS)提供信息:他们必须快速、可靠、准确、精确和崎岖的。在氨生产商中,过程的见解CMS过程质谱仪美誉的“必须”分析仪氨过程的闭环控制。

的过程见解CMS MAX300-RTG过程质谱仪的性能和可靠性。它的实时数据采集,允许12个采样点报告在不到两分钟。特别是,质谱提供了信息,允许严格控制四个关键过程变量:

1. 蒸汽碳比例可以控制的公差±0.02%的准确、快速分析原料气流,显著降低蒸汽发电成本。
2. 控制甲烷滑移的改革者出口导致最大限度延长产品产量和延长设备寿命。app亚博体育
3. 生产效率是增加了控制空气的饲料(H₂:N₂)比在合成转化器入口在±0.01%。
4. 效率可以提高通过维持恒定的转换器饲料比例通过流程的惰性气体控制在0.01%以内。

这些信息已经采购,审核并改编自过程见解——质谱提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问过程的见解-质谱仪。