煤化工企業合成氨生產系統輸送管道—襯四氟管道

    煤化工企業合成氨（氨是一種重要的化工原料，特別是生產化肥的原料，它是由氫和氮合成。合成氨工業是氮肥工業的基礎。為了生產氨，一般均以各種燃料為原料。首先，制成含H2和CO等組分的煤氣，然后，采用各種凈化方法，除去氣體中的灰塵、H2S、有機硫化物、CO、CO2等有害雜質，以獲得符合氨合成要求的潔凈的1：3的氮氫混合氣，zui后，氮氫混合氣經過壓縮至15Mpa以上，借助催化劑合成氨。
合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。別名氨氣，分子式為NH3，英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收外，絕大部分是合成的氨。）生產系統輸送襯四氟管道是煤化工生產企業合成氨生產系統的*管道，下面我們就對煤化工生產企業和其企業合成氨生產系統輸送工藝以及其輸送管道—襯四氟管道在其中的應用進行簡要的分析，以便于你對襯四氟管道有更深入透徹的了解：
    生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等。
    ①天然氣制氨。天然氣先經脫硫，然后通過二次轉化，再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序，得到的氮氫混合氣，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1％～0.3％（體積），經甲烷化作用除去后，制得氫氮摩爾比為3的純凈氣，經壓縮機壓縮而進入氨合成回路，制得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
    ②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料氣，生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單，但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置制得的氧用于重質油氣化，氮作為氨合成原料外，液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
    ③煤（焦炭）制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展，以煤（焦炭）為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
    用途氨主要用于制造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約占世界產量的12％。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作制冷劑。
    貯運商品氨中有一部分是以液態由制造廠運往外地。此外，為保證制造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡，防止因短期事故而停產，需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同，有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。
    襯四氟管道是以普通碳鋼管作為基體，內襯化學穩定性優良的熱塑性聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）塑料，經特定的工藝加工而成。它既有鋼管的機械性能，又有四氟塑料的高耐腐蝕，不易生長微生物的特點，是輸送強酸、強堿、工業鹽及有強烈腐蝕性氣體等介質的理想管道。

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    下面，我們對煤化工企業合成氨生產過程中處理系統發展現狀及主要特點和在其合成氨處理系統系統中常用的防腐襯里材料以及襯四氟管道在這些流程中的應用進行分析，以便你更清楚的了解襯四氟管道：
    合成氨 - 工藝流程如下：
    合成氨的工藝流程
    （1）原料氣制備將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。
（2）凈化對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。
    ①一氧化碳變換過程
    在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：CO+H2OH→2+CO2=-41.2kJ/mol0298HΔ
    由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。*步是高溫變換，使大部分CO轉變為CO2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是原料氣制造的繼續，又是凈化的過程，為后續脫碳過程創造條件。
    ②脫硫脫碳過程
    各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，*道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法（Rectisol）、聚乙二醇二甲醚法（Selexol）等。
    粗原料氣經CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量zui多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
    一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法（Rectisol），聚乙二醇二甲醚法（Selexol），碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。
    ③氣體精制過程
    經CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規定CO和CO2總含量不得大于10cm3/m3（體積分數）。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的zui終凈化，即精制過程。
    目前在工業生產中，zui終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍（<-100℃）條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量（體積分數）一般應小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物（CO+CO2）含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下：
CO+3H2→CH4+H2O=-206.2kJ/mol0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O=-165.1kJ/mol0298HΔ
    （3）氨合成將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由于反應后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下：
N2+3H2→2NH3（g）=-92.4kJ/mol
    我國的氮肥工業自20 世紀50 年代以來, 不斷發展壯大, 目前合成氨產量已躍居世界*位, 現已掌握了以焦炭、無煙煤、焦爐氣、天然氣及油田伴生氣和液態烴多種原料生產合成氨、尿素的技術, 形成了*的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產規模并存的生產格局。目前合成氨總生產能力為4500 萬噸/年左右, 氮肥工業已基本滿足了國內需求, 在與接軌后, 具備與合成氨產品競爭的能力, 今后發展重點是調整原料和產品結構, 進一步改善經濟性。
    洛陽耐特管業有限公司的防腐管道之襯四氟管道是以Q235鋼管作為基體，內襯化學穩定性優良的熱塑性彈體塑料，經冷拉復合、模壓、旋轉滾塑、纏繞等特殊工藝成型，外殼為無縫鋼管，端部焊接法蘭（或活套法蘭）管內內襯四氟，它既有鋼管的機械性能，又有塑料管的耐腐蝕，緩結垢，不易生長微生物的特點，是輸送酸、堿、鹽、有腐蝕性氣體等介質的理想管道。產品特點適用范圍廣泛，規格品種齊全；生產工藝*；連接方式可靠快捷；表面防蝕措施完善，美觀； 外層焊管壁厚設計合理；內層塑料管的壁厚合理，確保通徑；具有*的耐腐蝕性能，節能環保。廣泛用于化工、電力、冶金、食品等待業的介質輸送及環保處理系統。
    根據合成氨技術發展的情況分析, 估計未來合成氨的基本生產原理將不會出現原則性的改變, 其技術發展將會繼續緊密圍繞“降低生產成本、提高運行周期, 改善經濟性” 的基本目標, 進一步集中在“大型化、低能耗、結構調整、清潔生產、長周期運行”等方面進行技術的研究開發，大型化、集成化、自動化, 形成經濟規模的生產中心、低能耗與環境更友好將是未來合成氨裝置的主流發展方向。因此各大型煤化工企業對自身企業采用的合成氨處理系統管道越來越重視，如何選擇合適的適合自身企業合成氨處理系統用的襯四氟管道越來越成為煤化工生產企業設備采用人員首要關心的問題。我公司生產的襯四氟管道是以普通碳鋼管作為基體，內襯化學穩定性優良的熱塑性聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）塑料，經特定的工藝加工而成。它既有鋼管的機械性能，又有四氟塑料的高耐腐蝕，不易生長微生物的特點，在強腐蝕介質條件下，可以滿足使用溫度范圍-40℃~+230℃，在此溫度范圍內（除了熔融堿金屬、元素氟及芳香烴類外），可滿足所有化學介質，顯著的熱穩定性，使它可以在冷凍溫度下工作而不脆化，在高溫下不融化，是輸送強酸、強堿、工業鹽及有強烈腐蝕性氣體等介質的理想管道。襯四氟管道能有效消除煤化工行業在輸送強酸性腐蝕性介質的安全隱患，是當前我國發展新型煤化工業，加強煤炭綜合利用，發展經濟，節約能源、減少污染，是解決我國煤化工企業生產過程中輸送合成氨處理系統的強酸性腐蝕性介質，避免輸送過程中出現跑冒滴漏問題而造成環境污染的重要設備，實施與環境友好的清潔生產是未來合成氨裝置的必然和惟一的選擇。生產過程中不生成或很少生成副產物、廢物, 實現或接近“*”的清潔生產技術將日趨成熟和不斷完善。并能有效提高煤化工企業生產運轉的可靠性, 延長運行周期，是未來合成氨裝置“改善經濟性、增強競爭力”的必要保證，有利于“提高裝置生產運轉率、延長運行周期”的技術, 包括工藝優化技術、*控制技術等將越來越受到重視，是煤化工企業對合成氨生產過程進行深度凈化綜合利用，走可持續發展的循環經濟道路的*設備。