【正文】 + 4NaVO3+H2O = Na2V4O9 + 4NaOH +2S 氧化態(tài)栲膠氧化焦釩酸鈉為偏釩酸鈉： Na2V4O9 + 2 栲膠（氧化態(tài)） + 2NaOH +H2O = 4NaVO3 + 2 栲膠（還原態(tài)） 在再生塔中，還原態(tài)被空氣中的氧氧化成氧化態(tài)： 2 栲膠（還原態(tài)） +O2 = 2 栲膠（氧化態(tài)） 經(jīng)再生后的溶液可送入吸收塔循環(huán)使用。 3．變換工藝 經(jīng)過(guò)脫硫后的半水煤氣中，除含有 NH3合 成所需的 H N2外，還含有大量 CO 及其它氣體， CO 會(huì)使合成觸煤中毒，必須予以清除。 變換在生產(chǎn)中有三個(gè)作用：（ 1）清除半水煤氣中大部分 CO。 （ 2）獲得合成氨所需原料氣之一 H2。 （ 3）獲得生成尿素所需原料之一 CO2。 半水煤氣經(jīng)二段壓縮后，經(jīng)焦炭過(guò)濾器除去油污進(jìn)入飽和塔底部，與塔頂噴淋下來(lái)的熱水接觸增濕，自塔頂輸出進(jìn)入汽水分離器，分離水后進(jìn)入熱交換，進(jìn)入熱交中心管，從中心管進(jìn)入列管管內(nèi)，底進(jìn)上出而進(jìn)入電爐，底進(jìn)上出進(jìn)入變換爐一段與催化劑床層反應(yīng)。一段出口氣進(jìn)入調(diào) 溫水加管間，再進(jìn)入變換爐二段床層反應(yīng)，二段出口氣經(jīng)蒸汽加熱器降溫后入變換爐三段床層反應(yīng)，三段出來(lái)進(jìn)入熱交換器管間上部，下部出來(lái)進(jìn)入沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 8 一水加管間，底進(jìn)上出進(jìn)入變換爐四段，出來(lái)進(jìn)入二水加管間上部，下部出進(jìn)入熱水塔底部，上部出來(lái)進(jìn)入冷卻塔頂部，下部出口進(jìn)入水分離器，然后送往二次脫硫崗位。 反應(yīng)方程式如下： CO + H2O CO2 + H2 +Q 4．二次脫硫 液體流程：脫硫槽液由脫硫泵打入脫硫塔上部，與塔內(nèi)由下而上的變換氣發(fā)生逆流接觸，脫去變換氣中的 H2S，脫硫后的液體，再由塔的底部，經(jīng)調(diào)節(jié)進(jìn)入 閃蒸槽的上部，由閃蒸槽內(nèi)的壓力使液體從其底部經(jīng)自動(dòng)閥進(jìn)入再生噴射器向再生槽內(nèi)噴射，吸入空氣使脫硫液在再生槽中重新再生為貧液，再生后的脫硫液由液位調(diào)節(jié)器流入貧液槽，這樣往復(fù)循環(huán)。 氣體流程：由變換工段來(lái)的變換氣進(jìn)入脫硫塔底部，在塔內(nèi)與由上而下的脫硫液進(jìn)行逆流接觸，并脫去變換氣中的部分 H2S，脫硫后的變換氣由塔頂出來(lái)進(jìn)入氣液分離器上部，從頂部出來(lái)進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的活性炭罐的頂部，由上而下脫去殘余的部分 H2S 后，由兩個(gè)活性碳罐底部出來(lái)，去壓縮工段。 5．壓縮工藝 經(jīng)脫硫后的半水煤氣，經(jīng)靜電除塵器脫除半水煤氣中的煤焦油 ，進(jìn)入清洗塔清洗降溫后，經(jīng)氣液分離器進(jìn)入壓縮機(jī)一段加壓，再經(jīng)冷排降溫和油水分離器分離油水，進(jìn)入壓縮機(jī)二段加壓后，進(jìn)入變換工序。經(jīng)變換工藝處理的變換氣再次進(jìn)入二次脫硫進(jìn)行脫硫后進(jìn)入壓縮三段，直接回壓縮經(jīng)加壓冷卻分離后進(jìn)入脫碳崗位，脫除變換氣中的二氧化碳后，凈化氣進(jìn)入壓縮機(jī)四段、五段、六段連續(xù)逐級(jí)經(jīng)冷卻、脫水、加壓后，進(jìn)入銅洗工序，脫除醇后氣中的 CO、 CO O H2S等雜質(zhì)氣，成為精煉氣，回送壓縮機(jī)七段繼續(xù)加壓后，經(jīng)緩沖、冷卻、分離后作為合成新鮮補(bǔ)充氣使用。 6．脫碳 由壓縮三段送來(lái)的（ ）的變換氣，經(jīng)油水分離器分離氣體中夾帶的霧沫后，從脫碳塔底進(jìn)入，塔內(nèi)設(shè)有三層填料，碳丙液進(jìn)脫碳塔的頂部均勻地噴灑到塔內(nèi)，在由上而下流經(jīng)三層填料段時(shí)，充分減薄碳丙液膜厚度，增大氣液接觸面以提高 CO2的吸收率，在脫碳內(nèi)氣相中的 CO2被碳丙液充分吸收，完成變換氣的凈化，出塔的凈化氣進(jìn)凈化氣分離器，而后進(jìn)入閃蒸洗滌塔中部進(jìn)行凈化洗滌，然后進(jìn)入洗滌分離器，最后回壓縮工段。 吸收 CO2的碳丙液進(jìn)入閃蒸槽，調(diào)節(jié)閃蒸壓力碳丙液中的 N H2和 CO2氣被閃蒸出來(lái)，催化劑 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 9 閃蒸氣進(jìn)閃蒸洗滌塔頂部段進(jìn)行閃蒸氣洗滌，然后放空（或回收）。 經(jīng)閃蒸后的碳丙富液，進(jìn)入再生塔的常解段和真解段，進(jìn)行 CO2的解吸，釋放出大部分的 CO2氣體。 常解氣經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)加壓送往洗滌塔的二段。通過(guò)升氣孔到一段，然后送往尿素裝置的 CO2壓縮機(jī)。 常解后的碳丙液溢流到再生塔的氣提段與提風(fēng)機(jī)送入的空氣逆流接觸，進(jìn)一步氣提出殘留在碳丙液中的 CO2，氣提氣進(jìn)入洗滌塔四段，通過(guò)升氣孔進(jìn)入三段，洗滌后的氣提氣放空，出常解再生塔的碳丙液流至中間貯槽循環(huán)使用。 由稀酸泵將液體打到洗滌塔頂部，吸收常解氣中夾帶的碳丙霧沫，碳丙稀液由頂部流到三段洗滌氣提氣，然后流入濃液槽，濃液槽達(dá)到一定濃 度放到地下槽，由泵打入中貯槽，稀液的液位，用脫鹽水來(lái)補(bǔ)充。 7．銅洗 原料氣：壓縮機(jī)六段來(lái)的約 14Mpa 的高壓原料氣，經(jīng)油分分離油水后進(jìn)入銅洗塔，自下而上與塔頂噴淋下來(lái)的銅液逆流接觸，原料氣中的 CO、 CO O H2S等有害氣體被吸收，出塔的精煉氣經(jīng)銅分分離銅液霧滴后，回壓縮機(jī)七段進(jìn)口。 銅液： 15℃以下的銅液，由銅泵加壓至 14Mpa 送至銅洗塔頂部，與塔底進(jìn)入的原料氣逆流接觸，吸收了氣體中的 CO、 CO O H2S 等有害氣體后，溫度上升，從塔底經(jīng)減壓閥減壓進(jìn)入回流塔頂部，送入再生系統(tǒng)雙回流塔的上回流塔頂 部與回流塔放出來(lái)的氣體逆流接觸，吸氨提溫之后，進(jìn)入下加熱器，與列管外熱銅液換熱后進(jìn)入預(yù)還原器，自預(yù)還原器出來(lái)的銅液，進(jìn)入上加熱器管內(nèi)，被管外低壓蒸汽加熱后進(jìn)入再生器。銅液在再生器內(nèi)徹底解吸，出口溫度 76－ 78℃，由再生器出來(lái)的銅液進(jìn)入化銅桶，出化銅桶的銅液再進(jìn)入下加熱器管間與管內(nèi)銅液換熱，自身溫度被降至 65℃左右，再經(jīng)水冷器冷卻至 30℃左右，并補(bǔ)充一定量的氨后，經(jīng)過(guò)濾器除去油污雜物后，經(jīng)氨冷器冷卻到 15℃以下，由銅液加壓循環(huán)使用。 再生氣：由回流塔出來(lái)的再生氣，進(jìn)入高位吸氨器，與上部噴下的稀氨水混合，其中的 NH3 被初步回收，進(jìn)入一次凈氨塔，氣液分離后，再生氣自頂部出來(lái)，進(jìn)入二次進(jìn)氨塔進(jìn)一步吸氨，除去絕大部分氨的再生氣，經(jīng)水分離器分離掉水分后，送回脫硫工序。 反應(yīng)方程式如下： 銅液吸收 CO： Cu(NH3)2AC + CO + NH3 Cu(NH3) + Q 銅液吸收 O2: 2Cu(NH3)2AC + 1/2O2 + 2HAC + 4NH3 2Cu(NH3)4AC2 + H2O 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 10 銅液吸收 CO2: NH3 + CO2 + H20 NH4HCO3 + Q 銅 液吸收 H2S: 2NH4OH + H2S (NH4)2S + 2H20 + Q 2Cu(NH3)2AC + 2H2S Cu2S + 2NH4AC +(NH4)2S Cu(NH3)4AC + 2H2S CuS + 2NH4AC +(NH4)2S 銅液再生原理 : Cu(NH3) Cu(NH3)2AC + CO + NH3 (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H20 － Q (NH4)2S 2NH3 + H2S－ Q 銅液氧化還原 : 2Cu(NH3)2+ + CO + H20 2Cu + CO2 + NH3 + NH4+－ Q Cu + Cu2+ 2Cu+ － Q 2Cu2+ + CO+ H20 2Cu+ + CO2 + 2H+ － Q 8．合成 銅洗后的 N2和 H2混合氣體送煤氣壓縮機(jī)七段入口壓縮后，進(jìn)入透平循環(huán)機(jī)再加壓后，進(jìn)入氨合成塔，在塔內(nèi)高溫、高壓及催化劑作用下合成 NH3。經(jīng)冷卻分離所得的液氨送氨庫(kù)或球罐計(jì)量后送尿素使用，未反應(yīng)的 H N2 用補(bǔ)充氣調(diào)整成分后，經(jīng)循環(huán)機(jī)加壓送入氨合成塔，再進(jìn)行氨的合成反應(yīng)。 利用中置鍋爐回收合成塔出口氣體的高位熱能制取水蒸汽。 9．尿素合成 來(lái)自脫碳工段的 CO2氣體，經(jīng)液滴分離器分離后進(jìn)入一、二段壓縮后冷卻除油除水后，送往 CO2脫硫裝置，再經(jīng)三、四、五壓縮后送入尿素合成塔。來(lái)自冷凍工序的液氨原料氨與來(lái)自冷凝器的循環(huán)液氨混合后，經(jīng)預(yù)熱后送入尿素合成塔，在一定條件下與CO2 合成轉(zhuǎn)化為尿素，反應(yīng)熔融物自塔頂排出，經(jīng)預(yù)蒸餾塔后循環(huán)回收后，尿液經(jīng)二分塔閃蒸，一段蒸發(fā)和二段蒸發(fā)除去水分，經(jīng)分離段分離后，熔融尿素由熔融 泵送往位于造粒塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行造粒，造粒塔的得到的成品顆粒尿素，由膠帶輸送機(jī)送至包裝樓稱(chēng)量包裝。 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 11 某化肥廠 是典型的大型化工企業(yè)，其生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，化學(xué)反應(yīng)多在高溫高壓下運(yùn)行，具有易燃易爆、中毒以及生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)的特點(diǎn)。其在生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的主要危險(xiǎn)原料及中間生成物為：液氨、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、尿素等。 主要危險(xiǎn)物質(zhì)特性及安全防護(hù) 表 31尿素 理 化 性 質(zhì) 外觀與形狀： 白色結(jié)晶或粉末，有氨的氣味。 相對(duì)密度 (水＝1): 沸點(diǎn) (℃ )： （分 解） 熔點(diǎn) (℃ )： 溶解性： 溶于水、甲醇、乙醇，微溶于乙醚、氯仿、苯。 主要用途： 用作肥料、動(dòng)物飼料、炸藥、穩(wěn)定劑和制脲醛樹(shù)脂的原料等。 侵入途徑： 吸入、食入、經(jīng)皮吸收 健康危害： 本品屬微毒類(lèi)。對(duì)眼睛、皮膚和粘膜有刺激作用。 急救措施 皮膚接觸：脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗。 眼睛接觸：提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。 吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道暢通。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。 食入：飲足量溫水，催 吐。就醫(yī)。 燃爆特性與消防 本品不燃，具刺激性。 危險(xiǎn)特性：遇明火、高熱可燃。與次氯酸鈉、次氯酸鈣反應(yīng)生成有爆炸性的三氯化氮。受高熱分解放出有毒的氣體。 有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。 滅火方法：消防人員必須穿全身防火防毒服，在上風(fēng)向滅火。滅火時(shí)盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。然后根據(jù)著火原因選擇適當(dāng)滅火劑滅火。 泄漏應(yīng)急處理 隔離泄漏污染區(qū)，限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵口罩，穿一般作業(yè)工作服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：小心掃起，置于袋中轉(zhuǎn)移至安全場(chǎng)所。大量泄漏：收集回收或 運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 12 操作處置與儲(chǔ)存 操作處置注意事項(xiàng)：密閉操作，提供充分的局部排風(fēng)。防止粉塵釋放到車(chē)間空氣中。操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴防塵面具（全面罩），穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產(chǎn)生粉塵。避免與氧化劑、酸類(lèi)、亞硝酸鈉、干粉接觸。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。 儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。防止陽(yáng)光直射。包裝密封。應(yīng)與氧化劑、酸類(lèi)、亞硝酸鈉、干粉分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。 接觸控制個(gè)體防護(hù) 最高容許濃度：中國(guó) MAC（ mg/m3）：未制定標(biāo)準(zhǔn) 前蘇聯(lián) MAC（ mg/m3）： 10 工程控制：嚴(yán)加密閉，提供充分的局部排風(fēng)。 呼吸系統(tǒng)防護(hù)：可能接觸其粉塵時(shí)，必須佩戴防塵面具（全面罩）。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，應(yīng)該佩戴空氣呼吸器。 眼睛防護(hù)：呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。 身體防護(hù)：穿防毒物滲透工作服。 手防護(hù)；戴橡膠手套。 其他防護(hù)：工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。 運(yùn)輸注意事項(xiàng) 起運(yùn)時(shí)包裝要完整，裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運(yùn)輸過(guò)程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損 壞。嚴(yán)禁與氧化劑、酸類(lèi)、氧化劑、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。運(yùn)輸途中應(yīng)防曝曬、雨淋，防高溫。車(chē)輛運(yùn)輸完畢應(yīng)進(jìn)行徹底清掃。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛。 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 13 主要危險(xiǎn)有害物質(zhì)燃爆、毒理特性數(shù)據(jù)表 表 32有害物質(zhì)燃爆、毒理特性數(shù)據(jù)表 序號(hào) 物質(zhì)名稱(chēng) 閃點(diǎn)℃ 自燃點(diǎn)℃ 在空氣中爆炸極限V% 火災(zāi)危險(xiǎn)類(lèi)別 爆炸危險(xiǎn)類(lèi)別 最高容許濃度mg/m3 時(shí)間加權(quán)平均容許濃度mg/m3 短時(shí)間接觸容許濃度mg/m3 職業(yè)危害程度分級(jí) 類(lèi)別 組 別 1 氫氣 400 甲 IIC T1 2 硫化氫 260 甲 IIB T3 10 II 3 一氧化碳 50 609 乙 IIA T1 20 30 II 4 氨 651 乙 IIA T1 40 30 IV 5 煤粉 435 3345 乙（固） IIIB T11 4 6 6 硫 255 乙（固） IIIB T12 8 10 7 一氧化碳 乙 15 30 III 8 二氧化碳 乙 5 10 III 沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 14 危險(xiǎn)物質(zhì)在裝置單元中的分布情況 表 33 主要危險(xiǎn)有害物質(zhì)分布表 單元 物質(zhì) H2 H2S CO NH3 煤 S 合成氨裝置尿素裝置 煤廠 √ 造氣 √ √ √ √ 脫硫 √ √ √ √ 壓縮 √ √ 變換 √ √ 銅洗 √