【正文】 新疆大學(xué)2010屆本科畢業(yè)論文 新疆大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)題 目: 奎屯錦疆煤化工制氫工藝脫碳工序核算及二氧化碳 吸收塔的設(shè)計指導(dǎo)老師: 陸江銀學(xué)生姓名： 方 旭 所屬院系： 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程班 級： 化機061完成日期： 201006新 疆 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書班 級： 化機061班 姓 名： 方旭 論文（設(shè)計）題目： 奎屯錦疆脫碳工藝核算及二氧化碳吸收的設(shè)計專 題： 論文（設(shè)計）來源： 教師自選 要求完成的內(nèi)容 1當(dāng)前合成氨概況 2 二氧化碳的利弊及脫除方法 3 合成氨工藝簡介 4 脫碳工序核算 5 二氧化碳吸收塔設(shè)計 6 進行數(shù)據(jù)分析，得出相關(guān)結(jié)論 7 撰寫論文 發(fā)題日期：2010年11月25日 完成日期：2010年5月31日 實習(xí)實訓(xùn)單位： 地點：化學(xué)化工學(xué)院論文頁數(shù)： 33 頁； 圖紙張數(shù)： 指導(dǎo)教師： 陸江銀 教研室主任： 李惠萍 院 長： 王吉德 聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在陸江銀老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明的內(nèi)容外，本論文不包含任何其它個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本人對本論文有自主知識產(chǎn)權(quán)，沒有抄襲、剽竊他人成果，由此造成的一切后果由本人負(fù)責(zé)。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 摘要近幾年來，我國以煤為原料的化工企業(yè)逐漸增多，以煤為原料的合成氨的工藝過程也不斷得到改進。文章簡要論述了奎屯錦疆煤化工的合成氨工藝過程，對它的脫碳工序進行了核算。并進行了在該條件下的二氧化碳吸收塔的設(shè)計。 關(guān)鍵詞：合成氨；吸收塔；脫碳AbstractIn recent years, china’s coal chemical industry as raw material gradually increased, with coal as a raw material of synthetic ammonia process has also been improved.This paper briefly discusses the ammonia process of Kuitun Jinjiang Coal Chemical Co. Its decarburization processes are evaluated and conducted under the conditions of the carbon dioxide absorption tower design.Key words： Ammonia。 Absorber。 Decarburization目 錄前言 1第一章 文獻綜述 3 引言 3 3 3 4 5 5 6 6 7 7 7 7 7 9 10 10 10 10 10 11 11 11第二章 奎屯錦疆煤化工二氧化碳脫除的工藝核算 12 12 12 12 14 16 16第三章 吸收塔的設(shè)計 18 18 18 19 19 19 22 23 23 24 24 25 25 27 27 29第四章 結(jié)論 30參考文獻 31致謝 32前言氣體中二氧化碳的脫除(下面簡稱“脫碳”)，是以天然氣、輕重油為原料的合成氨工業(yè)、合成燃料工業(yè)、有機合成工業(yè)、鋼鐵工業(yè)的重要生產(chǎn)過程。在合成氨生產(chǎn)過程中，脫碳具有凈化工藝合成氣和回收二氧化碳作為生產(chǎn)尿素的原料的雙重目的。工藝合成氣中二氧化碳的凈化度的高低直接關(guān)系到合成氨生產(chǎn)的正常進行和能耗的大小。氨是普里斯特利在1754年將砧砂(氯化氨)和石灰加熱時發(fā)現(xiàn)的。1913年9月9日第一個合成氨廠在德國路德維希港的BASF聯(lián)合工廠投產(chǎn)，產(chǎn)量很快就達(dá)到日產(chǎn)30噸的設(shè)計水平。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，德國戰(zhàn)敗而被迫公開合成氨技術(shù)[2]。目前，工業(yè)生產(chǎn)合成氨的原料有三種：煤、天然氣和重油或輕油。不管采用哪一種原料，合成氨生產(chǎn)的工序都必須經(jīng)過原料氣的制取(H2的制取)、原料氣的凈化(包括CO變換、S、CO2等脫除)、原料氣精制(少量CO、CO2的脫除)、原料氣壓縮及合成工段，只不過是不同的生產(chǎn)裝置、不同的生產(chǎn)工藝在具體的細(xì)節(jié)選擇上有所不同。以煤為原料的合成氨廠的工藝流程大體依次經(jīng)過造氣、除塵、脫硫、變換、二次脫硫、脫碳、精煉，最后在合成工段生產(chǎn)出氨。以天然氣為原料的合成氨廠的工藝流程大體依次經(jīng)過脫硫、一段轉(zhuǎn)化、二段轉(zhuǎn)化、高溫變換、低溫變換、脫碳、甲烷化，最后在合成工段生產(chǎn)出氨。以重油或輕油為原料的合成氨廠的工藝流程大體依次經(jīng)過重油部分氧化、炭黑清除、變換、低溫甲醇洗、低溫液氮洗，最后在合成工段生產(chǎn)出氨。目前，我國已經(jīng)引進了三十多套大型合成氨裝置，都在減少能耗和二氧化碳的排放上進行研究。本文研究的是奎屯錦疆煤化工四十萬噸合成氦裝置的脫碳部分的吸收。該廠采用大連理工大學(xué)設(shè)計的低溫甲醇洗脫碳流程。以煤為原料的大型合成氨廠的脫碳工藝。它是利用低溫下甲醇的優(yōu)良特性脫除原料氣中的二氧化碳、硫化氫、硫氧化碳等的物理吸收法。低溫甲醇洗是在以渣油和煤為原料的大型氨廠中普遍應(yīng)用的一種流程。利用甲醇在低溫高壓下對硫化氫，二氧化碳的高溶解度進行二氧化碳的脫除和回收高純度的二氧化碳作為制取尿素的原料。但隨著石油和煤資源的大量使用和緊缺，其價格的增長，以天然氣為原料的工藝流程開始逐步取代以煤和石油為原料的流程。因此，適用于以天然氣為原料的本菲爾的流程開始逐步在大型合成氨中占主要地位。本菲爾法采用添加活化劑的熱鉀堿法脫碳，是70年代引進的以天然氣和石腦油為原料，在蒸汽轉(zhuǎn)化法制合成氨的工廠中廣泛采用。由于吸收液的價格低，吸收容量大，便于操作和容易再生，特別在中壓下吸收及有地位能的廢蒸汽可利用的情況下，其經(jīng)濟效益尤佳[7]。本文簡單介紹了奎屯錦疆煤化工氣體凈化階段二氧化碳的脫除及回收工藝流程，對其進行了工藝核算并對吸收塔重新進行了設(shè)計。旨在熟悉和了解二氧化碳的脫除方法和專業(yè)知識的應(yīng)用。第一章 文獻綜述 引言 目前，人類正面臨著日益緊迫的能源及基本原料短缺問題。己探明的石油儲量按目前的消耗速度僅能保證43年的供應(yīng)，煤炭尚可維持174年。另一方面，二氧化碳的排放造成全球變暖，這種溫室效應(yīng)己經(jīng)嚴(yán)重地困擾經(jīng)濟的發(fā)展。二氧化碳幾乎是取之不盡、用之不完的碳源，它在綠色植物內(nèi)的光合作用是地球上發(fā)生的最大的化學(xué)反應(yīng)。為了更好地利用二氧化碳就必須選擇一種良好的吸收方法，近年來，西歐和日本等許多國家投入了大量資金及人力研究限制排放二氧化碳及其再利用技術(shù)。從1991年起，國際能源局(International Energy Ageney)啟動了耗資220萬美圓的研究與開發(fā)溫室氣體的計劃，研究電廠煙道氣中二氧化碳和處理應(yīng)用技術(shù)。而日本政府的基金研究機構(gòu)的地球革新技術(shù)，在二氧化碳控制方面投入了更多的資金以減少二氧化碳向大氣中的排放，1995年他們計劃在10年內(nèi)，投資230億日圓，建立以太陽能為能源、H2為儲氣形式、二氧化碳為化工原料的工業(yè)體系等等。(中國在此方面投入的資金還較少)。因此尋找經(jīng)濟的原料、設(shè)備和工藝流程是極其需要的[8]。各種含碳物質(zhì)的燃燒、氧化、人和動物的呼吸活動，都是二氧化碳的來源。近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，天然的碳資源不斷地被消耗，使大氣中的二氧化碳含量迅速增加，這主要是由于：(1)合成氨、制氫、煉焦等裝置的副產(chǎn)氣及發(fā)電廠、水泥廠、釀造廠的廢氣大量排入空氣中；(2)天然碳資源的燃燒和有機物、垃圾、腐蝕物質(zhì)的氧化所產(chǎn)生的二氧化碳也不斷的逸散于大氣。根據(jù)設(shè)在倫敦的世界能源委員會近期統(tǒng)計的數(shù)據(jù):1996年全球二氧化碳的排放量達(dá)到65億噸，%，%，依據(jù)世界經(jīng)濟發(fā)展的進程計算，由燃燒石化燃料排放的二氧化碳量到下一世紀(jì)將從1990年的60億噸增加到200億噸，其結(jié)果將使大氣中二氧化碳的濃度水平比工業(yè)化前提高三倍。已有報道：1980年大氣中的二氧化碳336 ppm，比工業(yè)革命以前(1860年)290 ppm增加12%，預(yù)計2000年大氣中的二氧化碳濃度將達(dá)到373 ppm, 2045年將達(dá)到600 ppm。而