【正文】 ................................................... 3 脫碳方法的選擇 ............................................................................................................. 3 脫碳工藝的選擇 ............................................................................................................. 6 脫碳工段主要設備的選擇 ............................................................................................. 6 4 工藝計算 .............................................................................................................................. 7 工藝條件 ......................................................................................................................... 7 工藝過程 ......................................................................................................................... 7 5 主要設備的計算與選型 ...................................................................................................... 8 二氧化碳吸收塔 ............................................................................................................. 8 二氧化碳再生塔 ........................................................................................................... 11 6 車間布局 ............................................................................................................................ 11 車間設計任務 ............................................................................................................... 11 廠房 的整體布 局設計 ................................................................................................... 12 車間內輔助室與生活區(qū)布局 ....................................................................................... 12 7 脫碳三廢的處理初步設計 ................................................................................................ 13 8 初步經濟核算 .................................................................................................................... 14 9 結論 .................................................................................................................................... 16 10 附錄 .................................................................................................................................. 16 參考 文獻 ................................................................................................................................ 17 致 謝 ...................................................................................................................................... 18 1 年產 12 萬噸合成氨脫碳工段工藝設計 1 前言 目前世界上做為重要化工產品的氨 ， 其 在 每個國家的 國民經濟中占有 十分 重要 的 地位。主要設備為二氧化碳吸收塔：上 塔徑為 ，填料層高 18m，下塔徑為 ，填料層高度為 12米，全塔填料層總高為 30m。 畢業(yè)設計作者： 年 月 日 I 摘 要 本設計是年產 十二 萬噸合成氨脫碳工段工藝的設計。 邯鄲學院本科畢業(yè)設計 題 目 年產 12 萬噸合成氨脫碳工段工藝設計 學 生 馮文慧 指導教師 梁亞男 講師 年 級 20xx 級 專 業(yè) 應用化學 系 部 化學系 邯鄲學院化學系 20xx年 6月 鄭重聲明 本人的畢業(yè)設計是在指導教師 梁亞男 的指導下獨立撰寫并完成的。二氧化碳是氨合成催化劑的毒物，因此需要把這些雜質除去，同時回收的二氧化碳也可以用于其他化學物質的合成，比如尿素，化肥等。通過吸收塔將原料氣中的二氧化碳含量降低到 1%以下，以滿足后續(xù)工藝需求。隨著世界人口的不斷增加 和經濟不斷發(fā)展 ， 各行各業(yè)的化工制品都在不同程度的應用了氨的生產 。 那么氨 在化纖和塑料工業(yè)中 的作用更是重要 ， 例如 以氨、硝酸 以及硝酸鹽 和尿素等作為氮源，生產 化肥 產品。此外， 因為 二氧化碳是制造尿素 、純堿、碳酸氫銨 化肥纖維 等的重要原料， 所以合成氨中 二氧化碳的脫除和回收利用是脫碳過程的雙重任務。所以氨的產量是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展的標準，在國民經濟中占有重要地位。最后，氨氧化物還可以制作硝酸，硝酸是國防的關鍵，它與提高國防尖端技術密不可分。從開始的產量低到后來的產量越來越高，是好幾代人的辛苦和努力得來的，他們不斷探究，不斷實驗，隨著科學技術的日新月異，氨的生產技術有了很大的創(chuàng)新、改革和跨 步。怎么來滿足人們的需求呢？要求的就是發(fā)展農業(yè)，而發(fā)展農業(yè)的關鍵是化肥的生產產量。當時廠子為了生存和發(fā)展大膽創(chuàng)新，把 5 公分轉變成了 2 公分，到最后的 公分。 化肥 塑料和纖維是化工生產的重要產業(yè) ，氨 主要作為 氮肥 的 生產原料。滿足不了市場的需求，根據市場供求關系，必然要優(yōu)化合 成氨的生產技術，我國正向此方向發(fā)展，逐步建成了大中型的氮肥生產產業(yè)，而且產品越來越多，為此我們不斷引入外國的先進技術，除此之外，我國的科學人員正艱苦尋找更適合中國國情的產業(yè)鏈。那么如何才能做到這一點呢？關鍵是在工序和設備上，例如：脫碳脫硫工段。 脫碳：脫去原料氣中的一氧化碳、二氧化碳（由一氧化碳轉化而來）以及一些常見雜質。 甲醛：由合成甲醇工段出來的氣體進入甲醛合成車間，利用一氧化碳和催化劑轉變?yōu)榧兹? 物理吸收法有加壓水洗法、低溫甲醇法、碳酸丙烯酯法 、硅膠吸附 等 [9]。 物理吸收法是利用不同氣體在溶液中溶解度的差異來除去二氧化碳的。 物理化學吸收法脫除 CO2 工藝主要有環(huán)丁砜 法 和常溫甲醇法，物理化學吸收法常用于中等 CO2分壓的原料氣處理。 變壓吸附氣體分離凈化技術， 是利用壓強的改變使吸收塔中的二氧化硅吸收二氧化碳和放出二氧化碳，依據的原理是：當壓力升高時，吸附量增多；當壓力降低時，吸附量減少。 低溫甲醇洗工藝是利用溶解度的顯著差別，具有氣體凈化度高 、 選擇性好、溶液吸收能力強 ，操作費用低等特點，是一種技術先進、經濟合理的氣體凈化工藝。碳酸丙烯酯法具有無毒、化學性質穩(wěn)定、無腐蝕、流程操作簡單等優(yōu)點 [12]。 脫碳方法的確定及詳細介紹 碳酸丙烯酯法是合成氨工業(yè)上一種典型的化學吸收脫碳方法，目前國內外都廣泛的采用此工藝裝置，比較起其他的吸收方法，該工藝能夠滿足脫碳凈化的要求，裝置和操作不太復雜，安裝成本也比較適合各種規(guī)模的生產。 PC 是 20 世紀 80 年代新興 的一項技術，是由中國的化學研究院研發(fā)的，主要適用范圍是中小型合成氨廠，由于它裝置簡單，價格低廉，易于操作，自動化程度高，條件易于達到，據有關部門統(tǒng)計，國內外多家中小型企業(yè)使用該裝置， 總脫碳能力約 600 萬噸 每年 ， PC 技術經過多年的創(chuàng)新與改進，已經越來越滿足市場的需求，為小中型企業(yè)帶來很大的經濟效益，帶活了多家瀕臨倒閉的工廠，而且 PC 技術 開工裝置數為 MDEA、 NHD 法總和的數倍 [15]。 的變換氣首先進入塔底部與水在塔內逆流接觸，洗去變換氣中的大部分油污并將氣體溫度降 低 ，同時 還可以 降低水蒸汽含量。解析出來的二氧化碳，一部分用于合成化肥，另一部分用作日常消費品，例如干冰等。下面簡單介紹一下該流程 及問題 [9]?？偟膩碚f： 此裝置 既加快了吸收二氧化碳的反應速度， 又 降低了溶液表面的二氧化碳平衡分壓。 （ 2）凈化氣中 CO2 含量容易 過高 ， 噸位耗電量高。所以我所做的課題是通過多脫碳工藝的研究，來盡量使 丙烯酯法脫碳工藝 所用成本更少，得到效益更高，更充分合理利用，力求做到污染更小更環(huán)保。 （ 1）流程圖如圖 [16] 熱水塔來的變換氣 圖 變換氣凈化流程 （ 2）流程概述 首先上一造氣與變換工段的原料氣從上一工段出來后進入水洗塔中，水洗的作用是降低溫度，去除部分雜質，從底端出來的氣體進入吸收塔 與從再生塔下來的溶液進行熱交換升溫后進入分離器，水洗塔 再沸器 分離器 CO2 吸收塔 吸收塔 冷凝器 7 目的是 分離其中冷凝 水， 同時， ， 溫度降