【正文】 ℃ Q5=（ +） = Q6=精練氣體積 比熱溫度 / =（ 2950－ ） / = Q 出 = Q5+ Q6 = 銅洗部分熱量衡算表 進料帶入的熱量 kJ 出料帶入的熱量 kJ 銅液帶入的熱量 Q1 銅液帶走的熱量 Q5 脫碳?xì)鈳氲臒崃?Q2 精煉氣帶走的熱量 Q6 CO 氣體的吸收熱 Q3 CO2 氣體的吸收熱 Q4 合計 合計 22 2. 銅液 再生部分 銅液帶入熱量 Q1， Q2為加熱器帶入的熱量 Q3為再生后銅液帶出的熱量， Q4為再生氣帶出的熱量 Q5為冷卻水帶走的熱量 ， Q6為氨冷氣帶走的熱量 已知：銅液進入?yún)R流塔的溫度為 ℃，比熱為 隨著氣流出再生系統(tǒng)的 NH3和 H2O 量 T=35℃ lgPNH3=(273+T)=(273+35) = PNH3==(760 **1000) = lgPH2O=(273+T)=(273+35) = PH2O==(760 **1000) = 實際吸收量是實際平衡的 80% ∴氣相中 NH3和 H2O 的實際分壓是 PNH3= PH2O=再生氣中 NH3和 H2O的含量 再生壓力 =+6= Kpa V1/V2=n1/n2=P1/P2 VNH3/ V2=PNH3/ P2 V2是指除了水和氨以外的再生氣的體積。純凈的再生氣 送至還原器中心管，繼續(xù)加熱到76~79℃，送入再生塔中繼續(xù)解吸 CO， CO2。然后，開動循環(huán)泵，使溶液循環(huán)，緩緩加入醋酸，并逐漸通入空氣進行氧化。但由于還原作用減弱，當(dāng)銅比偏低時，不易及時調(diào)整和糾紛。再生壓力過高， CO 解吸不完全，銅氨液吸收能力低，增強了對高價銅的還原作用使銅比升高。提高再生溫度有利于解吸，但溫度過高，加快了溶解態(tài)的 CO 解吸，使還原作用降低同時會使氨和醋酸損失大。 降低銅液吸收溫度，既能增加銅液的吸收能力，又有利于銅洗氣中 CO 含量的降低。如果銅液中游離氨不足，會發(fā)生低價銅復(fù)鹽的分解，生成醋酸銅沉淀：Cu(NH3)2Ac=CuAc↓ +2NH3↑ 當(dāng)原料氣中 CO2 含量高而銅液中游離氨含量不足時，會生成碳酸銅沉淀，降低了吸收能力。本工藝選擇的總銅是 。 此外還要適當(dāng)補充銅液在整個過程中所消耗的氨、銅、 HAc 和水。所以，要求進銅洗系統(tǒng)的原料氣中 H2S 的含量越低越好。 銅液吸收 CO 的過程是 CO 從 氣相主體擴散到氣液相界面，與溶液進行化學(xué)反應(yīng)，然后生成物再擴散到液相主體。由于銅液中存在游離氨，所以具有吸收 CO2和 H2S 的能力，且具有強烈的氨味。此法主要用于重油部分氧化、煤富氧氣話的制氨流程中。 正文 設(shè)計說明書 第一章 概述 本設(shè)計的依據(jù)是以南京化學(xué)工業(yè)公司合成氨生產(chǎn)裝置。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢 業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日 期： 4 年產(chǎn) 5 萬 噸合 成 氨裝 置精煉工段的設(shè)計 摘要：精煉工序是合成氨生產(chǎn)裝置中一個非常重要的工序，主要目的是去除合成氨原料氣中殘存的少量的 CO 及 CO2等雜質(zhì)，以免氨 合成催化劑中毒。設(shè)計的精煉工序是以煤為原料年產(chǎn) 5 萬噸合成氨裝置中的一個工序。 結(jié)論：綜合上述 ,本設(shè)計是小型合成氨無空分生產(chǎn)裝置，且脫碳后 CO的含量在 %左右，所以我們將采用銅氨液洗滌法作為本課題的精煉洗滌方法。 銅氨液的吸收能力主要決定于低價銅 銅液呈堿性， pH 值一般在 9~10，并且有腐蝕性，特別對人的眼睛有強烈的傷害作用，操作時嚴(yán)加防護。在游離氨濃度較大時，溶液吸收 CO 的化學(xué)反應(yīng)速度很快，這個吸收速度取決于 CO 從氣相擴散到液相界面的擴散速度。 ③ 銅液吸收 O2 是依靠低價銅離子進行的，其反應(yīng)式如下： 4Cu(NH3)2Ac + 4NH4Ac + 4NH3 8 銅液在減壓加熱的條件下首先解吸出所吸收的 CO 、 CO H2 氣體，其反應(yīng)是吸收過程的逆過程。 ② 銅比：總銅一定，提高銅比，即提高低價銅的含量，可以提高銅液吸收CO 的能力。嚴(yán)重時會造成設(shè)備堵塞。當(dāng)溫度超過 15℃以后，銅液的吸收能力迅速降低，銅洗氣中 CO含量迅速增加。再生溫度低對還原有利，但解吸不完全，再生后銅液中 CO 含量增加，影響吸收能力。但再生壓力過低，會使 CO 過早解吸，對高價銅的還原作用減弱，銅比不容易升高，反而降低了銅氨液的吸收能力。加氨量不足，會使銅氨液的吸收能力減弱。為加快初期氧化反應(yīng)的速度，可通入蒸汽加熱，隨著反應(yīng)的進行，溶液溫度逐漸升高，就可停用蒸汽，改用冷卻水，將溶液溫度控制在 45~50℃。由再生塔出來經(jīng)水冷卻器，將銅氨液溫度冷卻到 30℃，進入氨冷卻器繼續(xù)降溫 5~15℃送入再生溶液槽，在其中進行銅比調(diào)節(jié)，加氨至合格成分，出再生槽送至吸收塔入口。 P2 是指除了 水和氨以外的再生氣的壓力。℃ 銅液出加熱器時溫度為 78℃，比熱為 KJ/Kg℃ 精練氣在 20℃時的比熱為 KJ / Kmol （ 1）已知條件：再生壓力 6Kpa(表壓 ) 回流塔的溫度為 50℃ （ 2）物料橫算 ①進入回流塔的銅氨液 =出銅洗塔的銅液量 ② NH3和 H2O的補充量 銅液 ℃ 再生氣 35℃ 回流塔 再生器 還原器 再生后銅液 水冷器 氨冷器 補充氨氣 補充水 18 用 35℃時 NH3和 H2O 的平衡分壓來計算。 13 銅液經(jīng)加壓到 33~34Mpa，加熱至 25~30℃， 自銅洗塔低部流出，經(jīng)減壓依靠本身余壓，流到回流塔頂部并向塔內(nèi)噴灑 在回流塔中與再生氣逆流接觸，回收再生氣中的氨和熱量，此時溶液溫度已達 50℃，解吸出所吸收的大部分 CO和 CO2，從回流塔出來的再生氣中，含 CO約 80%，經(jīng)氨吸收塔回收所帶氨 后，制成稀氨水送脫硫或脫碳工段使用。反應(yīng)： 2Cu(NH3)4Ac2+Cu=2Cu(NH3)2Ac 先將紫銅絲或片置于制備槽的鐵畀上，再加入適量軟水和氨，使溶液呈堿性，以防止加入醋酸后引起設(shè)備的強烈腐蝕作用。若補充的氨量過多，在再生時蒸發(fā)的氨也多，則再生氣中氨的分壓增大，再生氣中 CO 的分壓相應(yīng)降低，使銅氨液中的 CO 易于解吸，消弱了對銅氨液的還原作用，銅比下降。再生壓力低，有利于 CO 和CO2 的解吸。 （二）再生部分 銅液再生溫度應(yīng)滿足氣體解吸和高價銅還原的要求。 ⑤ 銅液中殘余的 CO 和 CO2 銅液中殘余 CO 和 CO2含量高，則銅液吸收 CO 和 CO2的量就會減少，銅洗氣中 CO 和 CO2 含量就會升高，為保證銅液吸收效果，要求再生后銅液中的CO,CO2殘余量 。但游離氨含量過高，銅液再生時，氨損失增大。一般銅液的含量控制在 ~。 再生的作用：一是使銅液中吸收的 CO 、 CO H2S 在減壓加熱的條件下解吸出來；二是使銅液中被氧化所生成的高價銅還原成低價銅，調(diào)節(jié)銅比。H 2O + H2S = (NH4)2S + 2H2O + Q 同時溶解在銅液中的 H2S 還能與低價銅反應(yīng)生成硫化亞銅沉淀： 2Cu(NH3)2Ac + 2H2S = Cu2S↓+ 2NH4Ac + (NH4)2S 這是一個不可逆的反應(yīng)，因此原料氣中微量的 H2S 能將銅液中的銅完