【正文】 物質(zhì)體積（m3）質(zhì)量kg銅液量銅液量3549補充水量合計35493549結(jié)論：結(jié)果證明，水冷器和氨冷器總物料平衡。（標(biāo)）CH4+Ar =179。（標(biāo)）O2 %= m179。但空氣中氮約占79%，由于空氣的加入，使再生氣中CO含量降低，減少了回收價值，并相應(yīng)提高再生壓力。再生壓力一般控制在3~8kPa。 影響銅液再生的因素1 溫度銅液再生的程度主要取決于溫度。銅液從回流塔下側(cè)流出，根據(jù)銅液中銅比的高低，銅液進(jìn)入還原器的下加熱器底部或上加熱器底部，銅液先在下加熱器加熱至60℃～68℃，其中高價銅被還原成低價銅，調(diào)節(jié)銅比。 氣體部分，進(jìn)入銅洗塔底部與塔頂噴淋下來的銅液逆流接觸，是氣體中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等被銅液吸收，銅洗后的精煉氣，由塔頂導(dǎo)出，進(jìn)入銅液分離器分離夾帶的少量銅液后，回壓縮工段。如果銅液在再生過程中不能將溶液中CO和CO2全部釋放出來，則銅液中含量過多，會影響其吸收效果。如果銅液中游離氨不足時，低價銅絡(luò)氨鹽不穩(wěn)定，將會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，析出金屬銅沉淀。低價銅離子增加，能提高銅液吸收CO的能力。(2) ，然后迅速與消石灰充分混勻后，立即用塑料袋裝好，或放入瓦瓶或瓦罐內(nèi)密閉24小時，使其充分反應(yīng)。高價銅離子為藍(lán)色，無吸收CO的能力；低價銅離子是無色的，具有吸收CO的能力。該法流程簡單，可將原料氣中碳的氧化物脫除到10ppm以下，以天然氣為原料的新建氨廠，大多采用此法。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應(yīng)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?jǐn)?shù))%。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。 一氧化碳變換過程在合成氨生產(chǎn)中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%～40%。如果在合成氨原料氣脫除二氧化碳過程中能聯(lián)合生產(chǎn)這些產(chǎn)品，則可以簡化流程、減少能耗、降低成本。合成氨反應(yīng)式如下：N2+3H2≈2NH3目前中國主要是以煤為主，油氣并存的局面。在二段轉(zhuǎn)化爐中，氮是以空氣形式或富氧空氣形式一起導(dǎo)入，這時，烴的殘余組份同時轉(zhuǎn)化。在本法中吹入蒸汽通過灼熱焦炭層生成氫。經(jīng)CO變換和脫硫脫碳后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2，它們會毒害氨合成催化劑。關(guān)鍵詞 精制工藝 銅氨液 吸收 CO CO2 The Design of the Refining Section in the Production of the 120 thousand tons Synthetic Ammonia per yearZhang Chao Directed by Lecture Liang Yanan Abstract Refining section is one of the absolutely necessary sections in the synthetic Ammonia. The raw gas after CO conversion and desulfurization, decarburization still contains a small amount of residual CO and CO2. They will poison the ammonia synthesis catalyst. Therefore, the raw gas before entering the synthesis process, must be purified finally, what is called refining process. This design uses a mature refining process which is copper ammonia solution. In the design, describing copper ammonia solution’s process principles, process and selection of process conditions, control. Working out what related to material balance and heat balance, determining consumption fixing of the process, and calculating the main equipmentcopper scrubber tower’s diameter, the tower’s higher and other parameters.Key words Refining process Copper ammonia solution absorption CO CO2 目 錄摘 要 I外文頁 II1 前言 12 背景介紹 1 合成氨的歷史 1 合成氨的現(xiàn)狀 1 合成氨發(fā)展前景 13 合成氨的概述 2 氨的性質(zhì) 2 合成氨的生產(chǎn)工藝及主要方法 24 合成氨精制工段方法的選擇 3 原料氣精制的主要方法 3 本設(shè)計采用的精制方法 4 銅洗和再生工藝流程簡圖 85 工藝計算 8 概述 8 物料衡算 9 能量衡算 166 主要設(shè)備的計算 22 銅洗塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 銅洗塔設(shè)備計算小結(jié) 277 設(shè)備布置和成本估算 27 設(shè)備的布置原則 27 本工段設(shè)計設(shè)備布置規(guī)劃 27 成本估算 288 安全措施與環(huán)境保護(hù) 28 安全生產(chǎn)的特點及重要性 28 環(huán)境保護(hù) 299 結(jié)論 2910 附：帶控制點的工藝流程圖和銅洗塔設(shè)備裝配圖 29參考文獻(xiàn)： 29致 謝 29年產(chǎn)12萬噸合成氨精制工段工藝設(shè)計1 前言氨是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量居各種化工產(chǎn)品的首位；同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10%的能源用于氨的合成。上個世紀(jì)三十年代中期，已發(fā)展了用烴的催化劑和非催化轉(zhuǎn)化法制氫。凈化了的氣體與氮一起混合而導(dǎo)入合成系統(tǒng)[15]?，F(xiàn)在已提出以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨新流程多種。 合成氨的生產(chǎn)工藝及主要方法 原料氣的制備將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。 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(chǎn)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(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù)轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。一類是化學(xué)吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。氨合成反應(yīng)式如下[11]：N2+3H2→2NH3(g)=4 合成氨精制工段方法的選擇 原料氣精制的主要方法原料氣經(jīng)一氧化碳變換和二氧化碳脫除后，尚含有少量一氧化碳和二氧化碳，在送往氨合成系統(tǒng)前，為使它們總的含量少于10ppm，必須進(jìn)一步加以脫除。其中乙酸亞銅絡(luò)二氨和游離氨是吸收CO的主要成分。由于銅液中有游離氨，所以據(jù)偶吸收CO2和H2S的能力。銅液呈堿性，pH值一般為9~10，并且有腐蝕性，特別對人的眼睛有強烈的傷害作用，操作時應(yīng)嚴(yán)加防護(hù)。~，實際生產(chǎn)中銅比應(yīng)控制在5~7。但HAc含量也不能過高，因粗銅液再生時溫度較高，HAc易受熱分解造成損失。碳化后的原料氣，除HN2和CH4外，還含有3%左右的CO、%～%的O2和微量的H2S等有害氣體，這些氣體如不徹底清除，就會使氨合成催化劑中毒。 銅液再生工藝流程：吸收了原料氣中CO等有害物質(zhì)的銅液溫度升到25℃～30℃，自銅洗塔底部流出，經(jīng)減壓后，依靠本身余壓，流到回流塔頂部并向塔內(nèi)噴灑。然后進(jìn)入水冷器。2 壓力再生壓力低，對CO和CO2解吸有利；壓力高，CO不易解吸，并增加對銅液中高價銅的還原作用，是同比升高。若加氨量不足，會使銅液的吸收能力減弱。）XYNH3 、H2O的氣體由再生器出來，在回流塔中是不等問吸收，計算比較復(fù)雜，為計算簡化起見，該氣量用其平衡分壓（35℃）時求得，計算結(jié)果為近似值。從再生器進(jìn)入回流塔的氣量：H2 =179。H2O =179?！妫?。Q出= Q5+ Q4=+=Q出≈Q入 結(jié)論: 忽略計算誤差，銅洗塔部分能量守恒。 = kJ式中，——78℃時水的飽和蒸汽焓，kJ/kg?！妫?。VmQ解吸熱 =247?！妫?。70129 =式中，35295——NH3解吸熱，kJ/kmol。水蒸氣帶出熱：Q6= nCpT= V247。35295 =式中，35295——20℃，1atm下氨溶解熱，kJ/kmol。液氨帶入熱：設(shè)液氨進(jìn)氨冷器的溫度為30℃，液氮用量為W kg。M=45454247。WV=WL= kg/h則(WL/WV)(ρV/ρL)=()()=采用填料：5050(塑料)鮑爾環(huán)。所以L噴，min=（MWR）=100=8 m3/（m2/h）L噴==＞8 m3/（m2/h）經(jīng)以上校核可知，填料塔直徑選用D=。查表聚丙烯臨界表面張力值為33 dyn/cm；。既要符合流程、滿足生產(chǎn)、便于管理、便于運輸、利于設(shè)備安裝和維修，又要全面妥善地解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項有關(guān)規(guī)定。 合成氨安全生產(chǎn)的重要性合成氨的生產(chǎn)過程具有很大的危險性，為確保職工的安全與健康，防止各類事故的發(fā)生，保證生產(chǎn)裝置的連續(xù)、正常地運轉(zhuǎn)，不斷提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益，就必須加強安全生產(chǎn)。對于個人防護(hù)品，也需要妥善保管并會正確使用。9 結(jié)論經(jīng)過一個多月的設(shè)計和開發(fā)，年產(chǎn)12萬噸合成氨精制工段工藝設(shè)計完畢。最后，衷心感謝我的老師和同學(xué)們，不僅讓我學(xué)到了更多的知識，而且教會我更多做人的道理，祝愿邯鄲學(xué)院的明天更輝煌。同時也對本工段進(jìn)行了成本估算，及安全措施和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行了敘述，并且完成了年產(chǎn)12萬噸合成氨精制工段的工藝流程圖及主要設(shè)備（銅洗塔）設(shè)備裝配圖。工業(yè)生產(chǎn)中形成的“三廢”，如果未經(jīng)處理或處理不當(dāng)就大量排放到環(huán)境中去會造成污染。機械設(shè)備檢修時，必須嚴(yán)格執(zhí)行各項安全技術(shù)規(guī)程，辦理檢修任務(wù)書、許可證、動火證、工作票等手續(xù)。 本工段設(shè)計設(shè)備布置規(guī)劃本工段中設(shè)備較多且銅洗塔為高大設(shè)備，采取露天框架結(jié)構(gòu)的布置原則，所有設(shè)備整齊、緊湊地布置在框架，分別是銅洗塔、再生器、回流塔、水冷器、氨冷氣、上加熱器、下加熱器等。壁流效應(yīng)造成填料