【正文】 除二氧化碳和硫化氫而且二氧化碳在碳酸丙烯酯中溶解度是隨壓力升高和溫度的降低而增加的。所以優(yōu)先被國內(nèi)外廣泛使用，但是此工藝適用于大型合成氨廠，不適合年產(chǎn) 12 萬噸的合成氨脫碳技術(shù)的設(shè)計(jì)。 脫碳方法的比較 化學(xué)吸收法即利用 CO2 是酸性氣體的特點(diǎn)，采用含有化學(xué)活性物質(zhì)的溶液對合成氣進(jìn)行洗滌，CO2 與之反應(yīng)生成介穩(wěn)化合物或者加合物，然后在減壓條件下通過加熱使生成物分解并釋放 CO2，解吸后的溶液循環(huán)使用 [10]。 甲醇：由合成氨工段出來的氣體進(jìn)入甲醇合成車間，利用一氧化碳和催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榧状肌? 合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢 根據(jù)目前中國的基本國策，我國依然是一個農(nóng)業(yè)大國，其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)以降低能耗、提高產(chǎn)量、減少污染、降低成本為 目標(biāo)，以低碳環(huán)保、大型化、自動化、集成化與形成經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)中心主要的發(fā)展趨勢。通過這個發(fā)展史告訴了我們一個道理：創(chuàng)新是中國更好發(fā)展的必經(jīng)之路 [4]。中國是一個有著 960 萬平方公里的大國，人口占世界的五分之一（約有 13 億），那么這么多人口需要的糧食數(shù)量是非常龐大的。另外，氨還可以用在制藥行業(yè)、純堿行業(yè)、含氮無機(jī)鹽等各行業(yè)。 由于合成氨是一個非常復(fù)雜的化學(xué)過程，反應(yīng)極其難于進(jìn)行，所以對于對于 合成氨的過程中，要求極高， 合成氣含有較多的二氧化碳 一氧化碳和二氧化硫等 ， 因?yàn)樵诤铣缮a(chǎn)中所用的催化劑非常敏感，所以 如 果二氧化碳有殘留或二氧化碳太多 ， 就會 在合成氨生產(chǎn)時(shí)會使合成氨 中所用的催化劑如鐵態(tài)酶這種物質(zhì) 中毒 ，如果催化劑中毒會使反應(yīng)難以進(jìn)行 。 3 脫碳方法及工藝的選擇 ...................................................................................................... 3 脫碳方法的選擇 ............................................................................................................. 3 脫碳工藝的選擇 ............................................................................................................. 6 脫碳工段主要設(shè)備的選擇 ............................................................................................. 6 4 工藝計(jì)算 .............................................................................................................................. 7 工藝條件 ......................................................................................................................... 7 工藝過程 ......................................................................................................................... 7 5 主要設(shè)備的計(jì)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(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................................................................... 11 廠房 的整體布 局設(shè)計(jì) ................................................................................................... 12 車間內(nèi)輔助室與生活區(qū)布局 ....................................................................................... 12 7 脫碳三廢的處理初步設(shè)計(jì) ................................................................................................ 13 8 初步經(jīng)濟(jì)核算 .................................................................................................................... 14 9 結(jié)論 .................................................................................................................................... 16 10 附錄 .................................................................................................................................. 16 參考 文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 17 致 謝 ...................................................................................................................................... 18 1 年產(chǎn) 12 萬噸合成氨脫碳工段工藝設(shè)計(jì) 1 前言 目前世界上做為重要化工產(chǎn)品的氨 ， 其 在 每個國家的 國民經(jīng)濟(jì)中占有 十分 重要 的 地位。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者： 年 月 日 I 摘 要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 十二 萬噸合成氨脫碳工段工藝的設(shè)計(jì)。二氧化碳是氨合成催化劑的毒物，因此需要把這些雜質(zhì)除去，同時(shí)回收的二氧化碳也可以用于其他化學(xué)物質(zhì)的合成，比如尿素，化肥等。隨著世界人口的不斷增加 和經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展 ， 各行各業(yè)的化工制品都在不同程度的應(yīng)用了氨的生產(chǎn) 。此外， 因?yàn)?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(wù)。最后，氨氧化物還可以制作硝酸，硝酸是國防的關(guān)鍵，它與提高國防尖端技術(shù)密不可分。怎么來滿足人們的需求呢？要求的就是發(fā)展農(nóng)業(yè)，而發(fā)展農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵是化肥的生產(chǎn)產(chǎn)量。 化肥 塑料和纖維是化工生產(chǎn)的重要產(chǎn)業(yè) ，氨 主要作為 氮肥 的 生產(chǎn)原料。那么如何才能做到這一點(diǎn)呢？關(guān)鍵是在工序和設(shè)備上，例如：脫碳脫硫工段。 甲醛：由合成甲醇工段出來的氣體進(jìn)入甲醛合成車間，利用一氧化碳和催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榧兹? 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。 變壓吸附氣體分離凈化技術(shù)， 是利用壓強(qiáng)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(jù)的原理是：當(dāng)壓力升高時(shí)，吸附量增多；當(dāng)壓力降低時(shí)，吸附量減少。碳酸丙烯酯法具有無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無腐蝕、流程操作簡單等優(yōu)點(diǎn) [12]。 PC 是 20 世紀(jì) 80 年代新興 的一項(xiàng)技術(shù)，是由中國的化學(xué)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(jià)格低廉，易于操作，自動化程度高，條件易于達(dá)到，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)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(shù)經(jīng)過多年的創(chuàng)新與改進(jìn)，已經(jīng)越來越滿足市場的需求，為小中型企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，帶活了多家瀕臨倒閉的工廠，而且 PC 技術(shù) 開工裝置數(shù)為 MDEA、 NHD 法總和的數(shù)倍 [15]。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(fèi)品，例如干冰等。總的來說： 此裝置 既加快了吸收二氧化碳的反應(yīng)速度， 又 降低了溶液表面的二氧化碳平衡分壓。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。 （ 2） 冷凝水系統(tǒng)設(shè)計(jì)作用 冷凝水裝備的設(shè)計(jì)對整個設(shè)計(jì)有非常大的影響，所以冷凝水裝置的合理利用不僅可以降低能耗，減少運(yùn)行的成本還可以環(huán)保減少熱能的損失合理利用能源。=15099kg/h 經(jīng)過計(jì)算知道碳酸丙稀酯溶液對二氧化碳的吸附量為 ： 。在長達(dá)兩個月的學(xué)習(xí)中我對比了實(shí)際生產(chǎn) 9 中的選用方法和計(jì)算方法，經(jīng)過咨詢資深工程師趙健主任和指導(dǎo)老師，我選用的是用改良的碳丙酸稀酯溶液，現(xiàn)在我們開始計(jì)算。當(dāng)我們所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)不符合填料要求時(shí)，我們就要改變填料來滿足工藝上的要求 [19]。 查閱文獻(xiàn) [21]知： 采用鋼制鮑爾環(huán) 亂堆填料，通過計(jì)算得出所要求的高度為 H=HOGNOG 36090/71550=200（ H1209） H1≈ 18m 同樣根據(jù)計(jì)算得出下段塔的高度為 H2=12m 所以整個塔的總填料高度為 H=18+12=30m。 填料層壓降計(jì)算 在我們所做的設(shè)計(jì)中必須要保證生產(chǎn)工藝的安全，所以每一項(xiàng)工作都要考慮，而對于填料塔的設(shè)計(jì)中最應(yīng)該考慮到的一個問題就是壓降的計(jì)算。原因是填料塔是在高壓作用下工作，如果我們所設(shè)計(jì)的塔不能承受相應(yīng)的壓力，那么他就不能完成所要求的任務(wù)，以此我們必須知道并計(jì)算出壓降。 ① 我設(shè)計(jì)車間采用矩形廠房，因?yàn)榫匦螐S房有利于設(shè)備 排列及采光、通風(fēng)，目的是可以加大空氣流通，減少危險(xiǎn)。 （ 7）檢修部門要盡量安排在立場出問題工段最近的地方，確保隨叫