【正文】 工序。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本設(shè)計(jì)采用的精煉方法是工藝比較成熟的銅氨液溶液洗滌法。因此，精煉工序的主要任務(wù)就是將脫碳工序來的原料 5 氣，通過化學(xué)或物理的方法清除，使（ CO+CO2） ≤25ml/m3。銅液的主要成分是醋酸二氨合銅 (Ⅰ )[Cu(NH3)2Ac]，醋酸四氨合 6 銅 (Ⅱ ) [Cu(NH3)4Ac2]，醋酸氨 (NH3Ac)和未反應(yīng)的游離氨。 CO + Q 這是一個(gè)包括氣液相平衡和液相中化學(xué)平衡的化學(xué)吸收過程。 ⑵ 銅液對(duì) CO O H2S 的吸收 7 銅液除了能吸收 CO 外，同時(shí)還可以吸收 CO O2 和 H2S。但銅液吸收后，使低價(jià)銅氧化成高價(jià)銅，而且消耗了游離氨，因而降低了銅液的吸收能力。 再生過程中，還有高價(jià)銅還原成低價(jià)銅的還原反應(yīng)，是依靠 CO 的還原作用。因此實(shí)際的銅比應(yīng)控制在 5~7。 ④ 醋酸的含量： 銅液中的醋酸主要形成 Cu(NH3)2Ac和 Cu(NH3)4Ac2使銅液穩(wěn)定，并參與 O2的反應(yīng)。 本設(shè)計(jì)的吸收溫度為 10℃。首先在回流塔中使大部分CO 和 CO2解吸，為避免解吸過快，回流塔溫度控制低些，一般為 45~50℃。 銅氨液在再生器內(nèi)的停留時(shí)間即再生時(shí)間。 11 當(dāng)由于高價(jià)銅還原過度，使銅比 過高時(shí)，可加入空氣直接使一部分低價(jià)銅氧化為高價(jià)銅，降低銅比。 當(dāng)溶液中 高價(jià)銅增加到 / L 時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行氧化已很困難，則可停止加入空氣，進(jìn)行還原。 生產(chǎn)能力 = 2433050000? = 生產(chǎn) 1 噸氨所需要的脫碳?xì)饬浚? ?? ? = 因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中物料可能會(huì)有損失，所以脫碳?xì)饬咳?2950 m3。氨氣在水冷器中加入，水則在氨冷器中加入。 銅液的消耗定額為： *= m3 25 脫碳?xì)獾南?定額為 ： *2950= m3 冷卻水的消耗 定額為： *= kg= 噸 液氨的 消耗 定額為： *≈ 4690 kg= 噸 第三章 工藝流程圖 參考文獻(xiàn)： 《合成 氨工學(xué)》 姜圣階 石油化學(xué)工業(yè)出版社 《成氨廠的工藝與操作》 南京化學(xué)工業(yè)公司等 化學(xué)工業(yè)出版社 《小氮肥工藝操作問答》 江蘇省六合化肥廠 石油化學(xué)工業(yè)出版社 《原料氣的凈化工藝與操作》 魯南化肥廠、山東化工設(shè)計(jì)院 化學(xué)工業(yè)出版社 《合成氨生產(chǎn)工藝》 大連工學(xué)院 石油化學(xué)工業(yè)出版社 《小合成氨工藝計(jì)算》 姚虎卿、 陳廣愛 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 ?！? 氣體在 35℃時(shí)比熱容為 二、物料衡算 本課題計(jì)算是以 1噸 NH3 為基準(zhǔn)。當(dāng)總銅上升到 ~ / L，高價(jià)銅下降到 ~ / L 時(shí)，將銅氨液冷卻至常溫，并調(diào)節(jié)氨和醋酸的含量，達(dá)到要求為止。 五、銅液的制備 銅氨液的配制：醋酸銅氨液是由金屬銅、醋酸、氨和水經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后而制成的一種溶液，所用的水不含有氯化物和硫酸鹽，以避免對(duì)設(shè)備腐蝕。最終再生時(shí)間停留在 25min 左右。最后在再生器中將溫度提高至75~78℃，使殘余 CO 和 CO2從銅液中充分解吸，但再生器溫度不能超過 80℃，否則，銅液的穩(wěn)定性將被破壞，析出金屬銅。在一定溫度下，吸收能力隨 CO 分壓增加而增加，但 CO分壓超過 后，吸收能力已不再明顯增加，卻增加了動(dòng)力消耗，同時(shí)設(shè)備的強(qiáng)度要求更高，這種情況下脫除 CO 并不經(jīng)濟(jì)，一般銅洗操作壓力控制在 ~ 左右。一般銅液中醋酸含量超過總銅含量 的 10%~15%較為合適，為 ~,但有些工廠提高到 mol/L。 ③ NH3 含量： 銅液中的氨以游離氨、配合氨和固定氨三種形態(tài)存在。 四、銅洗操作和銅液再生工藝條件的選擇 （一）銅洗部分 ① 總銅：銅比一定，總銅的含量增加，低價(jià)銅離子增加，能提高銅液吸收CO 的能力。 銅液在銅洗塔內(nèi)吸收了 CO 、 CO H2S 和 O2 后，吸收能力下降，甚至失去吸收能力。因此，為保證銅洗操作的正常進(jìn)行，進(jìn)入銅洗系統(tǒng)的原料氣中 CO2 的含量不能太高，并且銅液中應(yīng)有足夠的醋酸和氨含量。 提高壓力，降低溫度，可以提高 CO 在銅液中的溶解度，有利于氣體中 CO的吸收。 其中醋酸二氨合銅和游離氨是吸收 CO 的主要成分。目前常用的精煉方法有： （ 1）銅氨液洗滌法 : 銅氨液洗滌法采用銅鹽的氨溶液在高壓低溫下吸收 CO,C02,H2S,O2,然后在低壓 ,加熱下再生 .通常把銅氨液洗滌法稱為 “ 銅洗 ” ,銅氨液稱為 “ 銅液 ” ,精制后的氣體稱為 “ 銅洗氣 ” .此法用于煤間歇制氣的中、小型氨廠 . （ 2）甲烷化法： 在催化劑存在下 ， CO、 CO2與 H2作用生成甲烷 ， 使CO和 CO2總量小于 10cm3/m3由于反應(yīng)要消耗 H2， 生成的 CH4又不利于氨合成反應(yīng) ， 因此此法只能適用于 （ CO+CO2）＜ %的原料氣精制 ， 通 常和低溫變換工藝配套。 關(guān)鍵字：精煉、銅液、吸收、游離氨、 CO 引言：本設(shè)計(jì)的依據(jù)是以南京化學(xué)工業(yè)公司合成氨生產(chǎn)裝置。年產(chǎn) 5 萬噸合成氨裝置精煉工段畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 概述 ................................................................................................................... 4 一、精煉工段的任務(wù) ................................................................................................. 4 二、工藝方法的選擇 ................................................................................................. 5 （ 1）銅氨液洗滌法 ............................................................................................ 5 （ 2）甲烷化法 ................................................................................................... 5 （ 3）液氮洗滌法 ............................................................................................... 5 三、銅氨液洗滌法的吸收原理 ................................................................................... 5 ...................................................................................................