年產(chǎn)5萬噸合成氨裝置精煉工段的設(shè)計(參考版)
2025-08-09 00:45本頁面
【正文】 陳廣愛 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社。銅液的消耗定額為：*= m3脫碳?xì)獾南亩~為：*2950= m3冷卻水的消耗定額為：*= kg=液氨的消耗定額為：*≈4690 kg= 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)計院 ℃ 銅液出加熱器時溫度為78℃， KJ/Kg℃精練氣在20℃ KJ / Kmol℃氣體在35℃氨氣在水冷器中加入，水則在氨冷器中加入。P2 是指除了水和氨以外的再生氣的壓力。 ℃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(bǔ)充氨氣補(bǔ)充水（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(jìn)入回流塔的銅氨液=出銅洗塔的銅液量 ②NH3和H2O的補(bǔ)充量 用35℃時NH3和H2O的平衡分壓來計算。二、物料衡算 本課題計算是以1噸NH3 為基準(zhǔn)。生產(chǎn)能力 = = 生產(chǎn)1噸氨所需要的脫碳?xì)饬浚?= 因為在生產(chǎn)過程中物料可能會有損失，所以脫碳?xì)饬咳?950 m3。由再生塔出來經(jīng)水冷卻器，將銅氨液溫度冷卻到30℃，進(jìn)入氨冷卻器繼續(xù)降溫5~15℃送入再生溶液槽，在其中進(jìn)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。 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(dá)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。~ / L，~ / L時，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。 / L時，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。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(jìn)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℃。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(qiáng)烈腐蝕作用。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，以避免對設(shè)備腐蝕。當(dāng)由于高價銅還原過度，使銅比過高時，可加入空氣直接使一部分低價銅氧化為高價銅，降低銅比。加氨量不足，會使銅氨液的吸收能力減弱。若補(bǔ)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。最終再生時間停留在25min左右。銅氨液在再生器內(nèi)的停留時間即再生時間。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。再生壓力低，有利于CO和CO2 的解吸。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。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℃。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。（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。在一定溫度下，吸收能力隨CO分壓增加而增加，吸收能力已不再明顯增加，卻增加了動力消耗，同時設(shè)備的強(qiáng)度要求更高，這種情況下脫除CO并不經(jīng)濟(jì)，~。本設(shè)計的吸收溫度為10℃。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。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,。一般銅液中醋酸含量超過總銅含量的10%~15%較為合適，~, mol/L。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)。嚴(yán)重時會造成設(shè)備堵塞。但游離氨含量過高，銅液再生時，氨損失增大。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。但銅比過高，會出現(xiàn)金屬銅沉淀：2Cu+ = Cu2+ + Cu↓這樣不僅使溶液中總銅含量下降，降低吸收能力，還會堵塞設(shè)備和管道，影響生產(chǎn)。~。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，低價銅離子增加，能提高銅液吸收CO的能力。再生過程中，還有高價銅還原成低價銅的還原反應(yīng)，是依靠CO的還原作用。銅液在減壓加熱的條件下首先解吸出所吸收的CO 、COH2氣體，其反應(yīng)是吸收過程的逆過程。再生的作用：一是使銅液中吸收的CO 、COH2S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。銅液在銅洗塔內(nèi)吸收了CO 、COH2S和O2后，吸收能力下降，甚至失去吸收能力。但銅液吸收后，使低價銅氧化成高價銅，而且消耗了游離氨，因而降低了銅液的吸收能力。③ 銅液吸收O2是依靠低價銅離子進(jìn)行的，其反應(yīng)式如下：4Cu(NH3)2Ac + 4NH4Ac + 4NH3H2O + 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：
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