【正文】 ；第二段則在較低溫度下進行變換?？辗质抢谘?、氮沸點不同在低溫下將氣體進行分離的技術(shù)，能耗非常高。 因為合成氨首先要拆開N2中的3個高能共價鍵,需要吸收大量的熱. 合成氨的高能耗主要發(fā)生在二個工序上。 造氣 半水煤氣脫硫 壓縮機1,2段 變換 變換氣脫硫 壓縮機3段 脫碳 精脫硫 甲烷化 壓縮機4,5,6段 氨合成 產(chǎn)品NH3 壓縮工段：為了提高合成轉(zhuǎn)化率，無論是高壓工藝，還是中壓大流量循環(huán)工藝，合成氣壓縮機都是工廠的耗能大戶。氮氣及氫氣在200個大氣氣壓及攝氏400度，通過一個鐵化合物的催化劑（Fe3+），會發(fā)生化學作用，產(chǎn)生氨氣。 N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) （該反應(yīng)是可逆反應(yīng)）選擇高溫的條件是為了提高反應(yīng)速率，但因為此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在此條件下平衡后的產(chǎn)率反而較低溫時為低。原料氣包含雜質(zhì)，因此在參與反應(yīng)前需要去除雜質(zhì)，即原料氣的凈化。 第一步先把原料中的硫化物清除，是為硫化物會毒害哈伯博施法所使用的催化劑。制備氫的最后步驟是以使用催化劑的甲烷化(methanation)移除在氫氣中殘留的少量一氧化碳及二氧化碳:CO + 3H2 → CH4 + H2OCO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O水蒸氣重組, 一氧化碳變換，清除二氧化碳及甲烷化的步驟在25 至 35 Pa的壓強進行?！? (1)物理吸收法 最早采用加壓水脫除二氧化碳，經(jīng)過減壓將水再生。近20年來開發(fā)有甲醇洗滌法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法等?！　?2) 化學吸收法 具有吸收效果好、再生容易,同時還能脫硫化氫等優(yōu)點，主要方法有乙醇胺法和催化熱鉀堿法。其中工業(yè)上廣泛應(yīng)用的方法有多種。中國開發(fā)的碳化法合成氨流程，采用氨水脫除變換氣中的二氧化碳，同時又將氨水加工成碳酸氫銨，此生產(chǎn)流程已為中國小型氨廠普遍采用。 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,必須進一步加以脫除。(3)甲烷化法 是60年代開發(fā)的方法，在鎳催化劑存在下使一氧化碳和二氧化碳加氫生成甲烷： 由于甲烷化反應(yīng)為強放熱反應(yīng)，而鎳催化劑不能承受很大的溫升，因此，對氣體中一氧化碳和二氧化碳含量有限制。但甲烷化反應(yīng)中需消耗氫氣，且生成對合成氨無用的惰性組分──甲烷。工業(yè)上最近開發(fā)了分子篩凈化的方法，在分子篩吸附器中將水分和微量的二氧化碳清除，分子篩經(jīng)加熱再生后復(fù)用。六、銅洗工序的任務(wù)合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中精煉采用銅洗裝置。本崗位的重要任務(wù)是將第六段氣在適當?shù)臏囟群蛪毫l件下采用銅液洗去一氧化碳、二氧化碳等有害氣體，由于較高含量的銅會是催化劑永久中毒，因此此崗位要使銅液出口微量調(diào)制低于20ppm，確保合成觸媒正常運作。出銅洗塔氣體中CO+CO2（總稱微量）25ml/m3，經(jīng)銅液分離器，清除所帶銅液殘液，回壓縮機六段。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。企業(yè)目前采取的精煉方法為銅氨液洗滌法，銅氨液洗滌法是用含銅鹽的氨溶液吸收原料氣中少量的CO、可使CO的含量降至10ml/m3以下，同時還能去除原料氣中少量的COH2S和O2。銅液吸收氣體中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等后，從塔底部流出，經(jīng)減壓閥減壓后，送至回流塔底部，噴淋而下于再生器解吸出來的再生氣逆流相遇。銅液對CO的吸收：在有游離氨存在的條件下，Cu(NH3)2Ac和CO作用，生成Cu(NH3)Ac?CO：Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 ＝ Cu(NH3)Ac?CO銅液對CO2吸收：2NH3 + CO2 ＝ (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2NH4HCO3 銅液對O2吸收：4Cu(NH3)2Ac + 4NH4Ac + 4NH3?H2O + O2 ＝ 4Cu(NH3)4Ac2 + 6H2O （36）銅液對H2S吸收：2 NH3?H2O + H2S ＝ (NH4)2S + 2H2O2Cu(NH3)2Ac + 2H2S ＝ Cu2S ↓+ 2NH4Ac + (NH4)2S銅液中有60%左右的一氧化碳、二氧化碳在回流塔中解析出來，與再生器一道，從回流塔上部出來放空或回收，回收時再生氣與高位吸氨器打上來的稀氨水混合后送至凈氨塔底部下來的脫鹽水或稀氨水災(zāi)填料層中逆流接觸，吸氨后從頂部出進入再生氣氣液分離器分離水份送至脫硫崗位羅茨鼓風機進口。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。純凈的再生氣經(jīng)緩沖罐，去掉水分，回造氣羅茲機進口重復(fù)使用。然后再經(jīng)上加熱器至72～75℃進入再生器。解吸出的氣體經(jīng)回流塔吸收成為再生氣回收利用。然后進入水冷器。然后進入氨冷器，繼續(xù)降溫，使銅液的溫度降至8～15℃，再經(jīng)銅液過濾器去除雜質(zhì)，經(jīng)銅液泵加壓后送往銅洗塔循環(huán)使用。目前采用的銅氨液為醋酸銅氨液，是由醋酸、銅、氨和水經(jīng)過化學反應(yīng)后制得的一種溶液，其主要成分是醋酸亞銅絡(luò)二氨[Cu(NH3)2Ac]，醋酸銅絡(luò)四氨[Cu(NH3)4Ac]，醋酸氨（NH4Ac）和未反應(yīng)的游離氨。其中醋酸亞銅絡(luò)二氨和游離氨是吸收CO的主要成分。九、銅洗的基本原理“銅洗”法的原理是利用醋酸銅氨液來脫除原料氣中的少量CO、CO2，達到精制原料氣之目的。多年來在中、小合成氨企業(yè)使用，創(chuàng)造了成熟的運行經(jīng)驗和成熟的工藝操作指標，特加是隨著聯(lián)醇工序進入合成氨工藝中，又有了聯(lián)醇串銅洗的操作方法，使銅洗工段的物耗大幅下降。十、原料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格脫碳氣與精煉氣的組成： 成分名稱H2N2COCO2O2CH4+Ar合計脫碳氣100精煉氣000100 銅液的組成總銅一價銅二價銅銅比總氨醋酸二氧化碳CurCu+Cu2+Cu+/ Cu2+(NH3)rHAcCO2十一、生產(chǎn)制度：每年操作日330天，三班連續(xù)操作。】 吸收率為70%： 計算基準 1噸氨原料氣精煉氣銅液再生富液銅洗塔(1)原料氣的組成和數(shù)量 H2 ：N2：CO：CO2：O2：CH4+Ar：名稱﹨成分H2N2COCO2O2CH4+Ar合計含量（%）體積（m3）3000kmolkg(2)銅液對CO的吸收Cu(NH3) 2Ac+CO+NH3=Cu(NH3) 3Ac氨 原料氣 3000m3/噸：：陳廣愛江蘇科學技術(shù)出版社致獻：本次的畢業(yè)設(shè)計我很感謝孔云老師對我的悉心教導(dǎo)，在這兩個月里孔老師耐心的給我們講解設(shè)計的內(nèi)容，使我們順利的完成了此次的畢業(yè)設(shè)計。同時，我也很感謝同組同學這段時間里對我的幫助，大家一起討論此次的設(shè)計內(nèi)容，讓我完成了這次的畢業(yè)設(shè)計