年产5万吨合成氨装置精炼工段设计

年产5万吨合成氨装置精炼工段毕业设计目录第一章概述..................................................................................................................................4一、精炼工段的任务...............................................................................................................4二、工艺方法的选择...............................................................................................................5（1）铜氨液洗涤法.........................................................................................................5（2）甲烷化法.................................................................................................................5（3）液氮洗涤法.............................................................................................................5三、铜氨液洗涤法的吸收原理...............................................................................................51.铜液的组成....................................................................................................................52.铜液吸收原理................................................................................................................63.铜液的再生原理............................................................................................................7四、铜洗操作和铜液再生工艺条件的选择...........................................................................8（一）铜洗部分...............................................................................................................8（二）再生部分.............................................................................................................10五、铜液的制备.....................................................................................................................11六、生产制度：.....................................................................................................................11七、原料及产品的主要技术规格.........................................................................................12第二章物料衡算和热量衡算....................................................................................................13一、工艺计算.........................................................................................................................13二、物料衡算.........................................................................................................................131.铜洗部分......................................................................................................................132.再生部分..................................................................................................................17三、热量横算.........................................................................................................................201、铜洗部分...................................................................................................................202.铜液再生部分............................................................................................................22四、消耗定额的计算.............................................................................................................24第三章工艺流程图....................................................................................................................25毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：年产5万吨合成氨装置精炼工段的设计摘要：精炼工序是合成氨生产装置中一个非常重要的工序，主要目的是去除合成氨原料气中残存的少量的CO及CO2等杂质，以免氨合成催化剂中毒。由于本设计是小型合成氨生产装置，而且经过脱硫、变换、脱碳净化后仍然具有较高含量的CO、CO2、H2S及O2和，对合成工序催化剂依然具有毒性，所以必须要进一步净化即精炼。本设计采用的精炼方法是工艺比较成熟的铜氨液溶液洗涤法。设计中介绍了铜氨液溶液洗涤法的工艺原理及工艺条件的选择，并通过物料衡算和热量衡算确定了工艺过程中的消耗定额。关键字：精炼、铜液、吸收、游离氨、CO引言：本设计的依据是以南京化学工业公司合成氨生产装置。设计的精炼工序是以煤为原料年产5万吨合成氨装置中的一个工序。采用方法是原料煤通过固定床间歇法制得以H2、CO、N2为主的半水煤气，制得的半水煤气在用ADA法脱出其中的H2S，在通过一氧化碳中温变换，并用碳丙烯酯法脱出其中的大量碳后的一个工序（CO≤3.1%CO2≤0.2%）其目的是去除原料气中少量的CO、CO2、H2S及O2。正文设计说明书第一章概述本设计的依据是以南京化学工业公司合成氨生产装置。设计的精炼工序是以煤为原料年产5万吨合成氨装置中的一个工序。采用方法是原料煤通过固定床间歇法制得以H2、CO、N2为主的半水煤气，制得的半水煤气在用ADA法脱出其中的H2S，在通过一氧化碳中温变换，并用碳丙烯酯法脱出其中的大量碳后的一个工序（CO≤3.1%CO2≤0.2%）其目的是去除原料气中少量的CO、CO2、H2S及O2一、精炼工段的任务半水煤气经过脱硫、变换和脱碳后，气体中仍然含有约3%左右的CO、0.1%~0.2%的CO2，0.1%~0.2%的O2和微量的H2S等有害气体，如果不彻底去除，就会使氨合成催化剂中毒。因此，精炼工序的主要任务就是将脱碳工序来的原料气，通过化学或物理的方法清除，使（CO+CO2）≤25ml/m3。二、工艺方法的选择精炼工序的方法有物理和化学吸收法，在选择吸收的方法时要根据本课题的生产规模及前后工序的生产方法要求来进行选择。目前常用的精炼方法有：（1）铜氨液洗涤法:铜氨液洗涤法采用铜盐的氨溶液在高压低温下吸收CO,C02,H2S,O2,然后在低压,加热下再生.通常把铜氨液洗涤法称为“铜洗”,铜氨液称为“铜液”,精制后的气体称为“铜洗气”.此法用于煤间歇制气的中、小型氨厂.（2）甲烷化法：在催化剂存在下，CO、CO2与H2作用生成甲烷，使CO和CO2总量小于10cm3/m3由于反应要消耗H2，生成的CH4又不利于氨合成反应，因此此法只能适用于（CO+CO2）＜0.7%的原料气精制，通常和低温变换工艺配套。甲烷化法具有工艺简单，净化度高，操作方便，费用低的优点，因此被大型氨厂普遍采用。（3）液氮洗涤法：在空气液化分离的基础上，用低温逐级冷凝原料气中各高沸点组分，再用液氮把少量CO和CH4洗涤脱除，使CO降至10cm3/m3以下，这是物理吸收过程，它比铜洗法制得纯度更高的氢氮混合气。此法主要用于重油部分氧化、煤富氧气话的制氨流程中。结论：综合上述,本设计是小型合成氨无空分生产装置，且脱碳后CO的含量在3.5%左右，所以我们将采用铜氨液洗涤法作为本课题的精炼洗涤方法。三、铜氨液洗涤法的吸收原理1.铜液的组成醋酸铜氨液通常称铜氨液或铜液，是由醋酸、铜、氨和水经过化学反应后制成的一种溶液。铜液的主要成分是醋酸二氨合铜(Ⅰ)[Cu(NH3)2Ac]，醋酸四氨合铜(Ⅱ)[Cu(NH3)4Ac2]，醋酸氨(NH3Ac)和未反应的