年产_x_万吨合氨铜洗工段带控制点的工艺流程设计.doc

惠州学院 HUIZHOU UNIVERSITY 合成氨1 概述 1 2 工艺原理 1 2.1 醋酸铜氨液的组成 1 2.2 铜液吸收原理 2 2.2.1 铜液吸收CO的反应原理和特点 2 2.2.1 铜液吸收其他有害气体的原理和有害气体含量过高的危害 2 2.3 铜液再生原理 3 3 操作条件 4 4 工艺流程说明 5 5 工艺流程附图 5 参考文献 6 1 概述 我国的氮肥工业自20世纪50年代以来，不断发展壮大，目前合成氨产量已跃居世界第一位，现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术，形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。目前合成氨总生产能力为4500万t/a左右，氮肥工业已基本满足了国内需要，在与国际接轨后，具备与国际合成氨产品竞争的能力，今后发展重点是调整原料和产品结构，进一步改善经济性。[1] 氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料, 自从1909年哈伯研究成功工业氨合成方法以来, 合成氨工业已走过了101年的历程。近年来合成氨工业发展很快, 大型化、低能耗、清洁生产是合成氨装置发展的主流,技术改进的主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面。目前合成氨产量以中国、苏联、美国、印度等国为最高, 约占世界总产量的一半以上。我国合成氨工业经过50多年的发展, 产量已跃居世界第一位，我国目前有大型合成氨装置共计34套，生产能力约1000万t/a。[2] 合成氨生产系统中精炼采用铜洗装置。(简称铜洗)是最古老的方法。早在1913年就开始应用，迄今有近一百年的历史，铜洗法以其工艺成熟、操作弹性大，长期在中小型合成氨厂占据主导地位。铜洗是在高压低温条件下，用醋酸铜液吸收来自脱碳后氢氮气中的二氧化碳、一氧化碳、氧和硫化氢等有害气体，制得合格的铜洗气体吸收气体后的铜液经减压、加温后,再生循环使用,解吸出来的再生气体及其夹带出来的氨均回收利用。pa （3）成分 总铜2.0～2.5mol/L 总氨8.5～12.5 mol/L 总酸≥总铜10～15%，为2.2～3.0 mol/L 残存CO0.005m3CO/ m3 残存CO2≤1.5 mol/L 铜比5～8 净氨塔氨水滴度：由生产科另行下达指标（11滴） （4）其他 铜洗塔液位控1/2—2/3 再生器液位1/2—2/3 4 工艺流程说明 铜洗工艺流程由吸收和再生两部分组成，脱碳后，压缩到12MPa以上的原料气经油分离器（V0302）除油分，送入铜洗塔（T0301）的底部，气体在塔内与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触，其中的CO、CO2、O2及H2S被铜液吸收，精制后的铜液气（CO+CO225cm3/m3）从塔顶出来，经铜液分离器（V0303）除去夹带铜液，送往压缩工段。铜液由铜液泵（P0301）加压至约12MPa，送往铜洗塔（T0301）顶部，吸收CO等气体后，温度升高到25~30℃，由塔底部流出，经减压后，靠本身余压自流入回流塔（T0302）顶部。在回流塔（T0302）内与再生器（E0301）逸出的的气体逆流相遇，吸收气体中大部分氨和热量，温度升至45~55℃，在此解吸部分CO和CO2，铜液自回流塔（T0302）底部进入还原器底部下加热器（E0303）管内，被管外热铜加热至60~68℃，使高价铜还原为低价铜，以调节铜比。再进入还原器上加热管（E0302）内，经管外热水或蒸汽加热至72~74℃后，进入再生器（E0301）。在再生器（E0301）内，由蒸汽夹套继续使铜液温度升到75~78℃，并停留足够的时间，以保证CO、CO2充分解吸。再生后的铜液由再生器（E0301）底部流出，经化铜桶（V0304）补铜，如总铜含量符合要求，可不经化铜桶而直接去还原器下加热管外，加热管内铜液。降温后，再进入水冷器（E0304），初步冷却到20~30℃。并在水冷器（E0304）中部加入氨，以补充损失的氨。铜液再经过滤器（X0302）滤去杂质，然后进入氨冷器（E0305），利用液氨蒸发吸热，使铜液温度降至8~12℃，经缓冲桶（V0301）进入铜液泵（P0301），由铜液泵（P0301）加压至12MPa，送铜洗塔循环使用。 铜液中有60%左右的一氧化碳、二氧化碳在回流塔内解析出来与再生气一道，从回流塔（T0302）上部出来放空或回收，回收时再生气经再生气缓冲桶（V0307）与高位吸氨器（E0306）打上来的稀氨水混合后送至净氨塔（T0303）底部上升与净氨塔顶部下来的软水脱盐水或稀氨水在填料层中逆流接触，吸氨后从顶部出进入再生气气液分离器（V0306）分离水分后送至变换工段。回收的稀氨水通过氨水泵（P0303）加压