美宏互动摘要在整个合成氨工艺中，精制工序是非常重要的环节。经CO变换和脱硫脱碳后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2，它们会毒害氨合成催化剂。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制工序。本设计采用了工艺上比较成熟的精制方法铜氨液洗涤法。设计中介绍了铜氨液洗涤法的工艺原理、工艺流程及工艺条件的选择、控制。进行了相关的物料衡算和热量衡算，确定了工艺过程中的消耗定额，并计算了主要设备—铜洗塔的塔径、塔高等相关参数。 关键词精制工艺铜氨液吸收CO CO2朗琴x600
I
The Design of the Refining Section in the Production of the 120 thousand tons Synthetic
Ammonia per year
Abstract Refining section is one of the absolutely necessary sections in the synthetic Ammonia. The raw gas after CO conversion and desulfurization, decarburization still contains a small amount of residual CO and CO2. They will poison the ammonia synthesis catalyst. Therefore, the raw gas before entering the synthesis process, must be purified finally, what is called refining process. This design uses a mature refining process which is copper ammonia solution. In the design, describing copper am
monia solution’s process principles, process and selection of process conditions, control. Working out what related to material balance and heat balance, determining consumption fixing of the process, and calculating the main equipment-copper scrubber tower’s diameter, the to
wer’s higher and other parameters.
Key words Refining process Copper ammonia solution absorption CO CO2
II
目录
摘要 ······························································································I 外文页 ·····························································································I I
1 前言 (3)
2 背景介绍 (3)
2.1 合成氨的历史 (3)
2.2 合成氨的现状 (3)
eact2.3 合成氨发展前景 (3)
3 合成氨的概述 (4)
3.1 氨的性质 (4)
3.2 合成氨的生产工艺及主要方法 (4)
4 合成氨精制工段方法的选择 (5)
4.1 原料气精制的主要方法 (5)
4.2 本设计采用的精制方法 (6)
4.3 铜洗和再生工艺流程简图 (10)
5 工艺计算 (10)
5.1 概述 (10)
5.2 物料衡算 (11)
5.3 能量衡算 (18)
6 主要设备的计算 (24)
6.1 铜洗塔的结构设计 (24)
6.2 铜洗塔设备计算小结 (29)
国际标准化比值
7 设备布置和成本估算 (29)
7.1 设备的布置原则 (29)
7.2 本工段设计设备布置规划 (29)
7.3 成本估算 (29)
8 安全措施与环境保护 (30)
8.1 安全生产的特点及重要性 (30)
8.2 环境保护 (31)
赤龙剑心
9 结论 (31)
10 附：带控制点的工艺流程图和铜洗塔设备装配图 (31)
参考文献： (31)
致谢 (31)
年产10万吨合成氨精制工段工艺设计
1 前言
氨是重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位；同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10%的能源用于氨的合成。氨主要用于农业，合成氨是氨肥工业的基础，氨本身也是重要的氨素肥料，其他氨素肥料也大多是合成氨、再加工成尿素或各种氨盐肥料，这部分约占70%，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30%的比例，称之为“工业氨”。
2背景介绍
2.1 合成氨的历史
过去制氢是在水煤气发生炉中加水蒸汽使其焦炭气化，氮则以空气形式通入，使氢氮维持正确比例。在本法中吹入蒸汽通过灼热焦炭层生成氢。当焦炭因吸热反应被充分冷却时，即停止通蒸汽而改通空气。通空气燃烧将焦炭层温度升高到下一次水煤气循环所需要的温度。水煤气的净化过程是采用变换，水洗和铜洗微量。直到二次大战末，在欧洲和美国均采用此种造气和净化法。
上个世纪三十年代中期，已发展了用烃的催化剂和非催化转化法制氢。而催化转化法完全以法本公司的镍催化剂为基础。是将蒸汽和烃的混合物在730-1000℃下，在一段转化炉中进行转化，催化剂装在外部加热的管内。在二段转化炉中，氮是以空气形式或富氧空气形式一起导入，这时，烃的残余组份同时转化。经还原的一种镍催化剂可在第一段及第二段车钊七炉中使用。蒸汽转化工艺过程适于转化从天然气到轻油范围内的烃类。烃的非催化裂解是在有外壳的反应器内进行，这时烃与氧在不同压力下气化。以后是净化氢和混合物的工艺过程，脱硫只能在裂解后进行。净化了的气体与氮一起混合而导入合成系统[1-5]。 2.2 合成氨的现状
德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是目前工业普遍采用的，也被称作直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离
出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下：
N2+3H2≈2NH3
目前中国主要是以煤为主，油气并存的局面。
2.3 合成氨发展前景山东省技术监督局
原料路线的变化方向。从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后，从煤制氨路线重新受到重视，但是因为以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故，到20世纪末，世界大多数合成氨厂仍以气体燃料为主要原料。
节能和降耗。合成氨成本中能源费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，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。现在已提出以天然气为原料的节能型合成氨新流程多种，每吨液氨的设计能耗可降低到约29.3GJ。
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