年产5万吨合成氨装置精炼工段的毕业设计论文.doc文档23页全文免费阅读

但是，总铜含量取决于铜在铜液中的溶解度，总铜过高，铜液的粘度增大，阻力增加，增加动力消耗，又容易发生带液现象。

般铜液的含量控制在之间比较适宜。

本工艺选择的总铜是。

铜比总铜定，提高铜比，即提高低价铜的含量，可以提高铜液吸收的能力。

能力。

要求进铜洗系统的原料气中的含量越低越好。

铜液吸收是依靠低价铜离子进行的，其反应式如下这是个不可逆的氧化反应，能够很完全地把氧脱除。

但铜液吸收后，使低价铜氧化成高价铜，而且消耗了游离氨，因而降低了铜液的吸收能力。

根据以上分析，原料气中的和的含量不能太高，否则会影响铜液的吸收能力。

铜液吸收能力。

铜液的再生原理铜液在铜洗塔内吸收了和后，吸收能力下降，甚至失去吸收而降低了铜液的吸收能力。

可逆的氧化反应，能够很完全地把氧脱除。

但铜液吸收后，使低价铜氧化成高价铜，而且消耗了游离氨，因部分内容简介量，影响铜液的吸收能力，并且使铜液变黑，粘度增大，容易造成带液事故。

所以，要求进铜洗系统的原料气中的含量越低越好。

铜液吸收是依靠低价铜离子进行的，其反应式如下这是个不可逆的氧化反应，能够很完全地把氧脱除。

但铜液吸收后，使低价铜氧化成高价铜，而且消耗了游离氨，因而降低了铜液的吸收能力。

根据以上分析，原料气中的和的含量不能太高，否则会影响铜液的吸收能力。

铜液的再生原理铜液在铜洗塔内吸收了和后，吸收能力下降，甚至失去吸收能力。

为了恢复其吸收能力，必须进行再生，循环使用。

再生的作用是使铜液中吸收的在减压加热的条件下解吸出来二是使铜液中被氧化所生成的高价铜还原成低价铜，调节铜比。

此外还要适当补充铜液在整个过程中所消耗的氨铜和水。

铜液在减压加热的条件下首先解吸出所吸收的气体，其反应是吸收过程的逆过程。

反应式如下↑↑↑↑↑↑↑解吸反应是吸热和体积增加的反应，因此，升高温度，降低压力对解吸反应有利。

再生过程中，还有高价铜还原成低价铜的还原反应，是依靠的还原作用。

反应如下↑↑生成的金属很活泼，在高价铜存在的条件下再被氧化成低价铜同时，高价铜也可以直接被还原↑由此可见铜比的提高主要是的作用，如果铜液中的少，还原作用弱，铜比难以提高，所以要保证再生过程中的还原反应，才能维持正常的生产铜比。

四铜洗操作和铜液再生工艺条件的选择铜洗部分铜液的成分总铜铜比定，总铜的含量增加，低价铜离子增加，能提高铜液吸收的能力。

但是，总铜含量取决于铜在铜液中的溶解度，总铜过高，铜液的粘度增大，阻力增加，增加动力消耗，又容易发生带液现象。

般铜液的含量控制在之间比较适宜。

本工艺选择的总铜是。

铜比总铜定，提高铜比，即提高低价铜的含量，可以提高铜液吸收的能力。

但铜比过高，会出现金属铜沉淀这样不仅使溶液中总铜含量下降，降低吸收能力，还会堵塞设备和管道，影响生产。

因此实际的铜比应控制在。

本工艺选择的铜比是。

含量铜液中的氨以游离氨配合氨和固定氨三种形态存在。

由于配合氨和固定氨的值随铜离子及酸根的浓度而异，所以溶液中总氨增加，游离氨也增加，吸收和的能力增加。

但游离氨含量过高，铜液再生时，氨损失增大。

如果铜液中游离氨不足，会发生低价铜复盐的分解，生成醋酸铜沉淀↑当原料气中含量高而铜液中游离氨含量不足时，会生成碳酸铜沉淀，降低了吸收能力。

严重时会造成设备堵塞。

但游离氨含量不能过高，否则铜液再生时，氨损失增大，实际生成中总氨含量控制在，游离氨控制在。

④醋酸的含量铜液中的醋酸主要形成和使铜液稳定，并参与的反应。

由于原料气中含有，若铜液中醋酸含量不足，就会生成碳酸铜氨盐，同时还会生成沉淀，使铜液吸收能力降低，影响生产。

般铜液中醋酸含量超过总铜含量的较为合适，为，但有些工厂提高到。

本设计中选择。

铜液中残余的和铜液中残余和含量高，则铜液吸收和的量就会减少，铜洗气中和含量就会升高，为保证铜液吸收效果，要求再生后铜液中的铜液，残余量。

铜液的温度降低铜液吸收温度，既能增加铜液的吸收能力，又有利于铜洗气中含量的降低。

当温度超过以后，铜液的吸收能力迅速降低，铜洗气中含量迅速增加。

但温度过低，使铜液黏度增大，同时易生成碳酸铵结晶，堵塞设备，增加系统阻力，般铜液温度以为宜。

本设计的吸收温度为。

吸收塔的操作压力提高铜洗操作压力，气体中分压也随之增加，铜液的吸收能力增大。

在定温度下，吸收能力随分压增加而增加，但分压超过后，吸收能力已不再明显增加，却增加了动力消耗，同时设备的强度要求更高，这种情况下脱除并不经济，般铜洗操作压力控制在左右。

本设计的操作压力选择。

二再生部分温度铜液再生温度应满足气体解吸和高价铜还原的要求。

提高再生温度有利于解吸，但温度过高，加快了溶解态的解吸，使还原作用降低同时会使氨和醋酸损失大。

再生温度低对还原有利，但解吸不完全，再生后铜液中含量增加，影响吸收能力。

为解决这矛盾，再生中采用分阶段控制温度的方法，使解吸，还原分别在回流塔还原器和再生塔三个设备中完成。

首先在回流塔中使大部分和解吸，为避免解吸过快，回流塔温度控制低些，般为。

然后在还原器中进行还原反应，温度控制在。

最后在再生器中将温度提高至，使残余和从铜液中充分解吸，但再生器温度不能超过，否则，铜液的稳定性将被破坏，析出金属铜。

压力再生压力是指再生器铜氨液液面上的气相压力。

再生压力低，有利于和的解的比例成分名称合计脱碳气精炼气铜氨液的组成总铜价铜二价铜铜比总醋酸二氧化碳危险性物料的主要物理性质分子量熔点沸点闪点燃点爆炸极限六生产流程及工艺流程简述由压缩来气体含，在压力为下由塔底进入与塔顶洒下的铜氨液在吸收塔中逆流接触，气体中的氧化碳二氧化碳及氧被铜氨液吸收，出铜洗塔的精炼气体至塔上分离雾沫后回压缩机压缩后进氨合成工序。

铜液经加压到，加热至，自铜洗塔低部流出，经减压依靠本身余压，流到回流塔顶部并向塔内喷洒在回流塔中与再生气逆流接触，回收再生气中的氨和热量，此时溶液温度已达，解吸出所吸收的大部分和，从回流塔出来的再生气中，含约，经氨吸收塔回收所带氨后，制成稀氨水送脱硫或脱碳工段使用。

纯净的再生气送至还原器中心管，继续加热到，送入再生塔中继续解吸，。

由再生塔出来经水冷却器，将铜氨液温度冷却到，进入氨冷却器继续降温送入再生溶液槽，在其中进行铜比调节，加氨至合格成分，出再生槽送至吸收塔入口。

第二章物料衡算和热量衡算工艺计算已知条件年产量万吨，每年生产天。

生产能力生产吨氨所需要的脱碳气量因为在生产过程中物料可能会有损失，所以脱碳气量取。

要求精炼气中。

二物料衡算铜洗部分本课题计算是以吨为基准。

已知条件原料气的组成和数量计算吨的体积脱气量精炼气放空量脱气量所以气体的体积为依次可以推求出其他组分气体的摩尔数为依次可以推求出其他组分气体的质量为依次可以推求出其他组分脱气成分合计标铜液组成单位为成份总总铜氨液铜液进塔的为进塔气的为铜液用量的计算设铜氨液出塔对温度为，则铜液对的吸收系数可以用以下的公式计算㏒游离氨浓液价离子浓度游离氨浓度价离子浓度铜液的温度总㏒所以反应平衡时，吨铜液溶液吸收的的体积其中铜液中价铜离子的浓度体中的分压吸收系数由于吸收率为，所以所须氨的体积数为铜液的质量时铜液密度为铜溶液在铜液中的气量和出塔气量的计算由于出塔气中的量是微量的所以可以忽略不计设在时铜液对的吸收可以近似看成与水中相同在水中的吸收系数吸收铜液被吸收的体积总计出塔气的体积出塔气的组成和数量成分合计溶解在铜氨液中的气体量为成分合计物料衡算进料出料成分成分原料气精炼气铜氨液铜氨液包含溶解的气体量合计再生部分由于再生过程中铜液的温度比吸收时要高，因此再生时就会有部分氨气和水蒸气被挥发出来，为了保证铜液的吸收能力，再生过程中应该及时补充水和氨。

已知条件再生压力表压回流塔的温度为物料横算进入回流塔的铜氨液出铜洗塔的铜液量和的补充量用时和的平衡分压来计算。

随着气流出再生系统的和量铜液再生气回流塔再生器还原器再生后铜液水冷器氨冷器补充氨气补充水实际吸收量是实际平衡的气相中和的实际分压是再生气中和的含量再生压力是指除了水和氨以外的再生气的体积。

是指除了水和氨以外的再生气的压力。

在再生系统中，应加入的氨气和的水，才能保证铜液的吸收能力。

氨气在水冷器中加入，水则在氨冷器中加入。

出料再生气量铜氨液吸收的气体量再生气质量铜氨液量进回流塔的铜液量再生气量不含氨和水再生部分物料衡算表进料出料成分成分铜氨液再生气解吸气水氨气氨水蒸气铜氨液合计合计三热量横算铜洗部分入出铜洗塔铜液带入的热量脱碳气带入的热量铜液带走的热量精炼气带走的热量气体的吸收热气体的吸收热入铜液带入的热量脱碳气带入的热量气体的吸收热气体的吸收热物料带入的热量已知铜液在时比热容为气体在时比热容为的吸收热为的吸收热为气体的摩尔数比热温度铜液的质量比热温度的摩尔数吸收热入物料带出的热量已知铜液在的比热容为精练气在时的比热为精练气体积比热温度出铜洗部分热量衡算表进料带入的热量出料带入的热量铜液带入的热量铜液带走的热量脱碳气带入的热量精炼气带走的热量气体的吸收热气体的吸收热合计合计铜液再生部分铜液带入热量，为加热器带入的热量为再生后铜液带出的热量，为再生气带出的热量为冷却水带走的热量，为氨冷气带走的热量已知铜液进入汇流塔的温度为，比热为铜液出加热器时温度为，比热为冷却水的温度从换热后达损的计算铜液回流塔再生器还原器再生后铜液带出的热水冷器氨冷器冷却水带走的热量氨冷器带走的热量铜液带入热量再生气带出的热量加热器带入的热再生气热量损失出铜洗塔的铜液的热量的计算铜液在再生气中所具有的热量铜液量比热温度的计算铜液进入铜洗塔的热量④的计算干再生气带出热量水蒸气带出的热量干再生气带出热量干再生气量比热温度知在