合成氨生产工艺碳化工段 (2).docx

细心整理第九章碳化工段第一节 工艺流程及主要设备—、本；段任务〔一〕碳化工段的任务在变换气中，除含有合成氨所需的氢及氮之外，还含有26K左右的二氧化碳、一氧化碳〔3.0〜3.8％〕等气体二氧化碳、一氧化碳等气体不仅不是合成氨所须要的，而且对合成触媒有毒害作用，所以必需去除碳化工段的任务就是用浓氨水吸取变换气中的二氧化碳，并制成合格的碳酸氢铵二氧化碳被碳化吸取后，变换气成为合格的原料气〔C02<0.2％；NH3<0.lg/m3〕,送压缩工段进一步压缩后送精炼工段本工段还要保证全厂氨和二氧化碳的平衡及本工段的水平衡，确保均衡生产碳化工段全过程包括：浓氨水的制备、浓氨水吸取二氧化碳生产碳酸氢铵、氨的回收以及悬浮液的分别〔二〕水洗的任务碳化水洗流程的任务用压力水洗去变换气中的局部二氧化碳，解决碳铵生产过程中氨和二氧化碳的平衡，同时能增加氨水和液氨的产量中压联尿水洗的任务用高压水将变换气中的二氧化碳洗至18％左右，以保证联尿生产中氨与二氧化碳的平衡〔三〕等压吸取的任务用软水或稀氨水吸取氨罐弛放气及合成放空气中的氨气，制成浓氨水供碳化生产运用，其余的气体送锅炉燃烧回收热能，或送造气吹风气回收燃烧二、工艺流程简述〔一〕碳化气体流程图9-2碳化塔 1 一气体分布器；2—分气板; 3—冷却管；4一挡板0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。

如图9-1所示，压力为1.12MPa的变换气从塔底依次通过碳化主塔、副塔、综合塔，在塔内变换气与浓氨水鼓泡反响，二氧化碳被氨水吸取，成为合格的原料气送压缩机三段入口在生产甲醇的氮肥厂，为保证甲醇触媒不中毒，在综合塔后，增设活性炭脱硫塔，使原料气中H2S含量<2ppm液体流程稀氨水和母液用泵从贮槽打入高位吸氨器或喷射吸取器，与来自合成工段的氨气反响，其方程式如下：NH3+HzO=NH4OH+QNH4OH+NH4HCO3=〔nh4〕2co3+HzO+Q制成的浓氨水再经冷却排管降温后，送浓氨水贮槽浓氨水用泵从贮槽内抽出，参与碳化副塔，副塔内经预碳化后的氨水由泵参与主塔在主塔内，变换气中的二氧化碳与浓氨水反响生成碳酸氢铵，形成碳酸氢铵的结晶悬浮液反响如下：nh3+co2+h2o=nh4hco3+Qz 〔1〕2NH3+COz=NH4COONHz-fQ 〔2〕NH4COONH2+H20=〔NH4〕2C03+Q 〔3〕〔NH4〕2C03+COz+H20=2NH4HC03+Q 〔4〕上式中〔1〕为总反响，〔2〕、〔3〕两个反响主要在预碳化塔进展，反响〔4〕主要在碳化塔内进展，悬浮液从主塔取出送稠厚器，在稠厚器内结晶接着成长并沉降下来。

底部得到的稠厚晶浆送离心机进展分别，去除母液后，得到碳酸氢铵产品软水由综合塔清洗段顶部进入塔内，吸取原料气中的氨气，使原料气中氨的含量降到0.lg/m3以下清洗段得到的稀氨水送到精炼再生净氨塔，以吸取再生气中的氨净氨塔的稀氨水放至碳化稀氨水槽，一局部再经泵送至综合塔回收段，另一局部被送至等压吸取塔在等压吸取塔内，稀氨水吸取弛放气中的氨、气，生成100滴度左右的浓氨水送综合塔固定副塔运用碳化生产工艺有常压和加压之分，常压碳化的生产压力为35MPa；加压碳化的生产压力又有0. 6MPa和1. 2MPa两个等级细心整理细心整理细心整理图9-1碳化工段流程水洗塔；2、3—碳化塔；4—综含塔>5—稠厚器；6—离心机；7—母液槽；8—液氨水贮槽；9—吸氨冷却排管；10—等压吸取塔《11—稀氨水贮槽；12—高压水泵；13—母液泵>14—浓氨水泵；15—吸氨泵细心整理细心整理〔二〕碳化水洗流程如图9-1所示，变换气由碳化旁路副线从塔底进入水洗塔内，自下而上与塔顶淋下的水接触，变换气中局部二氧化碳溶解在水中，水洗气由塔顶出来后送碳化系统水洗塔的水由二次泵房来，经髙压水泵加压后送水洗塔水由塔上部进入塔内，自上而下与变换气逆流接触，水吸取二氧化碳后，由塔底排液管排掉。

〔三〕中压联尿水洗流程中压联尿的水洗流程与碳化水洗流程相像，变换气进水洗塔，与塔顶喷下的水接触，洗去局部二氧化碳出塔气中二氧化碳降至18％左右此气体先去干法脱硫，然后送压缩工段，压'缩至6.OMPa后去尿素车间水由二次泵房来，由高压水泵加压送水洗塔，水洗后的水由排液管排放三、主要设备及作用〔一〕碳化塔碳化塔的作用就是用浓氨水吸取二氧化碳，以生产碳酸氢碳化塔是钢板卷焊而成的圆形容器，详见图9_2塔底设有气体分布器，使进气分布匀整，塔内设有冷却水箱，以移走反响热水箱大多接受铝管制成，比钢管耐腐蚀，且传热效果较好〔二〕综合塔综合塔是把固定副塔和回收塔合二为一，上段为清洗回收段，下段为固定副塔段固定副塔段的构造与碳化塔根本一样，见图9-3;清洗回收段内通常接受泡罩塔板的构造综合塔的作用：〔1〕固定副塔段内用浓氨水洗净预碳化出口气体中的二氧化碳；〔2〕回收段是回收气体中的氨，以削减氨的损失；〔3〕清洗段是用软水将气体中残留的氨洗去，以保证原料气中氨含童合格〔三〕活性炭脱硫塔作用：去除碳化原料气中剩余的硫化氢活性炭脱硫塔为钢板卷焊而成的筒体，内装活性炭k a—I〔四〕多鈒离心泵多级离心泵用于输送浓氨水、稀氨水、母液等液体。

4GC型离心泵构造如图9-4所示〔五〕离心机离心机的作用：分别碳化生成的碳酸氢铵悬浮液，得到含水小于3.5％的成品，送包装岗位包装图9-3综合塔1一碳化尾气进口》2一原料气出口,3一软水入口；4-出口；5一稀氧水出口；6-水进口；7-氨水出口；8-氨水进口；9一泡罩层冷却水箱；10—泡翠；11一冷却水箱图9-4多级离心泵1一轴承盖；2—轴承；3—轴承体；4一轴套；5—填料压盖；6_填料环；7—进水段；8—密封环；9一叶轮f10—中段》回水管，12—出水段；13—平衡环；14一平衡盘,15—尾盖；16—轴套；17—袖；18—圆缧母；19—拉紧螺栓小氮肥厂通常运用两种型号的离心机：WH-800型和LSH-800型前者为卧式，后者为立式锥篮型WH-800型离心机由回转体、复合油缸、复式节流阀、机壳、机座组成构造如图9-5所示〔六〕稠厚器作用：稠厚器主要是作为中间贮槽，解决碳化岗位取出量与离心机加料量之间不平衡的冲突其次是使取出的悬浮液中的结晶在器内接着成长，提髙固液比以便于离心机分别构造：如图9-6所示，内有框式搅拌器，由电机通过涡轮驱动在圆筒及锥体局部设有冷却水夹套^〔七〕吸氩器作用：用泵将母液压入喷嘴，从喷嘴出口髙速喷出，在吸气室形成负压，将气氨源源不断地吸入，并为液体所夹带。

由于液流喷出的速度很大，气液两相匀整混合，气氨溶解于母液，制成浓氨水1.高位吸氨器高位吸氨器由铝制成或不锈钢板卷焊而成，其构造如图9-7所2.喷射吸氨器喷射吸氨器外壳用铸铁制作，喷嘴用不锈钢制作，如图9-8所示细心整理图9-5WH-800型离心机1一-皮带轮；2_后袖承；3—机座f4—活塞；5—制动器；6—推杆；7—主轴；8—配油箱；9—前轴承；10—筛篮；11_推料器；12—外壳；13-锥形布料斗；14_筛网；15—油缸；16—油箱；17—冷却器图9-6稠厚器1一框式搅拌器《2—电动机》S—涡杆;4一涡轮》5—夹套；6—人孔细心整理图9-7高位吸氨器1一母液进口》2—气氨进口3—氨水出口〔八〕淋洒式排管冷却器作用：淋洒式排管冷却器是用来降低浓氨水温度的设备冷却排管用铸铁管或铝管制成，构造如图9-9所示细心整理细心整理〔九〕吸氣泵作用：用于输送母液或稀氨水去吸氨器制备浓氨水一般用2BA-6型离心栗〔十〕水洗塔水洗塔就是用压力水洗涤变换气中局部二氧化碳小氮肥厂所运用的水洗塔为填料塔或筛板塔筛板水洗塔构造如图9_10所示〔十一〕等压吸取塔等压吸取塔是用稀氨水或软水回收合成放空气和氨罐弛放气的氨，以制造浓氨水的设备。

等压吸取塔分上下两塔，上塔为填料塔，下塔是由钢板卷焊而成的圆形容器，构造如图9-11所示图9-8喷射吸氨器一母液进U管；2—喷嘴；3—气氨入口{4_吸气室,5—混合室图9-9冷却排管1_喷淋槽；2—支架；3—U形管，4一冷却管细心整理细心整理细心整理9-10筛板水洗塔1一气体进口；2—气体出口3一水进口；4一排污口；5—筛板f6—放水口图9-11等压吸取塔1一弛放气进口；2—弛放气出口；3—软水进口；4—放液口；5—填料；6—冷却水箱细心整理四、主要工艺限制指标〔一〕碳化压力〔表压〕主塔进口气体压力：<1.12MPa系统压差：<0.2MPa软水压力：>1.3MPa蒸汽压力：>1.4MPa温度主塔温度：25〜45℃塔温度：30〜40℃综合塔温度：<30℃3-成分〔1>气体成分主塔出口气体：C02含量：8-12％综合塔出口气体：COz含量：NHS含量：<0.1g/m3;H2S含量：<0.Olg/m^活性炭脱硫塔出口气体：H2S含量：<2ppm〔2〕主塔取出液成分固液比.40〜60％氨含量：50〜80滴度二氧化碳含最：55〜85ml/ml〔二〕吸取压力〔表压〕气氨压力：>0.03MPa吸氨泵出口液体压力：0.2〜0.3MPa浓氨水温度吸氧冷却排管进口温度：<75℃吸氨冷却排管出口温度：<35℃浓氨水成分冬季：NH3含量：180〜190滴度COj含量：50~60ml/ml夏季：NH3含量：190〜200度C02含量：60〜70ml/ml添加剂量浓氨水中添加剂〔十五烷基磺酰氣〕活性物的含量：0.15〜0.2g/l电机电流及温升按铭牌规定值〔三〕分别碳铵质量含水量：<3.5％含氮量：>17.1％离心机油箱油位〔高度〕在油镜两刻度线之间电机电流及温升按铭牌规定值〔四〕水洗压力〔表压〕进气压力：<1.12MPa高压水泵出口压力：<1.5MPa成分中压联尿水洗气C02含量：18〜22％中压联尿水洗气H2S含量：<3mg/m3液位液位计液位：1/2〜2/3电机电流及温升按铭牌规定值〔五〕等压吸取细心整理压力〔表压〕氨罐压力：<1.6MPa等压吸取塔压力：<1.5MPa氨水浓度〜100滴度液位液位计：1/2〜2/3其次节本工段生产特点、常见事故及预防一、生产特点碳化过程是合成氨原料气净化处理的中间过程，也是生产碳酸氢铵产品的最终工序。

由于磷化反响系在常温下进展，压力又不太高，因此，平安易被人无视特别是氨水槽，既是常温又是常压，且还与大气相通，但氨水中的氨极易挥发，氨水槽内空间常常充溢氢氮气，这样空气、氢氮气、氨气混合，形成可燃、可爆气体，一旦遇上火源就会立刻爆炸事实上，许多厂的氨水槽都发生过爆炸事故所以生产者必需了解本工段的这些生产特点，确保本工段的平安操作1.易燃、易爆碳化生产是用浓氨水吸取变换气中的二氧化碳变换气中除含有二氧化碳外，还含有48〜51％的氢、3〜3.5％的一氧化碳、0.5％的甲烷以及浓氨水挥发出来的气氨等，这些气体都是易燃、易爆气体，当发生故障或操作不当时，就可能发生着火、爆炸等事故此外，碳化反响是在必需压力下进展的，如因操作不当而超压，或因腐蚀使设备、管道、阀门强度降低，也有发生物理爆炸的紧急腐蚀性强碳化生产的气、液相介质均具有腐蚀性，气体中。