年产14万吨合成氨脱硫工艺设计论文

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(完整版)年产12万吨合成氨合成工段的工艺毕业设计

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年产12万吨合成氨合成工段的工艺引言液氨称为无水氨,是一种无色液体。

具有强烈刺激性气味,极易气化为气氨。

相对密度0.667g/cm,相对分子质量17.03,沸点-33.33℃,溶点-77.7℃,爆炸极限为15.7%—27%(体积分数),液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,容易挥发。

合成氨是化学工业的基础,也是我国化学工业发展的重要先驱。

其产量居于各种化工产品的首位,同时是能源消耗的大户。

氨产品分为农业用氨和工业用氨两大类。

农业用氨主要用于生产尿素、硝铵、碳铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等多种含氮化肥产品。

用于生产尿素和碳铵的消费量约占合成氨总消费量的75%,用于生产硝铵、氯化铵等其他肥料的合成氨约占合成氨总消费量的15%;工业用氨主要用于生产硝酸、纯碱、丙烯腈、己内酰胺等多种化工产品,占总消费量的10%。

合成氨生产的原料在20世纪末是以气体燃料和液体燃料为主。

近年来,固体原料的比重大幅上涨。

合成氨传统生产方法是在低温下将空气液化并分离制取氮,氢气则由电解水制取或在高温下将各种燃料与水蒸气反应制得。

由于这两种制氢法能耗大,成本高,因此未能在工业中得到应用,因此,迫切需要改进生产工艺,降低成本,提高经济效益。

世界合成氨的技术发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺阶段、低能耗制氨工艺阶段、装置单系列产量最大化阶段。

未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会紧紧围绕“降低生产成本、提高运行周期、改善经济性”的基本目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。

第1章概述1.1 研究背景1.1.1 氨的性质①物理性质常温常压下,氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体,有强烈的毒性。

空气中含有0.5%(体积分数)的氨,就能使人在几分钟内窒息而死。

在0.1MPa、-33.5℃,或在常温下加压到0.7到0.8MPa,就能将氨变成无色液体,同时放出大量的热量。

年产十二万吨合成氨脱碳工段工艺的设计化学系本科毕设论文

年产十二万吨合成氨脱碳工段工艺的设计化学系本科毕设论文

年产十二万吨合成氨脱碳工段工艺的设计化学系本科毕设论文邯郸学院本科毕业设计题目学生指导教师年级专业系部12万吨合成氨脱碳工段工艺设计冯文慧梁亚男讲师 2021级应用化学化学系邯郸学院化学系 2021年6月年产郑重声明本人的毕业设计是在指导教师梁亚男的指导下独立撰写并完成的。

毕业论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,本人愿意承担由此产生的各种后果,直至法律责任;并可以通过网络接受公众查询。

特此郑重声明。

毕业设计作者:年月日摘要本设计是年产十二万吨合成氨脱碳工段工艺的设计。

二氧化碳是氨合成催化剂的毒物,因此需要把这些杂质除去,同时回收的二氧化碳也可以用于其他化学物质的合成,比如尿素,化肥等。

本设计采用改良的碳酸丙烯酯和两段吸收两段再生的工艺来脱除合成气中的二氧化碳,并对吸收液进行再生。

设计内容主要包括生产工艺的确定和比较、物料衡算和能量衡算、主要设备的设计与选型。

主要设备为二氧化碳吸收塔:上塔径为3.1m,填料层高18m,下塔径为3.6m,填料层高度为12米,全塔填料层总高为30m。

通过吸收塔将原料气中的二氧化碳含量降低到1%以下,以满足后续工艺需求。

并使用CAD软件绘制带有工艺控制点的流程图和二氧化碳吸收塔设备结构图。

关键词合成氨脱碳碳酸丙烯酯工艺设计吸收塔IThe Design of 120kt/a Synthetic AmmoniaPurification Section ProcessFeng Wen-Hui Driected by Lecturer LiangYa-nanAbstract The design is an annual output of 100,000 tons of synthetic ammonia decarburization section in the design process. The carbon dioxide is harmful to ammonia synthesis catalyst, so it need removal of carbon dioxide in the feed gas, and it can be used for the production of other chemicals for example urea. It uses the developed way of hot solution of aqueous potassium carbonate and the process of two absorbtion and two recovery to remove the carbon dioxide of syngas, and to recover the carbon dioxide from the solution. The content of the design mainly includes the choice of the making technology, mass and energy balance, the design of the equipments and tubes. The main equipment of this design is carbon dioxide absorption tower. The diameter of the upper part of the tower is 3100mm, height of the packing layer is 18m, diameter of the lower part of the tower is 3600mm and the height of the packing layer is 12m. In this way, to make the levels of carbon dioxide in feed gas be reduced to less than 1%, to meet the demand. The process flow chart with control points and synthesis tower assembly were drawn with CAD.Keywords Synthetic ammonia Decarburization process The hot solution of aqueousTechnological designII目录摘要 .................................................................. ..................................................................... .. I 1 前言 .................................................................. ....................................................................1 2 合成氨的概述 .................................................................. .................................................... 1 2.1 氨的发现与制取 .................................................................. ........................................... 1 2.2 氨的性质与用途 .................................................................. ........................................... 1 2.3 合成氨工业的发展现状 .................................................................. ............................... 1 2.4 合成氨典型流程 .................................................................. ........................................... 1 2.5 脱碳在合成氨中的作用和地位 ................................................... 错误!未定义书签。

合成氨脱硫工艺设计

合成氨脱硫工艺设计

第一章绪论1.1 我国脱硫技术发展的回顾1.1.1湿法脱硫20世纪70年代,特别是70年代后期,我国生产氮肥上采用的脱硫方法开始多样化。

由于一批有经验的专家进入气体净化队伍,并且有大量小化肥厂作为方便的生产实验场所,研究出较多别具特色的湿法脱硫方法,如MSQ(郑州大学)、栲胶法(广西化工研究所)、FD法(福州大学)、茶酚法(浙江化工研究所)和EDTA络合铁法(郑州大学工学院),并且在生产中得到了应用。

同时,还对传统的ADA法和醇胺法也开始了更为深入的研究。

80年代以来,除了ADA、MSQ等方法外,PDS(酚氰钴,东北师范大学开发)法和栲胶法[1]是络合催化、酚酞催化两大类方法的典型代表,各具特色,应用最广。

他们对防止塔内结垢和硫堵都有很好的效果。

此外,PDS还有一定脱初有机硫的能力。

1.1.2阶段研究的鲜明特点⑴研究具有深度及理论特色剖析了ADA的多种异够化合物,提出了用于脱硫的主要活性体。

考察了湿法脱硫的控制段,提出了其传质过程的数学模型。

⑵理论和实践结合紧密在传质量研究的基础上,提出了旋流板塔、喷旋塔等新型脱硫装置以及喷射再生工艺。

⑶深入的调查研究通过查定,揭示和运用了氮肥厂整个生产链中硫的变化规律。

碳化系统加铁二次脱硫(太原理工大学)、无硫氨水脱硫(江苏如皋化肥厂)的新方法就是在此基础上诞生的。

⑷脱硫技术体现了全方位开发研究的内容不仅涉及到催化剂,还包括了脱硫再生设备和工艺条件的优化,以及分析手段的改进。

广西大学、浙江大学和上海化工研究院在这方面做了突出的贡献。

⑸大力宣传国外脱硫新技术对国外脱硫最新动态的情报研究及宣传,为我国开发脱硫技术提供了很好的借鉴。

中国科技情报研究所重庆分所在这方面做的工作对我国当时的脱硫技术的发展起到了很重要的作用。

1.1.3干法脱硫70年代湿法脱硫在氮肥净化系统几乎占到统治地位。

当时化工生产还比较粗放,小化肥厂尤其如此。

人们对干法脱硫的认识也较肤浅,直到70年代后期,郑州大学采用廉价煤种为原料制出RS型活性炭并用于化肥厂煤气粗放硫和原料气二次脱硫;太原理工大学开辟新的原料资源,制备TC系列成型/粉状氧化铁脱硫剂应用于燃气(煤气、沼气等)的粗脱硫及化工原料气的脱硫;西南化工研究院利用贵州锰矿资源[2],制备MF型铁锰复合中温脱硫剂并用于天然气净化,在全国干法脱硫技术上迈出了新的一步。

氨法烟气脱硫硫酸铵生产工艺论文

氨法烟气脱硫硫酸铵生产工艺论文

氨法烟气脱硫硫酸铵生产工艺论文摘要:在实际生产过程中,影响硫酸铵结晶因素不是单一的,可能是一种或几种因素在共同影响,我们主要控制好进入结晶系统溶液的杂质含量,尽量保证溶液无可视杂物,将溶液pH值控制在5-6的范围,结晶器真空度控制在-90度左右,结晶温度维护在60℃左右,并控制结晶溶液比重低于1.27g/cm3,在此条件下可以长期稳定的连续生产,结晶成品硫酸铵颗粒较大。

1 前言氨法脱硫技术是近几年来新兴的脱硫技术,逐步得到了广泛的应用。

氨法脱硫的副产品是硫酸铵,作为含氮含硫的肥料,具有广阔的市场需求,这也是氨法脱硫技术得到推广应用的重要优势,如何将回收的硫酸铵溶液进行浓缩结晶是氨法脱硫技术的重要环节。

柳钢烧结厂烧结和球团生产线均采用氨法脱硫技术,由烟气脱硫和母液回收两部分组织,其中,母液回收系统由蒸发器、结晶器、离心机、干燥系统组成。

浓度为35%的硫酸铵溶液首先经列管换热器预热进入蒸发器进行蒸发浓缩,浓度达到48%左右溶液进入结晶器浓缩结晶,晶体经离心机实现固体与液体的分离,得到有价值的化肥硫酸铵成品,在生产过程中,经常出现晶体生成不稳定、晶体大小不稳定,结合结晶原理和其工艺特点,探讨影响其结晶的因素,找到合理的控制参数。

2 影响因素分析2.1 杂质的对结晶的影响(1)目前柳钢烧结厂氨法脱硫是采用以废治废的形式,以炼焦回收的氨水为吸收剂,脱除烟气中的SO2,由于氨法脫硫采用焦化厂炼焦回收的废氨水(浓度≤10%),氨水中含有大量的杂质,烟气与含氨水的吸收液反应,溶液中可能会带有钙、镁、铁、铅等离子,这些离子吸附在硫酸铵晶体的表面,遮盖了结晶表面的活性区域,使晶体生长缓慢,金属离子对硫酸铵晶体的生长有较大的影响,尤其是钙、镁离子影响最大。

(2)烧结系统工艺涉及大量的粉尘,主抽抽风系统大量的烟尘随烟气一起进入脱硫系统,烟尘中含有大量的金属元素,如钙、铁、镁等,这类金属离子很容易与脱硫溶液中和的SO4^2-离子结合成硫酸盐沉淀,这些杂质进入蒸发结晶系统对结晶过程影响很大。

合成氨毕业设计论文

合成氨毕业设计论文

合成氨毕业设计论文【篇一:毕业论文合成氨】目录前言 (2)第一章总论 (3)1.1生产方法论述 (4)1.2氨合成催化剂的使用 (5)第二章氨合成工艺 (5)2.1氨合成工艺流程叙述 (5)2.2主要设备特点 (6)2.2.1氨合成塔(r1801) (7)第三章冷冻工艺流程说明 (8)3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (9)第四章自动控制 (10)4.1控制原则 (10)4.2 仪表选型 (10)第五章安全技术与节能 (11)5.1 生产性质及消防措施 (11)5.1.1生产性质 (11)5.1.2消防措施 (11)5.2节能措施 (12)参考文献 (13)致谢 (14)前言在常温常压下,氨是有强烈刺激臭味的无色气体,氨有毒,且易燃易爆,空气中含氨0.5%,在很短时间内即能使人窒息而死,含氨0.2%,在几秒钟内灼烧皮肤起泡,含氨0.07%,即会损伤眼睛。

氨的燃点150℃,在空气中的爆炸范围为16%~25%(体积)。

在标准状态下氨的密度0.771克/升,沸点-33.35℃,熔点(三相点)-77.75℃,气态氨加热到132.4℃以上时,在任何压力下都不会变成液态,此温度称为氨的临界温度。

氨极易溶于水,在常温常压下1升水约可溶解700升氨,氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应,例如:在催化剂的作用下能与氧反应生成no与co2反应生成氨基甲酸铵,然后脱水生成尿素。

4nh3?5o2?4no?6h2o2nh3?co2?nh4coonh2 (氨基甲酸铵)nh4coonh2?co(nh2)2?h2o氨还可与一些无机酸(如硫酸、硝酸、磷酸)反应,生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。

除了化肥工业以外,氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。

氨还可以用作制冷剂,在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属,在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。

氨是在1754年由普利斯特里(priestly)加热氯化铵与石灰而制得。

氨吸收法脱硫技术物料平衡计算论文

氨吸收法脱硫技术物料平衡计算论文

氨吸收法脱硫技术物料平衡计算论文摘要:资源的利用率在我国逐渐提升,为我国经济的发展带来了极大的帮助,但在应用过程中,如果不能合理处理存在的问题,必将带来严重的污染,危害人类的健康和生态环境。

随着节能减排这一理念的成熟和发展,我国也开始重视这方面的问题。

本文详细分析了氨吸收法脱硫技术物料平衡计算除雾器性能的优化,希望能为治理污染问题提供一定的帮助。

煤炭的生产和消耗在我国体现的非常明显,尤其是进入21世纪以来,使用量更是大幅度提升,这在一定程度上加快了我国的生产速度,但同时也带来了严重的污染,二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物不断增加。

因此,采用合理的治理措施已成为现阶段我国的一项重要工作内容。

1 物料平衡计算1.1 计算水平衡1.1.1 计算前烟气带水量1.1.2 计算吸收剂携带水量吸收剂在湿法脱硫系统中通常以水溶液的形式呈现,一部分水分被带到吸收塔中。

在本文方法中,浓氨水和液氨是吸收剂的主要来源,按适合的浓度调配后放到吸收塔里面,将烟气洗涤净化。

可以通过煤耗、机组燃煤含硫量计算出SO2含量,并将设计脱硫影响下的吸收和消耗量计算出来,这样就可以得出吸收剂的带水量。

1.1.3 计算脱硫产物带水量根据机组燃烧后脱硫效率参数和生成的SO2量,可以将脱硫副产物量计算出来,副产物带水量可以利用脱硫副产物含水率进行计算。

1.2 氨的平衡情况1.2.1 耗量和硫铵的含量将SO2吸收时的化学关系作为依据,通过机组燃煤煤耗、设计SO2脱出效率、含硫量等参数,可以将硫铵生成量和氨水耗量计算出来。

1.2.2 脱硫中氨的总耗量从氨吸收方式中的脱硫情况来看,可以将脱硫时使用的氨水情况作为依据,在确定脱硫系统氨的总耗量时,可以依据出口烟气量和出口烟气残氨量完成。

从该技术来讲,如果没有循环的吸收溶液,一般会有较低的浓度存在于排液的硫铵中,很难将副产品提取出来,其应用价值也不高。

因此,在设计时,将清液池和下塔收塔中的浆液向脱硫塔中输入,这样可以多次循环使用,不仅提高了脱硫的利用率,还能提高了脱硫的效率,同时也大大增加了溶液中硫铵的浓度,甚至有可能出现饱和,进而形成结晶体,有助于提取固体硫酸铵。

氨法脱硫技术论文

氨法脱硫技术论文

氨法脱硫技术论文氨法脱硫法是一种在化学工业领域应用普遍的技术。

这是店铺为大家整理的氨法脱硫技术论文,仅供参考!浅议烟气氨法脱硫技术篇一摘要:氨法脱硫技术是一种新的烟气脱硫技术,属于环保装置。

本文首先介绍了国内外烟气脱硫脱硫工艺各种技术的特点,对几种湿法脱硫工艺进行了对比分析,最后对氨法脱硫技术做了重点阐述和详细的说明。

关键字:烟气脱硫;氨法脱硫;二氧化硫;氨水我国是世界产煤和燃煤大国,燃煤排放的二氧化硫也不断增加,连续多年超过2000万吨,已居世界首位,致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。

国家把解决烟气脱硫问题纳入国家大计之中,强制要求火电厂必须安装烟气脱硫装置。

根据GB13223-2011,目前SO2排放限制为100mg/m3。

氨法脱硫技术是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2,达到化害为利、变废为宝。

1.湿法烟气脱硫技术概述吸收法是净化烟气中SO2的最重要的、应用最广泛的方法。

吸收法通常指用液体吸收净化烟气中的SO2 ,因此吸收法烟气脱硫也称为湿法烟气脱硫。

按脱硫剂的种类划分为:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法、以NH3为基础的氨法、以MgO为基础的镁法、以NaCO3为基础的钠法。

(1)MgO法锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段,冷却至适合的温度后进入吸收塔,往上与逆向流下的吸收浆液反应,脱去烟气中的硫份。

净烟气经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。

粉尘与脏东西附着在除雾器上,会导致除雾器堵塞、系统压损增大,需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。

主要缺点是副产品销售没有形成规模,没有良好的销售渠道,并且对烟气的杂质要求很高。

(2)NaCO3法本法是用NaOH、Na2CO3和Na2SO3的水溶液为吸收剂,吸收烟气中的SO2。

此法实际上是采用Na2CO3和NaHSO3混合液为吸收剂。

当吸收剂中NaHSO3浓度达到80%-90%时,就要对吸收剂进行再生,可获得较高浓度的SO2和Na2CO3。

年产15万吨合成氨精制工段工艺设计

年产15万吨合成氨精制工段工艺设计

文献综述毕业论文名称:年产25万吨合成氨精制工段工艺设计院系:化生系专业年级09化工班姓名:蒋晓霄指导教师:前言氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位,特别是对农业生产有重要意义。

除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。

同时,氨也广泛用于化学纤维和塑料等工业中,亦常用作制冷剂。

世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。

合成氨生产源于20世纪初德国等人的研究。

1912年在德国建成了日产30t的合成氨工厂。

我国合成氨生产始于20世纪30年代,新中国成立后,化肥工业得到迅速发展,70年代后,随着石油天然气工业的迅速发展和农业发展的需要,相继从外国引进大型合成氨装置,现在已形成大中小合成氨厂相结合的工艺布局。

从技术上讲,我国合成氨工业已迈进了世界先进行列,生产操作高度自动化,生产规模大型化,热能综合利用合理,技术经济指标先进。

在原料方面,已从单一煤炭发展到煤粉、天然气、轻油、重油多种原料。

我国自行研究和制造的各种催化剂,已具备良好的性能。

随着工业的发展,我国的合成氨将有更大的发展。

1 合成氨概述1.1 氨的性质1.1.1 氨的物理性质氨为无色气体,具特有的强烈刺激性气味。

密度0.771g/L(标准状况),比空气轻。

沸点-33.35℃,高于同族氢化物PH3、AsH3,易液化。

熔点-77.7℃。

液氨密度0.7253g/cm3,气化热大,达23.35kJ/mol,是常用的致冷剂。

极易溶于水,20℃时1体积水能溶解702体积NH3。

充满NH3的烧瓶做喷泉实验后得到的稀氨水约为0.045mol/L。

用水吸收NH3时要用“倒放漏斗”装置以防倒吸。

液氨是极性分子,似水,可发生电离。

也能溶解一些无机盐如NH4NO3、AgI。

空气中允许NH3最高含量规定为0.02mg/L,若达0.5%则强烈刺激粘膜,引起眼睛和呼吸器官的症状。

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郑州大学化工与能源学院专业化学工程与工艺班级 4班姓名张晓丹学号 20110380429 题目年产14万吨合成氨脱硫工艺设计指导老师万亚珍职称教授李亦帆职称博士系主任侯翠红职称教授2015年 1 月 24 日目录1.设计任务书 (4)1.1设计要求 (4)1.2设计依据 (4)2.工艺设计条件 (6)3.工艺流程叙述 (7)3.1概述 (7)3.2生产流程简述 (8)3.2.1原理 (8)3.2.2工艺流程简图 (10)4.要紧工艺指标 (11)4.1设计方案的确定 (11)4.2物料衡算 (11)4.2.1汲取塔的物料衡算 (12)4.2.2各流股的物料衡算 (13)4.3热量衡算 (14)5.工艺设计 (15)5.1 基础物性数据 (15)5.2 汲取塔的设计 (16)5.2.1 塔径计算 (16)5.2.2 塔径校核 (18)5.2.3 填料层高度及分段 (19)5.2.4 填料塔压降的计算 (23)5.2.5 填料支撑板 (25)5.3喷射氧化再生槽的计算 (26)5.3.1 槽体的计算 (26)5.3.2 扩大部分直径 (27)5.3.3 再生槽高度 (27)5.3.4 喷射器计算 (28)5.4 冷却塔的设计 (32)5.4.1 冷却塔的计算 (32)5.4.2 冷却塔校核 (34)5.4.3 分布器的设计 (47)5.4.4 丝网除沫器的设计 (51)5.4.4冷却塔的选管 (53)5.4.5塔底防涡器的设计 (55)6.设计感悟 (56)1.设计任务书1.1设计要求设计年产14万吨合成氨脱硫工艺,半水煤气含硫4.8g/Nm3, 脱硫方法用氨水液相催化法,填料塔脱硫;富液再生采纳喷射氧化再生槽。

1.2设计依据1)《化工工艺设计手册(第四版)》(上、下册)2)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》(上、下册)3)陈声宗等主编,化学工业出版社出版的《化工设计》第三版教材4)《填料手册(第二版)》5)《化工设备设计全书(塔设备分册)》6)《塔填料产品及技术手册》7)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》(上、下册)8)《给水排水设计手册》9)《化工设备设计手册》(上、下卷)10)《化学化工物性数据手册(无机卷、有机卷)》11)《现代塔器技术》(第二版)12)《小氮肥厂工艺设计手册》13)李登松.脱硫填料汲取塔的工艺设计研究[J].化工装备技术,2013,34(6):41-45.14)徐组根.冷却塔设计[J].河南化工,1999,8:31-34.15)曾国安.冷却塔的设计计算[J].机电产品开发与创新,2009,22(4):76-78.16)董谊仁,过健.填料塔排管式液体分布器的研究和设计[J].化学工程,1990,18(3):28-35.17)董谊仁,裘俊红,陈国标等.填料塔液体分布器的设计[J].化工生产与技术,1998,18:1-6.18)张硕德.防涡流器的设计[J].化工设备设计,1983,18(23):42-43.19)白二川.半水煤气直冷塔的计算与设计[J].化肥设计,2010,48(2):11-15.20)杨怀林.水冷却塔的设计[J].特钢技术,2009,15(58):53-54.2.工艺设计条件设计能力:14万吨合成氨/年半水煤气中硫含量:4.8g/Nm3年工作日:310天半水煤气消耗定额:3200 Nm3/ 吨氨半水煤气组成(干基):表1 半水煤气组成表组成H2N2CO CO2O2CH4合计体积(%)42 19 26 11 0.7 1.3 100半水煤气压力:压缩机出口压力4800 mmH2O柱气体温度:36℃溶液温度:32℃贫液组成:总氨含量:1.0M 碳化度R=C/A=0.63 总硫化氢:20.0g/m3硫容: 0.17kg/Nm3 比重:1034kg/m3脱硫后半水煤气含硫: 0.1 g/Nm3富液组成:总氨含量:1.0M 碳化度R=C/A=0.65 总硫化氢:240.0g/m3比重:1034kg/m3再生过程:采纳喷射氧化再生槽喷射器入口压力:4atm(表压)液温:30℃吹风强度:100m3/ m33.工艺流程叙述3.1概述由于生产合成氨的各种燃料中含有一定量的硫,因此所制备出的合成氨原料气中,都含有硫化物。

其中大部分是无机硫化物硫化氢(H2S),其次还有少量的有机硫化物,如硫氧化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、硫醇(RSH)、噻吩(C4H4S)等。

原料气中的硫化物,对合成氨生产危害专门大,不仅腐蚀设备和管道,而且能使合成氨生产过程所用催化剂中毒。

脱硫方法有专门多,按脱硫剂物理形态可分为干法和湿法两大类,前者所用的脱硫剂为固体,后者为溶液。

当含硫气体通过这些脱硫剂时,硫化物被固体脱硫剂所吸附,或被脱硫溶液所汲取而除去。

3.2生产流程简述3.2.1原理脱硫反应氨水对苯二酚氧化法也称为氨水液相催化法,是用含有少量对苯二酚(载氧体)的稀氨水溶液,脱除原料气中的硫化氢。

氨溶于水,大部分与水结合为一水合氨NH3·H2O,并部分电离成NH4+和OH-,因此氨水显弱碱性。

氨水与含硫化氢的原料气接触时,发生如下中和反应:NH4++OH-+H2S→NH4HS+H2O +Q该反应为放热反应,但因气体中硫化氢含量较少,放热量不大,溶液汲取硫化氢后温升专门小。

当溶液pH值小于12时,被汲取的硫化氢要紧以HS-形式存在,S2-可忽略不计,因此用稀氨水脱硫时,只生成NH4HS。

当原料气中含有二氧化碳及氰化氢时,也被氨水汲取,其反应如下:NH4++OH-+CO2→NH4HCO32NH4++2OH-+CO2→(NH4)2CO3+H2ONH4++OH-+HCN→NH4CN+H2O尽管稀氨水能同时汲取硫化氢和二氧化碳,但在气液两相接触面积专门大、接触时刻专门短的条件下,氨水汲取硫化氢的速度比汲取二氧化碳的速度大80倍左右,具有良好的选择性。

依照这一特点,在脱硫过程中增大气液接触面积,缩短接触时刻,既能有效的脱除硫化氢,又能减少气体中二氧化碳的损失。

再生反应 再生塔内,对苯二酚在碱性溶液中被空气氧化为苯醌:OHOHoo+1/2O 2=+H 2O脱硫过程生成的硫氢化铵,在苯醌的作用下氧化为单质硫:OOH+H 2O =NH 4++OH -+S +NH 4HS+再生过程的总反应可用下式表示:NH 4HS+1/2O 2NH 4++OH -+S 对苯二酚生成的单质硫,呈泡沫状态浮于液面,使溶液获得再生。

同时,有如下副反应发生:(NH 4)2S 2O 3+H 2O2NH 4HS+2O 2(NH 4)2S 2O 3+H 2O2NH 4++2OH -+S+O 2NH 4CNS NH 4CN+S3.2.2工艺流程简图图1 脱硫工段工艺流程简图原料气从汲取塔下部进入,与塔顶喷淋的脱硫液逆流接触,半水煤气中H2S被脱硫液汲取后从塔顶引出,经气液分离器分离出夹带的液滴后送往下段工序。

汲取了硫化氢的富液从汲取塔底排出,经液封、富液槽、富液泵通过溶液加热器加热(夏季则为冷却)后送往喷射器;从喷射器尾部出来的两相液体由再生槽下部上升,完成与再生塔相同的浮选过程,再生槽上部溢流出的硫泡沫经硫泡沫分离槽放入熔融釜熔硫。

硫磺放入硫磺铸模冷却后即成硫锭。

由再生槽贫液出口处引出的贫液经液位调节器、贫液泵送回脱硫塔循环使用。

4.要紧工艺指标4.1设计方案的确定汲取塔的工艺设计方案要紧包括汲取剂、汲取流程、解吸方法、设备类型和操作参数的选择等内容。

关于汲取操作,选择适宜的汲取剂,具有十分重要的意义。

汲取剂的好坏对汲取操作的经济性有着十分重要的阻碍。

一般情况下,选择汲取剂要着重考虑如下问题:1)对溶质的溶解度大;2)对溶质有较高的选择性;3)不易挥发;4)再生性能好;4.2物料衡算氨水液相中和法脱硫为化学汲取过程,低浓度汲取,近似满足恒摩尔流假定,即假定在汲取过程中,液相流量L和气相流量G不变,液相中的氨含量为常量,且汲取过程是等温的,传质系数为常量,物料衡算过程如下:4.2.1汲取塔的物料衡算(1)水煤气进(出)塔流量V 0,Nm 3/hV 0=14×104×3200/(310×24)= 60215.05Nm 3/h (2)H 2S 脱除量,G 1 ,kg/hG 1=60215.05×(4.8-0.1)/1000=283.01kg/h(3)溶液循环量L T ,m 3/hS G L T /1式中 S ─溶液硫容量,kg/m 3,S 取(0.24-0.02)=0.22kg(H 2S)/m 3L T =283.01/0.22=1286.41m 3/h(4)理论所需空气量氧化1kgH 2S 所需空气量V 1=1/43×0.5×22.4×1/0.21=1.57Nm 3/h 理论所需空气量V 2=283.01/1.57=180.26Nm 3/(h ·m 3)设计条件所给吹风强度为100Nm 3/(m 3· h ),计算所需最小吹风轻度为180.26 Nm 3/(m 3·h ),故应使用两台设备。

(5)理论硫回收量,G 2,kg/hG 2=60215.05×(4.8-0.1)/1000×32/34=266.36kg/h (6)理论硫回收率φφ=(4.8-0.1)/4.8×100%=97.9%(7)硫泡沫生产量,G3,m3/hG3=G2/S0式中 S0 ──硫泡沫中硫含量,kg/m3,此处取S0=30kg/m3 G3=266.36/30=8.88m3/h表2 物料衡算表(以小时计)入(出)脱硫塔气体流量60215.05Nm3再生理论所需空气量180.26 Nm3H2S脱除量283.01Kg 硫磺理论产量266.36Kg 脱硫液循环量1286.41m3 硫泡沫生成量8.88 m34.2.2各流股的物料衡算在汲取塔内,原料气中的H2S和CO2与氨水发生中和反应,被汲取,因此净化气中含量相对减少。

液相中对苯二酚为氧化再生时催化剂,假定整个过程中含量不变。

进、出汲取塔的各流股组分、含量如下:表3 原料气气体H2N2C0 O2CO2CH4H2S体积分数% 41.87 18.94 25.92 0.70 10.96 1.30 0.31表4 净化气气体H2N2C0 O2CO2CH4H2S体积分数% 42.42 19.19 26.26 0.70 10.14 1.31 0表5 贫液S含量对苯二酚组分总氮含量碳化度总H2含量1mol/L 0.63 20g/m30.25g/L表6 富液S含量对苯二酚组分总氮含量碳化度总H2含量1mol/L 0.65 240g/m30.25g/L 4.3热量衡算(1)冷却塔热负荷Q,KJ/h(忽略冷却过程中水汽的焓变)Q1=G0×C p×(t1-t2)式中,G0—入冷却塔半水煤气含量,Kmol/hC p—半水煤气的平均等压比热容,KJ/(Kmol·K)计算结果C p=30.44 KJ/(Kmol·K)t1,t2为进、出冷却塔半水煤气温度,取t1=80℃,t2=36℃Q1=60215.05/22.4×30.4555554×(80-36)=3.6×106KJ/h(2)冷却水消耗量,W,Kg/hW=Q/(C p`×Δt)。

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