合成氨工藝與設(shè)備培訓(xùn)教學(xué)課件(45p)

1、合成氨工藝與設(shè)備第1頁，共46頁。各工段工藝與設(shè)備基本概念合成氨工藝流程簡(jiǎn)述結(jié)束語1234 目錄第2頁，共46頁。什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3 氮是自然界分布較廣的一種元素，氮是植物生長的第一需要，由于植物只能吸收化合物中固定狀態(tài)的氮，因而必須把空氣中游離的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔铩?由于采用合成的方法生產(chǎn)氨，所以習(xí)慣上稱為合成氨。 第3頁，共46頁。什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3性質(zhì)：無色有辛辣臭味氣體，化學(xué)式為NH3,分子量為17.03，沸點(diǎn)-33.35 ,熔點(diǎn)-77.7 ,比重(液態(tài))0.597。氣氨常溫加壓液化為液氨（ 25 1.0MPa）,易溶于水,酒精等,溶解時(shí)放出

2、大量的熱，氨是一種可燃性氣體，氨與空氣混合可以形成爆炸性氣體，爆炸極限為15.5 27%。第4頁，共46頁。什么是合成氨？1、基本概念-合成氨NH3發(fā)展簡(jiǎn)史： 世界上第一個(gè)合成氨廠于1913年在德國噢堡建成，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)（30噸/天） 。 我國第一個(gè)合成氨廠上世紀(jì)三十年代在永利公司（就是現(xiàn)在的吉化公司）建成，到1949年我國合成氨年產(chǎn)量為0.6萬噸，2008年產(chǎn)量達(dá)到了4500萬噸,占世界總產(chǎn)量的1/3.為世界第一 。第5頁，共46頁。為什么要合成氨？ 制造氮肥和復(fù)合肥料（化肥加工）：占8090%，主要品種有尿素、碳銨、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨等氮肥，以及磷酸一銨、磷酸二銨和NPK復(fù)合肥等含

3、氮復(fù)合肥。 作為工業(yè)原料和氨化飼料：用量約占世界產(chǎn)量的10。各種含氮的無機(jī)鹽及有機(jī)中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料生產(chǎn)。其他如純堿、硝酸、甲銨、冶金、醫(yī)藥、石油加工等； 液氨作為制冷劑在冷凍行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。1、基本概念-合成氨第6頁，共46頁。怎樣合成氨？1、基本概念-合成氨第7頁，共46頁。怎樣合成氨？N2+3H2=2NH3+Q2NH3（液）+CO2（氣）CO（NH2）2（液）+H2O（液）+Q 1、基本概念-合成氨第8頁，共46頁。2、工藝流程-氨的生產(chǎn)過程合成氨生產(chǎn)的三個(gè)過程： 原料氣的制造（制氣），包括原料工段和造氣工段； 原料氣的凈化，包括脫硫、變

4、換、變脫、脫碳、精煉等工段； 氣體的壓縮和合成，主要是壓縮和合成工段。 第9頁，共46頁。2、工藝流程-氨的生產(chǎn)原料合成氨生產(chǎn)的原料： 氮?dú)鈦碜钥諝?，氫氣來自原料氣制取，原料有固體（煤、焦炭等）、液體（石腦油、重質(zhì)油等）和氣體（天然氣、焦?fàn)t氣等）三種。小氮肥一般以煤為原料。第10頁，共46頁。2、工藝流程-小氮肥工藝流程一段 二段六段 三段 五段粗甲醇六段四段電機(jī)脫硫氣柜造氣原料制棒變換PSA脫碳CO2壓縮尿素精煉合成氨庫煤空氣蒸汽煤氣蒸汽CO2氣氨產(chǎn)品尿素4M20-75/31.4壓縮機(jī)PC脫碳產(chǎn)品粗醇 液 氨煤棒第11頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-造氣工段崗位任務(wù)：就是將空氣和水蒸汽通

5、入固定層煤氣發(fā)生爐中,在高溫下將固體燃料進(jìn)行氣化制得合格的半水煤氣 。（ CO 29%、H2 40%、CO2 8%、N2 21%、 CH41.5%、O2 0.4%、H2S 0.5-2.0g/m3）主要設(shè)備:煤氣發(fā)生爐、旋風(fēng)除塵器、顯熱回收器、洗氣塔、蒸汽緩沖罐、夾套汽包、空氣鼓風(fēng)機(jī)、煤氣氣柜等。工藝原理：在固體燃料氣化過程中，分別通入空氣和水蒸汽制得空氣煤氣和水煤氣,并成為具有一定比例的混合氣體。這種混合氣體稱之為半水煤氣，它是生產(chǎn)合成氨的基本原料氣。 第12頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-造氣工段煤氣發(fā)生爐殼牌爐第13頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-造氣工段流程簡(jiǎn)述： 向煤氣發(fā)生爐內(nèi)

6、交替通入空氣和蒸汽，與爐內(nèi)灼熱的炭進(jìn)行氣化反應(yīng)，吹風(fēng)階段生成的吹風(fēng)氣根據(jù)要求送三氣崗位回收熱量或直接由煙囪放空，并根據(jù)需要回收一少部分入氣柜，用以調(diào)節(jié)循環(huán)氫，煤氣爐出來的煤氣經(jīng)顯熱回收、洗氣塔冷卻和除塵后，在氣柜中混合，然后去脫硫，第14頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-造氣工段以空氣為氣化劑制取的空氣煤氣粉煤直接氣化：荷蘭殼牌技術(shù)（魯奇爐）：C+O2 CO2+Q ； 2C+O2 2CO ；C+CO2 2CO-Q ； CO+O2 CO2-Q以蒸汽為氣化劑制取的半水煤氣：型煤、間歇式制氣 C+O2 CO2+Q （吹風(fēng)氣）供熱； C+H2O（g） 2CO+H2 ；2 C+H2O（g） 2CO2+

7、2H2 ； CO+ H2O（g） CO2+H2第15頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段為什么脫硫？ 第16頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段為什么脫硫？ 不論是以固體原料，還是以天然氣、重油為原料制備的氫氮原料氣中，都含有一定成分的硫化物。煤氣化半水煤氣中硫化物主要是H2S（90%）,其次是CS2,COS,RSH等有機(jī)硫。其含量取決于原料的含硫量及其加工方法，以煤為原料時(shí)，所得原料氣中H2S含量一般為 13g/m3，有的高達(dá) 815g/m3。 硫的危害： 硫化物對(duì)合成氨生產(chǎn)有著嚴(yán)重的危害，它對(duì)設(shè)備和管道有腐蝕作用，可使變換、甲醇及合成系統(tǒng)的催化劑中毒，還可使銅洗系統(tǒng)的低價(jià)銅

8、生成硫化亞銅沉淀，使操作惡化，增加銅耗。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響（硫脲-紅尿素；FeS-黑碳銨；黑重堿）第17頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段脫硫方法的分類： 按脫硫劑的狀態(tài)可分為干法和濕法兩種。干法是用固體脫硫劑(如氧化鐵、活性炭、分子篩等)將氣體中的硫化物吸收除掉；濕法用堿性物質(zhì)或氧化劑的水溶液即液體脫硫劑(如氨水法、碳酸鹽法、乙醇胺法、腐酸二磺酸鈉法及砷堿法等)吸收氣體中的硫化物。第18頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段反應(yīng)原理： 1）吸收：半水煤氣中的酸性氣體H2S被堿性溶液（Na2CO3）吸收生成NaHS和NaHCO3,其反應(yīng)方程式如下： 堿的溶解(Na2CO3+H2

9、ONaHCO3+NaOH/NaHCO3+H2ONaOH+H2O+CO2 ） Na2CO3H2SNaHS+NaHCO3 /H2S+NaOHNaHS+H2O NH3+H2SNH4HS（氨水脫硫） 2）再生：溶液中的HS-被氧化析出硫(催化劑作用下)： NaHS+O2=NaOH+S NH4HS+O2NH3+S+H2O第19頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段靜電除焦 靜電除焦結(jié)構(gòu)：靜電除焦由塔體部分和電器部分組成。塔體為同心圓式結(jié)構(gòu)。電器部分由高壓電源、控制系統(tǒng)、電暈電極組成。 靜電除焦工作原理：靜電除焦利用強(qiáng)電場(chǎng)的作用，使半水煤氣中的塵埃、油霧等細(xì)微粒帶上負(fù)電向電極移動(dòng)，中和后被吸附排出，

10、達(dá)到凈化氣體的目的。第20頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段脫硫塔 813 脫硫塔直徑5.0m，高38m，裝三段填料，每段填料高5m。 脫硫塔中氣體和液體兩相逆流，脫硫液從上進(jìn)，從下出，而半水煤氣從底部進(jìn)，從頂部出。規(guī)整填料使氣液分布更均勻，接觸更好，使硫化氫更好的被脫硫液吸收。第21頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫硫工段冷卻清洗塔 冷卻清洗塔分為兩段，下端為冷卻塔，上端為清洗塔。 設(shè)置冷卻塔是為了降低從靜電除焦來的半水煤氣溫度，保證脫硫的效果。半水煤氣和冷卻水換熱，降低溫度。 設(shè)置清洗塔是為了除去從脫硫塔出來半水煤氣攜帶的脫硫液等雜質(zhì)。第22頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備

11、-脫硫工段羅茨鼓風(fēng)機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī)主要起輸送氣體的作用。并起一定的加壓作用。 羅茨機(jī)在機(jī)體內(nèi)通過同步齒輪的作用使兩葉輪呈反方向旋轉(zhuǎn)，腔體與葉輪構(gòu)成相互隔絕的進(jìn)氣腔與排氣腔，借助于葉輪旋轉(zhuǎn)將機(jī)體內(nèi)的氣體由進(jìn)氣腔壓縮推送至排氣腔，排出氣體，達(dá)到強(qiáng)制輸送氣體的目的。第23頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-壓縮工段壓縮機(jī)的崗位任務(wù)： （1）氨的合成：因?yàn)樵诤铣砂鄙a(chǎn)中，原料氣的凈化及氨的合成都是在一定壓力下進(jìn)行的，為此要用壓縮機(jī)提高壓力、輸送氣體。通過壓縮機(jī)將脫硫來的半水煤氣逐步壓縮到各工段要求壓力，并暢通送到各工段最后合成氨。 （2）尿素的合成：將脫碳或變壓吸附送來的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)分離器除去水后，經(jīng)

12、壓縮機(jī)一，二級(jí)壓縮提壓后送脫硫槽除去硫化氫，再經(jīng)三、四、五級(jí)壓縮提壓送至尿素崗位作為生產(chǎn)尿素的主要原料氣。第24頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-壓縮工段活塞式壓縮機(jī)的工作原理 根據(jù)氣體狀態(tài)方程：PV=nRT （n物質(zhì)的量；R常量） 當(dāng)氣體的溫度（T）保持不變時(shí)，我們可以通過壓縮氣體的體積（V）來提高氣體的壓力（P）。利用氣體的可壓縮性，通過壓縮機(jī)各段活塞的往復(fù)動(dòng)作而達(dá)到提高氣體壓力的目的。第25頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-壓縮工段第26頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-壓縮工段聯(lián)化公司大壓縮機(jī)-價(jià)值1.5個(gè)億第27頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段變換崗位任務(wù) 將來自壓

13、縮的加壓半水煤氣，在一定的溫度和壓力條件下借助變換催化劑的催化作用，使半水煤氣中CO與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為CO2和H2。其目的是通過轉(zhuǎn)化半水煤氣中的CO獲得合成氨生產(chǎn)所需要的原料H2和尿素（或純堿）生產(chǎn)所需的原料CO2，并且合理回收系統(tǒng)中的熱量。變換崗位生產(chǎn)原理反應(yīng)方程式：CO + H2O（g） CO2 + H2 +Q 副反應(yīng)：CO+H2 C+H2O+Q CO+3H2 CH4+H2O+Q 第28頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段變換催化劑簡(jiǎn)介：中變催化劑: 1)催化劑型號(hào)：中變催化劑主要型號(hào)有B107、B109、B112、B113、B116、B117等。 2)催化劑組成：中變催化劑

14、含F(xiàn)e2O380-90%，Cr2O37-11%，并有少量的K2O、MgO和Al2O3等成分。 Fe2O3被還原形成的具有尖晶石結(jié)構(gòu)的Fe3O4是催化劑的活性組分。 催化劑還原： 3Fe2O3+H2=2Fe3O4 +H2O+9.6kJ 3Fe2O3+CO=2Fe3O4 +CO2+50.8kJ 催化劑還原過程為放熱反應(yīng)，為避免溫度劇升，要嚴(yán)格控制還原氣體量，保護(hù)催化劑。 3）活性溫度：在活性溫度范圍內(nèi)進(jìn)行操作。不同型號(hào)的中變催化劑，反應(yīng)起始溫度為320-380，熱點(diǎn)溫度為450-500 第29頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段 4）催化劑中毒與老化：催化劑中毒是指催化劑因與雜質(zhì)發(fā)生作用而

15、導(dǎo)致活性下降的現(xiàn)象。變換過程中原料氣中的硫化物是引起催化劑中毒的主要原因。Fe3O4+3H2S+H23FeS+4H2O+Q CO變換將大部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為H2S，使催化劑受H2S影響。該反應(yīng)可逆，降低原料氣H2S含量，增加水蒸氣用量，可恢復(fù)催化劑活性。原料氣中灰塵及水蒸氣中無機(jī)鹽等，能造成催化劑永久性中毒。 催化劑衰老是指催化劑長時(shí)間使用后活性逐漸下降的現(xiàn)象。 催化劑氧化：4Fe3O4+O2=6Fe2O3+466kJ 活性組分Fe3O4在50-60以上不穩(wěn)定，易被氧化劇烈放熱，導(dǎo)致飛溫，損壞催化劑。因此要嚴(yán)格控制原料氣O2含量在0.5%以下。 低變催化劑：低溫變換是指操作溫度比中溫變換低的變換工

16、藝。操作溫度多在180-300左右。低溫變換催化劑有Cu-Zn系低溫變換催化劑和Co-Mo系寬溫變換催化劑兩種。Cu-Zn系低溫變換催化劑180即有很高活性，但其耐硫差，對(duì)原料氣硫含量要求苛刻。 Co-Mo系寬溫變換催化劑低溫活性好，抗硫性能好。第30頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段 Co-Mo系寬溫耐硫低變催化劑 1）催化劑種類：常用有B301、B303等 2）催化劑組成：CoO、MoO、K2O3、Al2O3是其主要成分，催化劑經(jīng)過硫化活化后形成的CoS、MoS2是催化劑的活性組分。 3）催化劑硫化：由于未經(jīng)硫化的催化劑不具備催化活性，因此在生產(chǎn)前用加CS2的半水煤氣對(duì)催化劑進(jìn)行

17、硫化，使其具備催化活性。 CS2+4H2=2H2S +CH4+240.6kJ MoO3+2H2S+H2=MoS2 +3H2O+48.1kJ CoO+H2S=CoS +H2O+13.4kJ 硫化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為避免超溫，氣體中硫化物濃度不宜過高。硫化時(shí)CS2用量一般按1m3催化劑150kg準(zhǔn)備。 4）催化劑反硫化： Co-Mo系催化劑反硫化主要是指MoS2的放硫現(xiàn)象。 MoS2+2H2O=MoO2+2H2S 放硫現(xiàn)象會(huì)生成不具備催化活性的MoO2，降低催化劑催化活性。為防止反硫化，進(jìn)低變的反應(yīng)氣體中H2S不能過低，H2S含量有一個(gè)最低值。從化學(xué)平衡來看，汽氣比越低，最低H2S含量越低，催化劑越

18、不易反硫化。第31頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段 5）催化劑中毒：半水煤氣中的O2會(huì)使Co-Mo系催化劑緩慢發(fā)生硫酸鹽化反應(yīng)，使CoS、MoS2中S2-氧化成SO42-,導(dǎo)致催化劑活性降低。因此，低變耐硫催化劑前要設(shè)置一層保護(hù)劑和除氧劑（抗毒劑），避免O2等雜質(zhì)進(jìn)入低變催化劑使催化劑活性降低。半水煤氣中油污在高溫下碳化，沉積在催化劑顆粒中也會(huì)降低催化劑活性。水會(huì)溶解催化劑中活性組分鉀鹽，使催化劑永久失活。其他雜質(zhì)進(jìn)入低變催化劑也會(huì)使催化劑失活。中低低主要設(shè)備：中溫變換爐、低溫變換爐、飽和熱水塔、煤氣換熱器、熱水加熱器、中低變電爐、軟水加熱器、變換氣冷卻器、焦炭過濾器等。第32頁，

19、共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-變換工段第33頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫碳工段 煤經(jīng)氣化制得的半水煤氣，經(jīng)脫硫、變換后含有一定量(2330)的CO2 ，半水煤氣在進(jìn)入合成工序前必須將CO2清除干凈，因?yàn)镃O2易使合成氨催化劑中毒。同時(shí)CO2是制造尿素、碳酸氫銨和純堿的重要原料。因此在整個(gè)合成氨中必有一個(gè)脫碳工序。崗位任務(wù)：將變換氣中的CO2脫除掉，制得合格的凈化氣,并將脫除下來的CO2提純回收用于后續(xù)產(chǎn)品(尿素、碳銨、純堿等)生產(chǎn)。 脫碳主要方法：化學(xué)法： 變換氣中CO2直接參與反應(yīng)并生成其他鹽，達(dá)到除CO2的目的。 如碳化：CO2+NH3H2O=NH4HCO3 物理吸附法： 碳酸

20、丙烯酯法、NHD（聚乙二醇二甲醚）法、低溫甲醇洗滌法、變壓吸附脫碳法、改良熱鉀堿法等。利用溶劑或吸附劑在一定壓力下對(duì)不同組分的選擇性吸收（溶解度的較大差異）來達(dá)到脫除CO2的目的。第34頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫碳工段 3、變壓吸附脫碳法： （1）變壓吸附的基本原理：吸附劑對(duì)吸附介質(zhì)在不同分壓下有不同吸附容量，并且在一定的吸附壓力下，對(duì)被分離的氣體混合物的各組分又有選擇吸附的特性。加壓吸附除去原料氣的雜質(zhì)組分，減壓（抽真空）脫除這些雜質(zhì)，從而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個(gè)吸附床，循環(huán)地變動(dòng)所組合的各吸附床壓力，就可以達(dá)到連續(xù)分離氣體混合物的目的。 a、變壓吸附脫碳優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品氣純度

21、高；工藝簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的預(yù)處理系統(tǒng)；運(yùn)行費(fèi)用非常低、能耗低、吸附劑消耗也非常小 （吸附劑設(shè)計(jì)使用年限15年）；采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，其自動(dòng)化程度較高，開停車及正常操作較方便簡(jiǎn)單。 b、變壓吸附脫碳常用吸附劑為：硅膠（脫二氧化碳）、活性氧化鋁（脫水）和活性炭（脫二氧化碳、脫甲烷、脫硫）。 c、變壓吸附工作基本步驟：加壓下吸附；減壓或抽真空解吸；再升壓吸附。第35頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-脫碳工段工藝流程簡(jiǎn)述：來自變換崗位的變換氣（含CO2 2628%，溫度40）經(jīng)氣水分離器分離掉機(jī)械水后，進(jìn)入提純吸附塔，將變換氣中的CO2、水、硫等吸附下來，未被吸附的H2、N2以及殘存的CO2，進(jìn)入凈化

22、吸附塔，再次吸附，將CO2降到0.5%以下，一同與未被吸附的H2、N2送后工序使用。提純裝置待吸附飽和后，再經(jīng)過四次均壓，用96%以上的CO2置換吸附，將其他雜質(zhì)置換出來。然后通過抽真空將吸附的水、硫及CO2解析出來，進(jìn)入CO2氣柜，再通過羅茨機(jī)加壓后送入CO2壓縮機(jī)一段入口，凈化裝置待吸附飽和后經(jīng)四次均壓逆放，通過抽真空使吸附劑獲得再生。第36頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-粗甲醇工段聯(lián)醇生產(chǎn)簡(jiǎn)介：甲醇合成裝置串聯(lián)在合成氨生產(chǎn)裝置之中，用合成氨原料氣CO、CO2、H2合成甲醇，同時(shí)達(dá)到減輕精煉負(fù)荷的目的。作用：合成氨副產(chǎn)甲醇；凈化進(jìn)精煉系統(tǒng)的原料氣，減輕精煉負(fù)荷及消耗。甲醇崗位任務(wù)： 將

23、壓縮機(jī)五段來的含有CO、H2和少量CO2的混合氣體經(jīng)油分后送入合成塔，在一定的溫度、壓力和銅基觸媒的作用下，CO、CO2和H2合成為粗甲醇，經(jīng)冷卻分離，將粗甲醇送入甲醇槽，回收弛放氣，粗甲醇送有機(jī)精加工，分離后，部分含H2、N2、少量CO氣體部分循環(huán)使用，大部分送精煉工段凈化。生產(chǎn)原理：主反應(yīng)方程式：CO+2H2=CH3OH+Q CO2+3H2= CH3OH+H2O+Q 副反應(yīng)方程式： 2CO+4H2=CH3OCH3+H2O+Q CO+3H2=CH4+H2O+Q CO+4H2=C2H5OH+H2O+Q第37頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-精煉工段 經(jīng)過脫硫、變換和脫碳后的原料氣仍然含有少量

24、CO、CO2、O2及H2S等有害氣體，為了防止它們對(duì)氨合成催化劑的毒害，我們需要對(duì)氣體進(jìn)一步凈化精煉。中小氮肥絕大多數(shù)采用銅氨液吸收法來精制原料氣。甲烷化和雙甲工藝現(xiàn)在被推廣。崗位任務(wù)： 在高壓、低溫的條件下，用醋酸銅氨液（以下簡(jiǎn)稱銅液）吸收來自變壓吸附崗位原料氣中CO、CO2、O2及H2S等有害氣體，制得合格的精煉氣體（CO+CO225ppm）送合成崗位合成氨，吸收后的銅液經(jīng)減壓、加熱，使其再生后恢復(fù)原有吸收能力，循環(huán)使用，解析出來的再生氣及帶出來的氣氨均回收利用。 第38頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-精煉工段精煉銅洗原理高壓低溫洗滌吸收： （1） 銅氨液吸收CO是在游離氨存在下，依靠

25、低價(jià)銅離子進(jìn)行的： Cu(NH3)2Ac+CO(液相)+NH3= Cu(NH3)3AcCO+Q （2）吸收CO2是依靠銅氨液中的游離氨，反應(yīng)如下: 2NH3+CO2+H2O =(NH4)2CO3+Q 生成的(NH4)2CO3會(huì)繼續(xù)吸收CO2而生成NH4HCO3 (NH4)2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3+Q （3）銅氨液吸收O2的反應(yīng)是依靠低價(jià)銅進(jìn)行的，其反應(yīng)方程式如下 4Cu(NH3)2Ac+8NH3+4HAc+O2=4Cu(NH3)4Ac2+2H2O+Q （4）銅氨液吸收硫化氫的反應(yīng)主要是依靠其中的氫氧化銨，其反應(yīng)方程式如下 2NH4OH+H2S (NH4)2S+2H2O+Q 2

26、Cu(NH3)2Ac+H2S= Cu2S+2NH4Ac+(NH4)2S第39頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-精煉工段低壓加熱解吸再生： （1）吸收了CO、CO2、H2S、O2等有害物質(zhì)的銅液，通過再生解吸后循環(huán)使用： Cu(NH3)3AcCO= Cu(NH3)2Ac+CO+NH3-Q NH4HCO3=NH3+CO2+H2O-Q (NH4)2S=2NH3+H2S-Q （2）還原高價(jià)銅以維持銅液銅比 2Cu(NH3)2+CO+H2O=2Cu+CO2+2NH3 +2NH4+-Q Cu+Cu2+=2Cu+-Q 2Cu2+CO+H2O=2Cu+CO2+H2-Q主要設(shè)備：銅洗塔、再生器、銅分、油分、化

27、銅桶、氨冷器、臥冷、還原加熱器等。第40頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-合成工段崗位任務(wù)：將經(jīng)過精制合格的氫、氮?dú)庠诟邷亍⒏邏簵l件下，借助于催化劑的作用合成為氨，經(jīng)冷凝分離得到液氨。反應(yīng)原理：氫和氮在460、31.4MPa、H2/N22.22.8 和鐵系催化劑存在下發(fā)生如下化學(xué)合成反應(yīng)： 3H2+N2 2NH3+92.44kJ/mol 合成氨反應(yīng)步驟如下：1）氣體反應(yīng)物擴(kuò)散到催化劑外表面；2）反應(yīng)物進(jìn)一步擴(kuò)散到催化劑毛細(xì)孔內(nèi)表面；3）氣體被催化劑內(nèi)表面的活性吸附；4）反應(yīng)氣體在催化劑的表面進(jìn)行反應(yīng)，形成吸附態(tài)的氨；5）生成的氨從催化劑內(nèi)表面上脫吸；6）脫吸的氨從毛細(xì)孔內(nèi)表面向催化劑外表面擴(kuò)

28、散；7）產(chǎn)物氨從催化劑外表面擴(kuò)散至氣相主體。第41頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-合成工段第42頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-尿素工段合成尿素原理與方法： 原理：由液氨與二氧化碳?xì)怏w直接在一定的溫度和壓力下合成尿素，總反應(yīng)式為： 2NH3(液)+CO2(氣) CO(NH2)2(液)+H2O(液)+Q 合成尿素分兩步進(jìn)行： 第一步由氨與二氧化碳生成中間產(chǎn)物甲銨，其反應(yīng)式為： 2NH3(液)+CO2(氣) NH2COONH4(液) +100kJ/mol 第二步由甲銨脫水生成尿素，其反應(yīng)式為：(合成尿素過程中的控制反應(yīng)) NH2COONH4(液) CO(NH2)2(液)+H2O(液)-27.5kJ/mol 合成尿素工業(yè)化生產(chǎn)方法 ： 水溶液全循環(huán)法、二氧化碳?xì)馓岱ā睔馓岱ǖ鹊?3頁，共46頁。3、各工段工藝及設(shè)備-尿素工段第44頁，共46頁。謝謝大家！第45頁，共46頁。46凡事不要說我不會(huì)或不可能，因?yàn)槟愀具€沒有去做！47成功不是靠夢(mèng)想和希望，而是靠努力和實(shí)踐48只