合成氨生产工艺流程

合成氨生产工艺流程内容摘要：

塔温剧降，系统压力上升。 （ 2）事故发生的原因 ，塔顶分离空间太小。 ，使阻力增大。 ，或铜液总铜浓度过高。 开关阀门 过猛、过快，开停车加量过猛、过快。 （ 3）事故应急处理措施 ，并联系调度减量或停车。 ，排净铜分铜液，防止继续带液。 CC机，加强冷交放氨监控，开大近路。 ，开导入放空（根据导入压力），若不超压，可在油分排油阀处排。 ，同时打开导入油分、循环气油分排净铜液。 ，堵住处流沟道，并回收铜液。 ，塔前吹净后，以彻底清除系统内铜液。 ，使催化剂中毒，则可在高温低压下用新鲜气进行置换和还原，以恢复催化剂活性。 如处理无效，则只有更换催化剂。 六、操作问答。 它的主要理化性质有哪些。 答：乙酸铜氨液是由乙酸、铜和氨通过化学反应后配制成的一种溶液，简称铜液或铜氨液铜在铜液中分别以低价铜离子（以 Cu+表示）和高价铜离子 (以 Cu2+表示 )两种形态存在，两者浓度之比 (Cu+: Cu2+)称为铜比 ,两者浓度之和 (Cu2++ Cu+)叫做总铜 (以 TCu表示 )铜液中铜离子或其他组分的浓度 ,通常以 mol/L表示。 高价铜离子的溶液呈蓝色 ,没有吸收 CO 的能力，能吸收 CO 的是低价铜离子 ,纯低价铜离子的溶液无色，如将铜液置于空气中 ,其中的低价铜离子易被空气中的氧所氧化，变为高价铜离子，随着高价铜离子的增多，铜液的颜色也逐渐变深。 铜液中的氨是以络合氨、固定氨和游离氨三种形态存在的。 所谓 “络合氨 ”，就是与低价铜、高价铜络合一起的氨 :Cu(NH3)2+、 Cu(NH3)4+。 所谓固定氨，就是与酸根结合在一起的氨，例如 NH4AC、 (NH4)2CO NH4HCO3等。 所谓 “游离氨 ”，就是呈物理溶解状态的氨。 络合氨、固定氨游离氨三者之总和称为总氨 (以 TNH3表示 )。 乙酸是络离子 Cu(NH3)2+、 Cu(NH3)4+的酸根，为确保络合物的稳定，乙酸含量保持为总铜含量的。 铜液再生后含残余 CO和 CO2的量应分别控制在 (标 )/m铜液 下。 铜氨液的组成如下 :(单位 :mol/L) 33 铜氨液的密度约为 ～ ,凝滞点为 12℃ 冰点 25℃ ，铜液的黏度很大 ,随温度降低而 很快增加。 铜氨液中因含有氨故有强烈的氨味 ,呈碱性 ,对钢材腐蚀甚小 ,但对人的眼睛有极大的伤害性 ,在生产中要严加防护。 CO的原理是什么。 该反应有什么特点 ? 答：铜氨液吸收 CO 是在游离氨存在下 ,依靠低价铜离子进行的 ,其反应如下： Cu(NH3)2AC+CO(液相 )+NH3= Cu(NH3)3ACCO+Q 铜氨液吸收 CO的作用 ,首先是 CO与铜氨液接触而被溶解 ,CO再和低价铜离子作用生成络合物 ,并有热量放出。 从上列反应式可以看出铜氨液吸收 CO的反应有以下特点： ? 铜氨液与 CO 之间的 反应是可逆的 ,按操作条件的不同 ,反应可以向右或向左进行 ,反应向右进行称为吸收 ,向左则称为解吸。 ? CO必须首先溶解于铜氨液中才能起化学反应，而 CO在铜氨液中的溶解度是随着温度的升高而减少的 ,所以降低温度有利于 CO 的溶解，同时这一反应是放热的 ,降低温度有利于反应向右进行。 ? CO 在铜氨液中的溶解度随着压力的增高而增大 ,所以提高压力有利于 CO的溶解，另外 ,这是个体积缩小的反应过程 ,对于体积缩小的过程 ,提高压力是有利的。 ? 增加反应物的浓度 ,有利于该吸收反应进行，因此 ,增加游离氨量与低价铜离子的浓度 ,对 吸收一氧化碳是有利的。 CO 外、还能吸收哪些气体。 它们的吸收原理是什么。 如果这些有害气体含量过高对铜氨液有什么危害。 答：铜氨液除能吸收 CO外 ,还能吸收 CO O H2S等气体。 ? 吸收 CO2是依靠铜氨液中的游离氨 ,反应如下： 2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3+Q 生成的 (NH4)2CO3会继续吸收 CO2而生 NH4HCO3 (NH4)2CO3+CO2+H2O = 2NH4HCO3+Q 以上两个反应都是放热反应 ,在吸收过程中会放出大量热量 ,使铜液温度上升 ,影响 吸收能力，生成的碳酸铵和碳酸氢铵在温度较低时易于结晶，当铜氨液中的乙酸和氨量不足时 ,铜液吸收 CO2 后又会生成碳酸铜沉淀 ,所有这些 ,都将造成设备和管道堵塞 ,影响生产。 所以 ,进入铜洗系统的原料气中 CO2 的含量不可太高 ,并且铜液中应有足够的氨和乙酸含量。 此外，由上反应式可知，若铜液中的 CO2量愈大 ,游离氨愈少 ,则吸收后气体中残留的 CO2也愈多，同时与温度也有关系 ,低温有利于 CO2的吸收，高温有利于解吸，若新鲜铜氨液中 CO2含量小于 ℃ 时，经铜洗后气体中的 CO2含量可低于 10ml/m3。 ? 铜氨液吸收 O2 的反应是依靠低价铜进行的 ,其反应如下： 4Cu(NH3)2AC+8NH3+4HAC+O2=4Cu(NH3)4(AC)2+H2O+Q 铜氨液吸收氧以后 ,便使其中的低价铜氧化成高价铜 ,铜比因此降低 ,铜液的吸收能力也就减弱，由上反应式可看出 ,一个 O2 分子可以使四个 Cu+ 氧化成 Cu2+。 答：铜氨液中的总铜含量是低价铜和高价铜之和，不可过高，也不可过低，一般控制在 ～。 总铜含量高 ,低价铜含量也随之增高 ,对 于吸收有利 ,但总铜含量过高 ,会使铜氨液黏度增加 ,当其流过管道及铜洗塔时 ,阻力增加 ,不仅会多消耗功力 ,而且还容易造成带液事故；总铜含量过低 ,低价铜的含量也随之降低 ,对吸收不利 ,精炼气的质量也会因此得不到保证。 铜比是表示铜氨液中低、高价铜的相对含量 .在总铜不变的条件下 ,增高铜比 , 也就是增加铜氨液中低价铜的含量 ,对吸收是有利的，但铜比过高 ,容易产生金属铜沉淀 .使铜氨液中总铜含量降低 ,反而影响其吸收能力 .而且沉淀出来的金属铜会堵塞设备和管道 ,妨碍生产。 ? 答：铜氨液中的氨以络合氨、固定氨和游离氨三种形态存在，络合氨是与低价铜和高价铜离子络合在一起的氨，固定氨是呈铵离子状态的氨，而游离氨则是呈游离状态物理溶解的氨，此三种氨浓度之和称为总氨。 游离氨的浓度 ,随总氨浓度的上升而增加，因此 ,在操作中如遇到 CO和 CO2含量增高时 ,也可采用增补液氨提高总氨量的方法来补救。 铜氨液中游离氨不足 ,低价铜络氨盐是不稳定的 ,即发生低价铜络氨盐的分解和氧化还原反应 ,生成棕黄色乙酸铜沉淀和金属铜沉淀。 反应如下： Cu(NH3)2AC=CuAC+2NH3 2Cu(NH3)2AC=Cu(NH3)4(AC)2+Cu 当原料气二氧化碳含量增高时 ,还会生成碳酸铜沉淀，这些产生沉淀的反应不但使铜氨液中的总铜减少 ,降低吸收能力 ,严重时会造成设备堵塞 ,引起带液及微量跑高的事故。 总之 ,铜氨液中氨含量增加不仅对稳定铜氨液组成和增加铜的溶解度有利 ,此外 ,还有利于对一氧化碳 .二氧化碳 .氧和硫化氢的吸收，但氨含量也不能过高 ,否则会增加再生时的氨损失，一般铜氨液中的总氨控制在 9～ 13mol/L之间。 铜氨液中的氨容易蒸发而损失 ,氨损失最大是在再生工序 ,因此需要经常向铜氨液中补充液氨，补充氨量的大小 ,根据铜氨液中游离氨含量的高低决定。 游离氨 =总氨 (络合氨 +固定氨 ) =总氨 (2Cu2++Cu++2CO2+HAC) 一般在操作中 ,维持游离氨在 ～。 CO 和 CO2 含量以及油污含量的高低对铜洗操作有什么影响 ? 答：再生后的铜氨液中残余 CO和 CO2含量愈低愈好 ,因为在铜洗塔内 ,如果铜氨液中残余 CO和 CO2含量过高 ,则使出塔气体中的 CO和 CO2含量升高 .所以一般控制再生后铜氨液中的 CO 含量降至 ,CO2 残余量小于。 铜氨液中油含量在铜洗塔内影响传质过程的进行，在加热器、水冷器、氨冷器中影响传热效果 .此外铜氨液中油污增多后 ,其中部分低价铜离子被油污所包围 ,影响了吸收效率 ,堵塞设备和管道 ,影响生产的正常进行。 因此 ,要求铜氨液中油污含量愈少愈好 ,一般要控制在。 、铜洗操作压力以及铜氨液流量对铜洗的操作有什么影响 ? 答 :铜氨液温度是指其进铜洗塔的温度，铜氨液温度与铜洗操作关系很大 ,降低温度对吸收反应有利 ,铜氨液的吸收能力增加，铜氨液在 10℃ 以下 ,吸收能力较强 ,超过15℃ 则吸收能力迅速降低 ,但 温度太低 ,不仅铜氨液黏度增大 ,使铜洗塔阻力增加 ,并容易生成碳酸铵结晶 ,堵塞设备，此外 ,也易发生气体带出铜液的事故，因此铜氨液温度一般应维持在 8～ 15℃ 左右。 铜液吸收 CO、 CO O2 和 H2S都是放热反应 ,故在塔内进行吸收反应的同时 ,还会放出相当多的热量而使铜氨液温度升高，经吸收后的铜氨液 ,它的出塔温度大约升高 15～ 20℃ 左右。 铜洗的操作压力对铜洗的操作也有很大影响，铜洗操作压力愈高，则气体中的CO 分压愈高， CO 在铜氨液中的溶解度也就愈大，因此提高铜洗操作压力，可以提高吸收效率，但 CO分压超过 ～ ,铜氨液吸收能力随压力的增加就很缓慢了。 选择铜洗操作压力要与铜氨液的吸收能力和其再生情况密切结合 ,如铜氨液吸收能力强 ,且再生彻底 ,铜洗压力就可低些 ,反之铜洗压力就需增高些，一般铜洗操作压力应维持在 12MPa左右。 在铜氨液成分、温度和铜洗操作压力相对稳定的情况下 ,铜氨液的流量应随生产负荷及原料气成分的变化做相应调整，增加铜氨液流量 ,可以减轻单位体积铜氨液的吸收负荷 ,降低精炼气中 CO、 CO2 的含量，但铜液流量不可过大 ,否则不仅浪费动力及增加蒸汽消耗 ,而且容易引起气体带液事故，故其流量一 般应根据具体条件计算确定。 8. 铜氨液再生过程中包括哪些 2Cu(NH3)2++CO+H2O = 2Cu( 金属铜 )+CO2+2NH3+2NH4+Q 生成的金属铜在高价铜存在下再被氧化成低价铜 : Cu+Cu2+ = 2Cu+Q ① 与此同时 ,高价铜本身也可能被 CO还原成低价铜 : 2Cu+CO+H2O = 2Cu+CO2+2HQ 以上这些反应的最终结果是高价铜还原成低价铜 ,CO 则氧化成 CO2,后者好比CO 的燃烧过程 ,所以有时称为湿式燃烧。 湿式燃烧 的结果 ,铜液的铜比升高 ,而残2+++ 余的 CO含量降低。 但铜比过高时 ,反应 ① 的平衡向左移动 ,会导致金属铜的沉淀析出 .因此 ,维持铜氨液中一定浓度的 Cu2+,无论对 CO的彻底消除和保持铜氨液稳定，防止金属铜析出都是必要的。 ? 补充所消耗的氨，乙酸和铜 ,并冷却降温铜氨液再生过程中 ,由于加热温度升高 ,使铜氨液中的氨，乙酸挥发一部分 ,必须补充一定量的氨和乙酸。 吸收过程中 ,部分 H2S 与低价铜离子反应生成了 Cu2S 沉淀 ,降低了铜氨液中总铜的含量 ,必须给铜氨液中补充铜。 在解吸还原以后 ,铜氨液需冷却，降 温 ,使其恢复吸收能力 ,再循环使用。 是如何影响的。