文档介绍：合成氨原料气(变换气)的脱CO2
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常州励志化工有限公司合成氨原料气(变换气)脱CO2。原料气处理量为1000m3/h(标准状态),CO2含量为13%(体积百分率,下同),要求合成氨原料气经吸收塔后CO2被吸收90%。
1)根据生产工艺要求,查阅工艺物料(变换气等)的相关信息;
2)能根据工艺要求选用合适的分离方法与分离设备;
3)能识别各种吸收塔设备及相关部件,确定分离方法与设备;
4)能根据生产要求选择合理的吸收方案吸收剂,并编制用水洗脱CO2工艺的初步方案
任务一:
最大用途为氮肥(尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等),占总产量的85%
炸药(NH3 HNO3 硝酸铵等)
化纤及塑料(己内酸胺、尼龙6单体、己二胺、丙烯腈等)
致冷剂
其他(磺胺类药物、维生素、氨基酸等)
1、合成氨工业的重要性
一、合成氨工艺信息
2、合成氨的原料及原则流程
+==NH3 ΔHӨ298=- kJ·mol-1
N2:来源空气, 在制氢过程中直接加入空气,
或低温下将空气液化、分离而得;
H2:来源于水或含有烃的各种燃料。
以焦炭、煤、天然气、重油等燃料与水蒸气作用气化得
合成氨生产的原则流程:
3、原料气的制造
把煤或焦炭中的可燃物质转变为H2、CO和CO2。气化所得的气体统称煤气,进行气化的设备叫煤气发生炉。
采用间歇法造气时,空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风,制得的煤气叫空气煤气;通入水蒸气的过程称为制气,制得的煤气叫水煤气;空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。
①固体燃料气化法
吹风 2C+O2+ = 2CO+ ΔH0=- kJ·mol-1
制气 C+H2O(g)= CO+H2 ΔH0 = kJ·mol-1
总反应 7C+O2+ N2+5H2O(g)==7CO+ N2+5H2
ΔH0= kJ·mol-1
固体燃料气化法的化学计量方程式为:
工业上采用间歇操作送风发热法,即交替进行吹风和制气。
缺点:气化设备简单、便于控制,能耗大,约有一半原料被当作燃料烧掉,生产能力低,产生三废(煤渣、含氰废水、含硫废气等)较多。
②烃类蒸汽转化法以轻质烃为原料生产原料气。
CH4 + H2O=3H2 + CO ΔH0=
CH4 + 2H2O=4H2 + CO2 ΔH0=
优点:获得的粗原料气与半水煤气相比,含氢量高,含CO量低,杂质气体亦较少,后处理负担轻。
重质烃是石油蒸馏时,沸点高于350℃时的馏分。氧,蒸汽和重质烃在炉中燃烧放热,。
③重质烃部分氧化法
发生下列反应:
4CmHn + (4m+n)O2=4mCO2 +2n H2O+Q
2CmHn + 2mH2O=2mCO +(n+2m) H2-Q
2CmHn + 4mH2O=2mCO2 +(n+4m) H2-Q
2CmHn + 2mCO=4mCO +n H2 - Q
该法的缺点是需用纯氧作原料,增加较多的投资,另外,去除炭黑也需增加投资。
主要是H2S,其次是CS2,硫氧化碳(COS),硫醇(RSH)等有机硫。其含量取决于原料的含硫量及加工方法. 以煤为原料,原料气中H2S含量一般为2~3g·m-3,有的高达20~30g·m-3。
(2)原料气的净化
脱硫,变换,脱碳, 气体的精制.
H2S对设备和管道有腐蚀作用,使变换及合成系统的催化剂中毒,还使铜洗系统的低价铜生成硫化亚铜沉淀,增加铜耗。
①脱硫