年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计

摘 要：本设计为年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计，铜洗工段的主要任务是将碳化来的原料气，通过化学法或物理法，清除原料气中的碳，制成合格的精练气。这是把原料气送往合成之前最后的一个净化步骤。对铜液性质，组成，铜洗工段工作原理，铜液操作条件，铜洗工艺流程及再生的条件，铜洗工艺的发展，进行了论述。通过对铜洗塔,回流塔,再生塔,上加热器,下加热器,水冷器,氨冷器进行物料衡算，热量衡算，工艺参数计算，选型，设计了合理的生产工艺.并绘制了带控制点的工艺流程图，铜洗塔图，设备的车间布置图。 

关键词： 铜氨溶液；  铜洗工艺；   工艺设计

目录

中英文摘要

前言

1 原料气净化方案比较与确定 1

1.1铜氨液吸收法 1

1.2深冷分离法 1

1.3甲烷化法 1

2 铜氨溶液 1

2.1 铜氨液组成 1

2.2 醋酸铜氨液的物理性质 1

2.2.1 密度 1

2.2.2 比热容 2

2.2.3 粘度 2

2.2.4 铜液上方NH3，CO2及水蒸汽的分压 2

3 铜洗工艺的发展及在合成氨工艺中的原理 2

3.1 铜洗工艺技术的现状及发展趋势 3

3.2 铜洗工艺反应吸收传质机理 3

3.2.1 吸收反应机理 3

3.2.2 吸收传质机理 4

3.3铜液的吸收原理 4

3.3.1 铜液对CO的吸收 4

3.3.2  铜液对CO2，O2，H2S的吸收 5

3.4 铜洗工艺的改进 5

3.4.1 吸收温度的优化控制 5

3.4.2 铜洗液的配比控制 6

4 铜洗工艺操作条件及工艺参数的确定 6

4.1 铜液操作条件的选择 6

4.1.1 铜液成分的选择 6

4.1.2 铜液温度，流量及操作压力的选择 7

4.2 铜液再生 7

4.2.1铜液再生原理 7

4.2.2影响铜液再生的因素 8

4.3 铜洗工艺流程与主要设备 8

4.3.1工艺流程 8

4.3.2主要设备 10

5 铜氨液吸收和再生工艺计算 11

5.1 铜液的吸收部分 11

5.1.1 物料衡算 11

5.1.2 热量衡算 13

5.2 铜液的再生部分 13

5.2.1 物料衡算 14

5.2.2 热量衡算 17

6 主要设备工艺计算 21

6.1 铜洗塔 21

6.1.1 已知条件 21

6.1.2 液泛速度WF的计算 22

6.1.3 塔径D的计算 23

6.1.4 填料高度H的计算 23

6.2 回流塔 26

6.2.1 已知条件 26

6.2.2 液泛速度WF的计算 27

6.2.3  塔径D的计算 28

6.2.4 填料高度Hz的计算 28

6.3下加热器 28

6.3.1 已知条件 28

6.3.2 壳程和列管数的计算 28

6.3.4  传热平均温度差 32

6.3.4热负荷 32

6.4 上加热器 33

6.4.1 已知条件 33

6.4.2 传热系数的计算 33

6.4.3 传热平均温度差 35

6.4.4 热负荷 35

6.5 再生器 35

6.6 水冷器 35

6.6.1 已知条件 35

6.6.2 排管规格的选择 36

6.6.3 传热系数的计算 36

6.6.4 传热平均温度差 37

6.6.5 传热面积S的计算 38

6.7 氨冷器 39

6.7.1 已知条件 39

6.7.2 立式沉浸式盘管规格的选择 39

6.7.3 传热系数的计算 40

6.7.4 传热平均温度差 41

6.7.5 传热面积S的计算 41

7 铜洗塔机械设计及选型 41

7.1 铜洗塔的选材 41

7.2 铜洗塔的壁厚计算 41

7.2.1 参数确定 41

7.2.2 计算厚度 41

7.3 液体的喷淋装置 42

7.5 填料支承装置 42

7.6 接管管径计算与选型 42

7.6.1 铜液进口管 43

7.6.2 铜液出口管 43

7.6.3 原料气进口管 43

7.6.4 原料气出口管 43

7.6.5 人孔和卸料口 44

7.7 铜洗塔的塔高计算 42

8 设计结果一览表 44

8.1 气体的组成和数量 44

8.2 重要设备工艺计算一览表 45

9 安全生产及“三废”治理 46

9.1 安全生产 46

9.2 “三废”治理 46

9.2.1 化工污水的一般处理方法 46

9.2.2 废渣的处理 47

9.2.3 废气的处理 47

结束语 48

参考文献 49

致谢 50