一种合成氨生产精炼再生工艺装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种合成氨生产精炼再生工艺装置，涉及合成氨生产技术领域。其方案是：在铜洗塔底部铜液减压阀与回流塔的塔顶缓冲罐之间的管线上设置一台可再生型过滤机并增设其副线和副线阀；并在其进口一侧增设泄压口和安全阀泄压，安全阀出口直通铜液贮桶，在其出口一侧设有压缩空气进气口和压缩空气阀；可再生型过滤机的出口设置在其顶部，在其顶部还设置有放空口和放空阀；放空阀在可再生型过滤机运行时处于关闭状态，可再生型过滤机的腰部设置有铜液灌装口和铜液灌装阀，铜液灌装阀进口连接水冷器或板式水冷器铜液出口管线。可以对铜洗塔方便地进行无污染清理；免除对大部分设备、管道的清理工作，大大提高生产效率，杜绝了环境污染。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种合成氨生产精炼再生工艺装置(-)
本技术涉及合成氨生产

技术介绍
现有合成氨生产精炼工艺装置一般由铜洗和铜液再生两部分组成一个封闭的循 环系统。即90 120kg/cm2左右的原料气，经油水分离器进入铜洗塔的底部，通过升气管 和分布器自下而上均勻地进入填料层，与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触，使原料气中的一 氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢等被铜液吸收。铜洗后的精炼气经除沫后，由塔顶出去，通 过铜液分离器后送后工段。请参照图1，铜液从铜洗塔底部流出，经减压阀减压后，送到回流塔的顶部塔顶缓 冲罐，通过喷头向塔内喷洒，在这里铜液与再生器内解析出来的热再生气逆流相遇，吸收了 再生气中约80%左右的氨和部分水蒸气，并回收了再生气所带出的大部分热量，使本身由 30°C左右预热到50°C左右，此时铜液中60%左右的一氧化碳、二氧化碳在回流塔内解析出 来，与再生器内解析出的再生气一道，由回流塔的放空管放空或回收。铜液在回流塔中吸收氨和预热后，从塔的下侧流出，根据铜液中铜比的高低，决定 铜液由换热器底部(主线)或顶部进入加热器，回流塔出来的铜液进入换热器管间，与管内 铜液换热，温度提高到65°C左右后进入加热器，在此用蒸汽或热水间接加热到75 78V， 沿升液管向上，进入再生器的最上面一层洒液盘，转而向下流经各层洒液盘，最后至再生器 底，在此继续用蒸汽或热水间接加热，以补充铜液解析所需热量及其它热损失，使铜液维持 在75 78°C，此时铜液中残存的有害气体全部解析出来。解析出来的气体即称为再生气。 在回流塔、换热器、加热器和再生器中，同时进行铜液的还原反应。铜液如铜比偏高时，则由 换热器底部加入适量空气，将铜液氧化，以维持正常的铜比。剩余的氮气随铜液进入再生 器，与再生气一道由再生器顶部的升气管进入回流塔。经再生后的铜液，由再生器下侧的溢流管出来，再根据总铜含量的高低，决定流动 路线。若铜液中总铜含量低，则可进入化铜桶，以溶化金属铜来提高其总铜含量，然后进入 换热器管内加热回流塔来的铜液；若铜液中总铜含量高，则可直接由副线进入换热器。经换 热后的铜液进入水冷器，铜液温度可降至30 40°C，然后进入铜液可再生型过滤机，通过 机中滤滤芯管滤去铜液中的油污杂物后，最后进入氨冷器，利用液氨蒸发吸热的作用，使铜 液温度继续降到8 5°C，回到铜液泵缓冲罐，由铜液泵再打到铜洗塔进行吸收。可再生型 过滤机的排渣阀门出口通杂物沉淀池，再生排渣通过压缩空气反复吹净滤芯管。铜洗塔的填料层的清理，则是通过打开铜洗塔放空，向塔内灌入足够量的热水让 填料层淹入热水中，反复多次从塔底部向塔内吹进高压气，促使填料层被吹散开，洗净填 料，最后排出污水。当需要向系统中补充铜液时，从贮桶中来的铜液通过在减压阀与塔顶缓冲 罐之间管线上设有的铜液补充口直接进入系统中。其中铜洗中铜液吸收一氧化碳的 反应铜液吸收一氧化碳是依靠铜液中的亚铜氨络离子和游离氨的存在，反应式为Cu (NH3) 2Ac+CO (液)+NH3 (游离)N Cu (NH3) 3Ac+ 热量其中铜洗中铜液吸收二氧化碳的反应铜液吸收二氧化碳是依靠铜液中游离氨的 存在，反应式为2NH3+C02+H20 = (NH4)2CO3+热量生成的碳酸铵(NH4) 2C03会继续吸收而生 成碳酸氢铵NH4HCO3,反应式为(NH4) 2C03+C02+H20 = 2NH4H CO3+热量由于这两个反应生 成的碳酸铵和碳酸氢铵在温度较低时易于结晶，若铜液中的醋酸和氨量不足时二氧化碳在 铜液中也可能与铜离子结合成碳酸铜沉淀，所以二氧化碳过高时，会生成这些结晶和沉淀， 造成设备和管道的堵塞，影响生产。其中铜洗中铜液吸收硫化氢的反应铜液吸收硫化氢主要依靠铜液中氢氧化铵的 存在，反应式为2NH40H+H2S N (NH4)2S+2H20+热量此时，溶解的硫化氢在铜液中与铜离子 反应，生成黑色的硫化铜或硫化亚铜沉淀。这些沉淀会堵塞设备、管道，影响正常生产。反 应式为2Cu (NH3)2Ac+(NH4) 2S = Cu2S 丨 +2NH4Ac+4NH3]其中铜洗中铜液吸收氧的反应铜液吸收氧主要是依靠低价铜离子的存在，反应 式为4Cu (NH3) 2AC+8NH3+4HAc+02 = 4Cu (NH3) 4Ac2+2H20+热量铜液中游离氨若不足，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，生成棕黄色醋酸铜沉淀，反应式为=Cu(NH3)2Ac = Cu Ac丨+2NH3*金属铜 沉淀反应式为2Cu (NH3)2Ac N Cu (NH3)4Ac2+Cu丨当原料气中二氧化碳含量增高时，还会 生成碳酸铜沉淀严重时同样会造成设备、管道堵塞影响正常生产。经过对原料气的铜洗后的铜液吸收了一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和氧以后失去 原有的吸收能力；为了恢复其吸收能力，循环到再生系统进行再生，再生过程包括两方面 ①使溶解于铜液中的一氧化碳、二氧化碳和硫化氢在减压和加热下分解并解析；②使铜洗 时被氧氧化所生成的高价铜还原成低价铜。反应式为=Cu(NH3)2Ac· CO N Cu(NH3)2Ac+C0 +NH3-热量反应式为 (NH4)2CO3 N 2ΝΗ3 +CO3 +H2O -热量反应式为=(NH4)2S N 2ΝΗ3 +H2S -热量再生还原反应反应式为2Cu (NH3)2' +CCHH2O = 2Cu+C02丨+2NH3+2NH4，-热量现有合成氨生产精炼再生工艺装置存在以下缺陷在铜洗部分因为一系列的化学 反应中产生多种化学物质结晶和沉淀，绝大部分沉淀物随铜液从铜洗塔底部流出，在绝大 部分设备、管道内长时间滞留，产生永久性沉淀，堵塞设备、管道，影响正常生产，极易造成 严重生产事故。因此，在日常生产中经常需要停车清理设备、管道。由于现有技术限制，在 清理过程中会产生大量水污染、大气污染，清理铜洗塔更是消耗大量热水吹洗填料层，大量 硫化铜等化学物质结晶和沉淀及油污杂物被水冲洗进入河流，破坏生态环境……在日常生 产中尽管可以通过可再生型过滤机进行过滤机再生排渣操作，但是已经为时已晚，大量沉 淀物已经对管道设备造成较坏影响，只能除去少量沉淀物；向系统中补充的铜液，未经过过 滤直接进入系统中不能保证铜液的清洁；另外现有可再生型过滤机的顶部开有放空管必须 对天放空铜液中挥发出的多余氨气，否则会产生气阻造成铜液泵抽空无法正常工作，这同 样会对大气产生污染且造成能源浪费。
技术实现思路
为此，克服现有精炼再生工艺装置存在的缺陷，专利技术一种新的精炼再生工艺装置 对合成氨生产的经济性和环保性有着深远的积极意义。本技术的目的提供一种节能减排的无污染的工艺装置，目的在于克服现有装置铜液中的化学物质结晶和沉淀及油污杂物 在设备、管道中长时间滞留，产生永久性沉淀沉淀堵塞设备、管道和解决环境污染以及对铜 洗塔内填料层沉淀物的清理和硫化铜沉淀物的回收问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种合成氨生产精炼再生 工艺装置，具有现有合成氨生产精炼再生工艺装置包含的主要设备铜洗塔、减压阀、回流 塔、塔顶缓冲罐、换热器、加热器、再生器、化铜桶、水冷器、板式水冷器、可再生型过滤机、氨 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成氨生产精炼再生工艺装置，具有现有合成氨生产精炼再生工艺装置包含的主要设备：铜洗塔、减压阀、回流塔、塔顶缓冲罐、换热器、加热器、再生器、化铜桶、水冷器、板式水冷器、可再生型过滤机、氨冷器、铜液泵、铜液泵缓冲罐、铜洗塔、贮桶；其特征是：在铜洗塔底部铜液减压阀与回流塔的塔顶缓冲罐之间的管线上设置一台可再生型过滤机或多台可再生型过滤机并联一起，并也可以增设可再生型过滤机副线和可再生型过滤机副线阀；将可再生型过滤机铜液进口阀的进口与减压阀出口管线连接，将可再生型过滤机铜液出口阀的出口与回流塔的塔顶缓冲罐进口管线连接；将可再生型过滤机副线阀进口与减压阀出口管线连接，将可再生型过滤机副线阀出口与回流塔的塔顶缓冲罐进口管线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪云飞，
申请(专利权)人：倪云飞，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]