[实用新型]一种合成氨生产精炼再生工艺装置

说明书

(一)技术领域：

本实用新型涉及合成氨生产技术领域。

(二)背景技术：

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匀地进入填料层，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℃左右预热到50℃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℃左右后进入加热器，在此用蒸汽或热水间接加热到75～78℃，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℃，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℃，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℃，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)≒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+CO₂+H₂O＝(NH₄)₂CO₃+热量】生成的碳酸铵(NH₄)₂CO₃会继续吸收而生成碳酸氢铵NH₄HCO₃，【反应式为：(NH₄)₂CO₃+CO₂+H₂O＝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。