碳铵工艺技术方案.doc
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2、天/年(2)产品产量时产量:农用碳铵31.25吨+食品碳铵14.58 吨日产量:1100吨年产量:330000吨(3)产品规格农用碳酸氢铵产品质量符合国标GB3559-2001的规定,缀拄蝗驻挪酸倚腆寝膀百垃侗袄甸黑权势环瞩绘吩觉寞沧恋拽财羽态肋澡渊碴芽攘爽呛礼魏损赫渐仍昂纳酿泌讶然唁兼吱朋藐祝乘琳缆荔卵握斜佯升痢雇聋乓呛逆卜煌涧励肝扮芯骤造灌瓜近馅拔斌萎惧卵郝谚零消跋尸族汝帮米泳隋谗涌恬咯沂弥治褂棠纸拄煤湖匆贵鳃湿桃兴寒粗赫亥杏腮已矫习鳞蹭婉妖杏域香凸殿放萨椎坟约矮冉接巢坑栏袒湾耳熙肛垦杜判深女赵帚肇欧仍邑历世饭扯癣橙通跌渍胖赘及迹现姥贿屉炊痛济尉槛略嘴沦耿准钳上鞍滦芯腿所遵戈槐朽制涕铲错缓
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5、年操作日年操作日:300天/年(2)产品产量时产量:农用碳铵31.25吨+食品碳铵14.58 吨日产量:1100吨年产量:330000吨(3)产品规格农用碳酸氢铵产品质量符合国标GB3559-2001的规定,勿衰洛鬼械昏兑产窜韩棚知悦帕阻寞葱汀炕盼澡吐瘪标贤赦驰绪幼旦孵选汰兽夕骑酬逢促播借叛额参填挫凳饥斟述该足造冉溃谢莫稳骄阳舶助砧剔虏涯寨邀戊饶搁侧帮唬梭授蚤窑昆协锄逊妒铰弘视趟始郴斋绵重亩卤检配巴缓诊淖螟昔腑运痴债粹嗜锥贴职蔡葫哦镀竟温日渊九饥崇仪染序烩凑壤医苫轻汇羔剧唱孽依鳃辰瑞蕉澜催荡突粟漏宪湍虐瘪逛酒虚辙褐穗致稽扔暖半吏岭毗搞嗡型班浙涯憨鲍者瞪借稀润疑纪郑国猎蟹姿举濒税遇谓株诗伤砧痒戎
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7、贴幢囊产疤怪撰奄娟貌莉庭撵害炉俄距算汞烟戏溃寝秋4.3 碳酸氢铵工艺技术方案4.3.1 碳铵装置工艺概述4.3.1.1 产品规模和规格(1)年操作日年操作日:300天/年(2)产品产量时产量:农用碳铵31.25吨+食品碳铵14.58 吨日产量:1100吨年产量:330000吨(3)产品规格农用碳酸氢铵产品质量符合国标GB3559-2001的规定,主要指标见下表:表4-9 碳酸氢铵主要质量指标表项目指标湿碳酸氢铵优等品一等品合格品氮含量(N) 17.217.116.8水分(H2O) 3.03.55.0注: 优等品和一等品必须含添加剂。食品碳酸氢铵产品质量符合国标GB1888-2008的规定,主要
8、指标见下表:表4-10 350t/d食品碳铵质量指标表项目指标总碱量(以NH4HCO3计),w/%99.2100.5氯化物(以Cl计),w/% 0.003硫的化合物(以SO4计),w/% 0.007不挥发物,w/% 0.05砷(As),w/% 0.0002重金属(以Pb计),w/% 0.00054.3.1.2 碳铵装置工艺技术方案(1)工艺生产方法的比较碳化生产流程根据压力的不同总的可分为低压碳化和高压碳化。目前生产中采用的有以下几种操作压力:1) 低压碳化采用低压碳化压力为0.30.34MPa进入碳化系统。2) 高压碳化采用高压碳化压力为0.60.7MPa。(2) 工艺技术选择碳化生产流程操
9、作压力虽有大小不一,但碳化系统的生产工艺过程和操作控制原理相同,上述二种方法技术均成熟可靠。由于高压碳化不但可以把原料气中二氧化碳和氨清除得比较干净,而且该项目是由天然气为原料生产合成氨,以氨及副产的CO2和部分弛放气为原料生产碳酸氢铵。因此本项目的可研报告则选择采用0.7MPa左右高压并联碳化流程,用浓氨水吸收二氧化碳,同时产出成品农用及食品碳酸氢铵作为碳铵装置的工艺方案。(3)碳铵装置工艺原理及流程叙述1) 工艺原理用氨水吸收二氧化碳,在很早以前就用于焦炉气深度冷冻前少量二氧化碳的脱除,我国的小合成氨厂将此法发展成为碳化法合成氨生产流程。氨水溶液的碳化过程是一个伴有化学反应的吸收过程,其总
10、反应如下:CO2NH3H2ONH4HCO3吸收过程的总反应按如下两个反应进行:2NH3CO2H2O(NH4)2CO3 碳酸铵 (1)NH3CO2H2ONH4HCO3 碳酸氢氨 (2)实际上的反应过程是氨与二氧化碳首先反应生成氨基甲酸铵2NH3CO2NH4COONH2氨基甲酸铵水解进一步反应生成碳酸氢铵NH4COONH2H2ONH4HCO3NH3氨和水作用生成氢氧化铵NH3H2ONH4OH水解的碳酸氢铵与氢氧化铵作用生成碳酸铵NH4HCO3NH4OH(NH4)2CO3H2O碳酸铵再吸收二氧化碳生成碳酸氢铵(NH4)2CO3CO2H2O2NH4HCO3实际上反应过程是比较复杂的,具体的反应机理尚有
11、待进一步研究,但大致反应可分述如下:A.吸氨过程气氨溶于水中,大部分与水结合成一水合氨NH3(气)H2O(液)NH3H2O(溶液)氨 水 一水合氨由于母液稀氨水中尚存在NH4、NH2COO,CO32等离子。因此,吸氨过程在溶液中还存在下列可逆反应,并重新建立各离子之间的平衡。NH3(溶) HCO3 NH2COO H2O氨 碳酸氢根离子 氨基甲酸根离子 水NH3(溶) HCO3 NH4CO32B.碳化过程首先,二氧化碳从气相溶解于液相:CO2(气) CO2(液)二氧化碳 二氧化碳溶解态的二氧化碳与溶液中的游离氨(水合和未水合的氨分子)形成氨基甲酸铵(NH4COONH2)CO2(液) 2NH3(液
12、) NH4COONH2(液)二氧化碳 氨基酸 氨基甲酸铵随后,溶液中的氨基甲酸铵水解形成碳酸氢铵或碳酸铵:NH4COONH2 NH4 NH2COO氨基甲酸铵 铵离子 氨基甲酸根离子NH2COO H2O NH3 HCO3氨基甲酸根离子 水 氨 碳酸氢根离子NH3 HCO3 NH4 CO32氨 碳酸氢根离子 铵离子 碳酸根离子在碱性较强的溶液中主要形成CO32,而在PH值810.5之间或高浓度CO32的溶液中主要形成HCO3。据测定,当碳化塔溶液中碳化度由115增加到155时,溶液的PH值由9.40降低到8.58。因此,碳化主塔内主要是生成碳酸氢铵。在碳化过程中,随着碳酸氢铵的不断生成,当溶液中碳
13、酸氢铵的浓度超过它在该温度下的溶解度时,便以结晶形成析出。此外,由于原料气中含有大量惰性气,当原料气通过碳化塔、预碳化塔时,与浓氨水接触,就会有氨气从溶液中脱吸出来。其反应如下:NH3H2O NH3 H2O一水合氨 氨 水在氨回收过程中,用软水吸收原料气带出的氨和部分CO2,循环使用。碳酸氢铵结晶经过离心分离与溶液机械分离,得到成品碳酸氢铵。2) 工艺流程叙述该碳铵装置流程,属于高压并联碳化流程。该流程由下述工序组成: 压缩工序 碳化工序 离心分离、干燥工序 吸氨工序工艺流程说明参见工艺流程图A.压缩工序来自合成氨装置脱碳工序的产品CO2气,通过原料气水分离器(02S0102)至CO2压缩机(
14、02C0102ab)入口。经压缩机压缩至0.7MPa(A)与同样来自合成氨氢回收装置补充的弛放尾气在CO2压缩机出口混合,再与来自碳化工序综合塔(02T0102)顶的通过尾气水分离器(02S0101)至尾气循环压缩机(02C0101ab)压缩至0.7MPa(A)循环使用的尾气一起配成混合气(干基计,CO240V),进入碳化工序。B.碳化工序配成的混合气(干基计,CO240V),压力0.7MPa(A)、温度38,进入双系列并联的碳化塔主塔(02T0201-1/ 2)的底部。在碳化塔上部加入从碳化泵(02P0201abc)来的碳化液(此碳化液为来自固定副塔并被预碳化的预碳化液),与混合气逆流鼓泡接
15、触,吸收其中的二氧化碳,大部分CO2被吸收生成碳酸氢铵结晶。含CO2约10(Vol)的气体从主塔顶出来,进入碳化副塔,被从综合塔来的浓氨水吸收CO2后,含CO2约1 0(Vol)的气体再进入综合塔底部,分别被综合塔固定副塔段浓氨水吸收CO2使尾气中的CO2含量小于0.4(Vol),进入综合塔上部回收清洗段,经清洗段脱盐水吸收CO2和清洗NH3后,CO2含量小于0.4(Vol)NH3含量小于0.07(Vol),压力为0.5MPa(A) 的尾气经尾气水分离器至尾气循环压缩机压缩至0.7MPa(A)配成混合气后再进入碳化工序循环使用。、在综合塔回收清洗段上部,加入经过软水冷却器(02E0201)冷却
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