无水氨工艺及设备简介资料教程文件.ppt

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1、无水氨工艺及设备简介资料1.1.2间接法从酸性气体中吸收氨，攀钢焦化厂采用的就是间接法。是将脱酸塔顶的酸性气体引出送入间接法弗萨姆装置的吸收塔，用磷酸溶液吸收酸性气中的氨。由于该工艺不与煤气直接接触，几乎不产生酸焦油，与半直接法相比，酸焦油分离和处理设施可大为简化。我们公司采用的是半直接法脱氨。弗萨姆法制取无水氨包括三个主要过程，即用磷酸铵溶液吸收焦炉煤气中的氨、磷铵富液的解吸以及解吸的所得氨汽冷凝液的精馏。磷酸为三元酸，它在水溶液中能离解为磷酸二氢根离子[H2PO4-]磷酸一氢根离子[HPO42-]和磷酸根离子[PO43-]

2、，磷酸是中等强度的酸，其第一级离解常数为101×10-3，在水溶液中主要离解成（H+）及（H2PO4-）由于磷酸的水溶液中含有上述各种离子，所以氨与磷酸作用，能生成磷酸一铵（NH4H2PO4），磷酸二铵[（NH4）2HPO4]和磷酸三铵[（NH4）3PO4]。名称分子式晶型25℃溶解度/%氨蒸汽压/PaPH值50℃100℃125℃磷酸一铵NH4H2PO4正方晶型41.60.00.490.494.4磷酸二铵（NH4）2HPO4单斜晶型72.126.5492947.8磷酸三铵（NH4）3PO4三斜晶型24.1——630511549

3、9.01.1.3磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸三铵的主要性质见下表：由上表可见，磷酸一铵是十分稳定的，要加热到103℃才会分解。磷酸二铵较不稳定，在50℃时就已产生明显的氨蒸汽压，当温度达70℃时即开始放出氨而变成磷酸一铵。磷酸三铵很不稳定。在室温下就分解出铵而变成磷酸二铵，因此在弗萨姆法所用的磷铵溶液中主要含有的是磷酸一铵和磷酸二铵。在低于120℃时，磷铵溶液表面上氨的分压主要与溶液中的磷酸二铵含量有关。当用此种磷铵溶液来吸收荒煤气中的氨时，溶液中的部分磷酸一铵能很好地吸收氨而生成磷酸二铵，而在一定温度下，富液进行解吸时，溶液中的

4、部分磷酸二铵又受热分解放出所吸收的氨还原为磷酸一铵，所得贫液重新返回吸收塔循环使用。上述过程的反应式为：1.2无水氨生产原理采用磷铵溶液吸收氨时，吸收塔后煤气含氨量，主要取决于在吸收操作温度下入塔贫液液面上的氨分压，即取决于磷铵溶液中的磷酸二铵含量。所以在一定的吸收温度下，入塔贫液中的总铵量，一铵和二铵之间的质量比（可以用NH3/H3PO4的克分子比表示），是十分重要的。一般喷洒贫液中的含氨为（6～8.5）%，含磷酸约41%，NH3/H3PO4克分子比约在1.2～1.4之间，循环母液（吸收塔下部循环铵溶液）含氨为(8.5～10

5、.5)%，含磷酸约44%，NH3/H3PO4克分子比为1.65～1.85之间，当吸收操作温度为(40～60)℃时，煤气中99%以上的氨可被吸收下来。由于磷酸吸收具有选择性，只吸收焦炉煤气中的氨而焦炉煤气中的酸性组分（CO2、H2S及HCN）不被溶液吸收（只有痕量），因此无需再经化学净制，即可生产出极纯的产品。1.3无水氨生产工艺流程从脱硫工段来的35℃左右焦炉煤气进入吸收塔下段，与磷酸铵溶液逆流接触，煤气中95%以上的氨在下段被吸收。煤气进入吸收塔上、中段后，煤气中剩余的氨进一步被吸收，脱氨后的煤气（含氨≤0.1g/m3、温度

6、≤50℃）从吸收塔顶出来进入终冷塔。吸收塔上、中、下三段磷酸铵溶液分别由四台循环泵循环喷淋（一台备用）。下段循环泵将部分富液（温度42±2℃）送至除焦油器，除去富液中的焦油和萘等杂质，而夹带焦油及杂质的富液自流至焦油槽，焦油、萘等杂质被定期刮入焦油渣箱，焦油槽底部溶液通过返液泵回到除焦油器，除焦油器内富液自流入溶液槽后，溶液通过富液升压泵送入贫富液换热器与从解吸塔底来的磷酸铵溶液（贫液）进行热交换，富液被加热到沸腾状态（温度123℃左右），进入接触器，闪蒸出的酸性气体和少量氨气返回吸收塔。接触器底出来的富液，用解吸塔给料泵送至

7、解吸塔冷凝冷却器上段与氨汽进行热交换（176℃左右），从解吸塔上部进入与来自解吸塔底的1.6Mpa蒸汽逆流接触，氨从富液中解吸出来，塔底贫液在贫富液换热器中被冷却，再进入贫液冷却器进一步冷却（≤90℃），然后贫液同吸收塔上段循环液合并进入吸收塔循环使用。从解吸塔顶部出来的氨蒸汽，在解吸塔冷凝冷却器上段被部分冷凝，随后在下段被冷却水全部冷凝成氨水，自流到精馏塔给料槽。为了进一步除去氨水中的酸性气体，用32.5%的氢氧化钠连续加入到精馏塔原料槽，同酸性气体中和后和精馏塔底废水一同排出。精馏塔给料泵将浓氨水送至精馏塔第16层，在精馏

8、塔内，浓氨水被精馏塔底部进来的1.6Mpa蒸汽加热、蒸馏，氨在塔顶积聚，产生99.8%的氨气，经精馏塔冷凝冷却器冷凝成40℃左右的液态无水氨进入回流罐，液态无水氨由精馏塔回流泵升压后，部分作塔顶回流，剩余部分作为产品，送至无水氨贮罐，产品通过输送泵输送至发电分公司。为了保证精