无水氨岗位生产技术操作规程
二〇〇八年五月
前 言
为推进建立现代企业制度的进程,规范山东铁雄能源集团焦化有限公司回收车间
无水氨岗位的日常操作,特制定本规程。
本规程由攀枝花钢铁有限责任公司煤化工厂提出。
本规程由山东铁雄能源集团焦化有限公司审核。
本规程规定了山东铁雄能源集团有限公司无水氨岗位生产技术操作。
本规程适用于山东铁雄能源集团有限公司无水氨岗位。
本规程主要起草人:赵磊 刘强 夏颖 王俊荣 吴田均
目 录
1、无水氨生产原理……………………………………………………4
2、岗位要求……………………………………………………………14
3、岗位安全防护………………………………………………………16
4、主要设备……………………………………………………………19
5、主要工艺参数指标…………………………………………………21
6、磷酸母液配置操作…………………………………………………23
7、吸收塔通煤气操作…………………………………………………25
8、解吸系统开工操作…………………………………………………26
9、精馏系统开工操作…………………………………………………29
10、液氨球罐装液氨操作………………………………………………31
11、取样操作……………………………………………………………32
12、水平衡操作…………………………………………………………33
13、除焦油器操作………………………………………………………34
14、吸收操作……………………………………………………………35
15、解吸操作……………………………………………………………36
16、精馏操作……………………………………………………………37
17、解吸塔切换操作……………………………………………………39
18、精馏塔切换操作……………………………………………………41
19、热交换器切换操作…………………………………………………43
20、系统正常停产操作…………………………………………………44
21、运转设备操作………………………………………………………47
22、安全注意事项………………………………………………………49
23、系统紧急停产操作…………………………………………………50
24、系统停电操作………………………………………………………51
25、系统停水、汽、气…………………………………………………52
26、操作异常对策………………………………………………………53
无水氨工序 无水氨生产原理
一、磷酸溶液吸收氨的基本原理
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-],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]。
磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸三铵的主要性质见下表:
名称
分子式
晶型
25℃溶解度/%
氨 蒸 汽 压/Pa
PH值
50℃
100℃
125℃
磷酸一铵NH4H2PO4
正方晶型
41.6
0.0
0.49
0.49
4.4
磷酸二铵
(NH4)2HPO4
单斜晶型
72.1
26.5
49
294
7.8
磷酸三铵
(NH4)3HPO4
三斜晶型
24.1
-
6305
11549
9.0
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:
无水氨工序 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%,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。
二、无水氨生产工艺流程
从洗萘塔来的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。煤气进入吸收塔中、上段后,其中剩余的氨进一步被吸收,脱氨后的煤气从吸收塔顶出来,进入煤气终冷塔。
吸收塔上、中、下三段磷酸铵溶液分四台循环泵循环喷淋(一台备用)。下段循环泵将部分富液(吸氨后的磷酸铵溶液)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,焦油渣箱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贫液(解吸后的磷酸铵溶液)进行热交换,富液被加热到沸腾状态,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,用解吸塔给料泵加压送至氨汽富液换热器进行热交换后进入解吸塔上部,富液与来自解吸塔底的1.67Mpa饱和蒸汽逆流接触,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,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,自流到精馏塔原料槽。为了进一步除去氨水中的酸性气体,用32%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。
精馏塔原料泵将浓氨水送至精馏塔中部,在精馏塔内,浓氨水被精馏塔底部进来的1.67Mpa饱和蒸汽加热、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℃左右的液氨,进入回流柱,液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
无水氨工序 无水氨生产原理
液氨储罐,产品以装