合成氨生产工艺流程

第一章 公司简介湖北新洋丰肥业股份有限公司是一家以生产高浓度复合肥为主导产品的大型民营磷化工企业，在湖北荆门、湖北宜昌、山东菏泽和四川雷波建有大型的现代化生产基地。历经多年的快速发展，公司现有资产总额35亿元，员工近5000名，年生产高浓度复合肥能力400万吨，并配套了18万吨/年的合成氨、160万吨/年的硫酸、3000万条编织袋等生产原料项目。公司前身是荆门市第二磷肥厂，成立于1982年，是一个投资总额50万元、员工20名、年产普钙5000吨、年销售额不足100万元的手工作坊式乡办小磷肥厂。经过20多年的发展，公司顺利实现了由单质肥向复合肥、由低浓度向高浓度、由单一产品向系列产品的转型，产品质量、安全生产、环境治理齐头并进，企业规模不断扩大，行业地位显著前移，位居“中国化工100强”、“中国化肥十强”、“全国磷复肥企业前三强”，是湖北省磷复肥领头企业, 荆门市属工业企业第一名，其三元复合肥和磷酸一铵产销量连续多年全国第一。公司先后荣获“中国名牌产品”、“中国驰名商标”、“国家免检产品”、 “全国科技进步先进单位”、“全国守合同重信用企业”等荣誉称号。“洋丰”牌、“澳特尔”牌复合肥畅销全国，并远销日本和东南亚，深受用户青睐。第二章 公司文化理念作为全国知名的磷复肥企业，公司以服务“三农”为己任，以“百年洋丰、百亿洋丰”为目标，根据行业现状、发展规律，并积极响应湖北省委、省政府要做大做强我省磷化工产业、变资源优势为经济优势和市委、市政府“加快荆门崛起”的号召，结合企业实际，调整制定了 “十一五”发展规划，力争到2010年全面实现“1221工程”（一主、二辅、二牌、一股）：一主就是持续做大磷化工主业，并在精细化工上有所突破，使化工产业实现年销售收入100亿元。二辅就是把矿产业和房地产业作为两大辅业，发展与公司主业相匹配的磷矿、硫矿、煤矿等矿业，增强主业核心竞争力，确保主业顺利实现目标；发展房地产业，力争实现年销售收入20亿元，成为公司新的经济增长点。二牌就是创“中国名牌”和“中国驰名商标”（2007年9月，已经获得“中国名牌”和“中国驰名商标”。在此基础上，力争使洋丰商标成为世界著名商标）。一股就是确保有一支股票上市。“十二五”和“十三五”期间，公司将继续做大做强磷化工主业，进一步推进矿产和房地产两大辅业发展，并树立房地产品牌，增强主业核心竞争力，提高抗风险的能力，力争到2012年使“两产”产生3个亿的利润，到2015年使主业实现利润10亿元，到2020年使辅业年销售收入达到100亿元，整个洋丰公司实现年销售收入200亿元。第三章 合成氨厂简介湖北新洋丰肥业股份有限公司合成氨厂于2005年4月动工兴建，2006年3月份一次开车成功，总投资4亿元，占地400亩，年生产合成氨15万吨，年生产蒸汽50万吨，循环利用热能发电2500万KWH。本厂共有7个车间(型煤车间、造气车间、净化车间、压缩车间、合成车间、锅炉车间、电仪车间)，以无烟煤和水蒸汽为原料，在高温、高压和催化剂的作用下，通过一系列的物理和化学反应合成制取液氨，直接供生产复合肥使用。本厂技术先进，设备一流，采用国内最先进的DCS控制系统，对生产环节实行电脑全程控制，自动化程度很高。本厂管理科学，效益显著，产品全部供公司所用，可大大降低生产成本，极大增强了洋丰产品的市场竞争力。第四章 合成氨厂工艺流程1.工艺流程简述原料车间制做的煤棒烘干后送到造气岗位，以空气、水蒸气为气化剂，在高温条件下制得合成氨所需的半水煤气。经脱硫岗位罗茨鼓风机加压后送到压缩岗位；经压缩机一、二段加压到0.8MPa送到变换岗位，制得合格的变换气。再到压缩机三、四段加压到2.7MPa送到脱碳岗位，制得合格的净化气，返回压缩机五段入口。经压缩机六段加压12MPa后送至铜洗岗位,制取合格的精炼气，然后再到压缩七进，经七出加压32MPa后送至合成岗位进行合成反应形成氨。造气岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务以煤为原料，蒸汽、空气为气化剂，在高温高压，催化剂的条件下，经过固定层间歇气化法制得合成氨所需的半水煤气。2.生产原理C+O2=CO2+Q 2C+O2=2CO+Q 2CO+O2=2CO2+QCO2+C=2CO-Q C+2H2O=CO2+2H20-Q CO2+C=2CO-QC+H2O(汽)=CO+H2-Q C+2H2=CH4-Q CO+H2O(汽)=CO2+H2+Q二、工艺流程1.蒸汽流程：从大小锅炉，潜热锅炉和复合肥来的蒸汽经过减压后进入蒸汽缓冲罐，在罐内与来自煤气夹套汽包的蒸汽混合后，通过蒸汽总阀和上下吹蒸汽阀，分别从炉底和炉顶交替进入煤气发生炉。2.制气过程：向煤气炉内交替通入空气和蒸汽与灼烧的碳进行气化反应，吹风阶段生成的空气煤气，经除尘器后送入吹风气回收系统，或者直接经烟囱放空，或者根据需要回收一部分至气柜，用来调节氢氮比，上下吹阶段生成的水煤气经过除尘，显热回收，冷却除尘后去脱硫岗位，上述制气过程在微机控制下，往复循环进行，每一个循环六个阶段，其流程如下：A 上吹阶段（加氮） 蒸汽通过蒸汽上吹阀，空气经过加氮阀从炉底进入煤气炉炉上部出旋风分离器总除尘器联合废锅洗气塔气柜B 下吹阶段 蒸汽通过下吹蒸汽阀从上部进入煤气炉炉下部出旋风分离器总除尘器联合废锅洗气塔气柜C 二次上吹阶段 蒸汽经上吹蒸汽阀从炉底进入煤气炉炉上部出旋风分离器总除尘器联合废锅洗气塔气柜D 空气吹净阶段 鼓风机来的空气从炉底进入煤气炉炉上部出旋风分离器吹风气回收系统（或者放空）三、岗位工艺指标（一）压力 减压前蒸汽压力1.0MPa 减压后蒸汽压力0.0550.1 MPa汽包夹套压力0.2MPa油泵油压516 MPa空气空管压力2030KPa 气柜压力2.54.5 KPa（二）成份1.半水煤气 O20.5% CO211%2.合成循环氢（根据合成反应情况而定）3.夹套汽包炉水总碱度20mmol/L（三）温度煤气炉上行温度280400煤气炉下行温度200300洗气塔出口煤气温度50联合废锅出口软水温度100（四）其它汽包液位 液位计1/22/3气柜高度 40007200m3鼓风机电机电流31.1A四、事故预案及处理（一）夹套汽包渴水视渴水轻重分别进行处理1.若汽包液位计无水，但夹套排污有水，夹套外形正常，立即停炉，向夹套缓慢进水至正常液位后开炉。2.若重度渴水，夹套排污无水，夹套外壳烧红，应立即停炉，拉空炭层，采用蒸汽降温（严禁向汽包进水）。净化车间分有四个岗位（半脱岗位、变换岗位、变脱岗位、脱碳岗位）（一）工艺指标1.脱硫出口压力0.045MPa(350mmHg) 脱硫进口压力200mmHg2.脱硫后H2S 90110mg/Nm3.再生压力 0.30.45 MPa4.再生温度 30455.脱硫压差40 mmHg6.精脱后H2S 20mg/Nm7.变换中触媒温度由实际决定8.低变进口温度由实际决定，由生产科下达9.变换后 CO1.5%10.变换气体出口温度3811.饱和温度14515012.饱和热水总固体500mg/L13.变换蒸汽压力1.201.25 MPa14.变换系统进口压力0.8 MPa15.脱碳后CO20.2%16.脱碳系统进口压力2.8 MPa17.碳酸丙烯酯成分98%18.稀液碳丙812%19.闪蒸压力0.350.45 MPa20.真解风机出口压力0.02 MPa脱硫岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务将气柜来的半水煤气中硫化氢含量降到20mg/Nm以下，以便维持整个生产工艺的稳定性。2.生产原理吸收反应：Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3再生反应：NaHS+NaHCO3+O2=NaCO3+S+H2O二、工艺流程气体流程：来自气柜的气体经过除尘塔除尘，然后到干式静电触焦塔，经罗茨鼓风机送到净氨塔吸收氨，吸收后到预脱硫塔进行脱硫（除去大部分H2S气体），接着送到脱硫塔进一步脱除H2S（防止H2S气体进入下一工段），经湿式静电触焦塔后进入出口气缓冲罐，最后去压缩。循环流程：碱液经泵从旧贫液槽输送到脱硫塔，吸收H2S气体后返回到旧富液槽，经再生泵送到喷射器喷射到旧再生糟，最后回到旧贫液槽。碱液经预脱硫泵送到预脱硫塔吸收H2S气体，后返回到新富液槽，经新再生泵打到喷射器喷射到新再生槽，最后回到新贫液槽，最后再生槽出来的液体到泡沫池，再到熔硫釜提硫。变换岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务2.生产原理CO+H2OCO2+H2+Q二、工艺流程气体流程：来自压缩工段的半水煤气，经除油器除油后由塔底进入饱和塔与热水逆流接触增湿升温后由塔顶出来，与适量蒸汽一起经汽水分离器分离水滴，然后进入主热交换热器内，由变换气加热至反应所需的温度，再通过电加热器进入中变炉上段进行变换反应，为调节床层温度，经中变炉上段变换反应后的气体进入中变炉下段，完成变换反应。变换气从中变炉下段出来后依次进入主热交管间冷却降温，进入第一水加热器进行调温后从顶部进入低变炉进一步完成变换反应，其中一小部分变换气不经一段冷却器而直接进入低变炉上段以调节上段床层温度，从上段出来的变换气经第二水加热器换热后进入低变炉下段，其中一小部分变换气不经二段冷却器换热直接进入低变炉下段以调节下段床层温度，出低变炉的变换气依次进入第一水加热器，热水塔，加热本系统循环水后进入第二水加热器，加热来自供水岗位的脱盐水以回收热量，变换气再经过冷却器降温，经过分离器分离液滴后去变脱工段。液体流程：循环热水从饱和热水塔底部通过“U”型水封溢流至热水塔，再由热水泵打入第一水加热器，二段冷却器，一段冷却器，加热后进入饱和塔循环使用。变脱岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务2生产原理吸收反应：Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3再生反应：NaHS+NaHCO3+O2=NaCO3+S+H2O二、工艺流程从变换岗位来的变换气首先进入变脱塔进行合成前的最后一次脱硫，此工段的脱硫要求更高。从变脱塔出来后依次经过气体分离器和液体分离器，最后到精脱塔，出来后去压缩机。脱碳岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务2生产原理在不同压力下，碳酸丙烯酯吸收CO2的能力不同，加压吸收减压解析。二、工艺流程吸收：由压缩机四段出口来的变换气进入变换冷却器，冷却后的变换气进入变换分离器，分离夹带的油水后从脱碳塔底部进入脱碳塔与塔顶喷淋下来的碳丙液在填料段进行传质吸收，脱除CO2后的净化气经碳丙分离器分离气体中夹带的部分碳丙液后进入闪蒸洗涤塔，分离夹带的稀液后进入精脱硫槽，脱除硫化氢，脱硫后的净化气送入压缩机五段。解析（再生）：吸收CO2后的碳丙富液从脱碳塔出来，进入涡轮机进行能量回收后减压至0.4 MPa后，进入闪蒸槽进行闪蒸，使溶液在碳丙液中的大部分气体闪蒸出来，然后溶液进入再生塔，经过常解、真解、气提后的液体回到循环槽，通过涡轮机送到冷却器后再进入脱碳塔以此循环。三、岗位工艺指标（一）压力(MPa)进系统变换气压力2.7 MPa 脱碳塔压差0.05 MPa闪蒸压力0.40.45 MPa（二）温度（）进入系统变换气温度 冬30 夏40进入系统碳丙液温度 冬2030 夏3040罗茨鼓风机出口温度80（三）成分变换气CO2 2527% 净化气CO20.8%PC浓度98% 含水2%稀液浓度：高812% 低46%（四）液位脱碳塔1/22/3 闪蒸槽1/22/3洗涤塔1/22/3 循环槽20%铜洗岗位操作规程一、岗位任务和生产原理1.岗位任务 在高压、低温条件下用醋酸铜氨液（以下简称铜液）吸收来自压缩六段出口气中的一氧化碳、二氧化碳、氧气及硫化氢等有害气体制得合格的精炼气，吸收气体后的铜液经过减压，加热再生后循环使用，解吸的再生气经高位吸氨器净氨塔吸氨后送罗茨风机进口，净氨塔稀氨水送氨回收。2生产原理 2NH3+CO2+H2O（NH4）2CO3+Q（NH4）2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3+Q2NH4HCO3+H2S=（NH4）2S2H2O+Q2CU（NH3）2AC+H2S=CU2S+2NH4AC+2NH3二、工艺流程 本岗位的重要任务是将六段气在适当的温度和压力条件下用铜液洗去一氧化碳、二氧化碳等有害气体，使铜洗出口微量低于20ppm，确保合成触媒正常运行。（1）气体部分 由压缩机加压至12.5MPa的原料气经六段油分分离油水后，进入铜洗塔底部与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触，使气体中的一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢等被铜液吸收，铜洗后的精炼气，由塔顶导出，进入铜液分离器分离夹带的少量铜液后，回压缩工段。（2）铜液部分生产原理铜液吸收了气体中的一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢等后，从塔底部流出，经减压阀减压后，送至回流塔顶部，喷淋而下与再生器解吸出来的再生气逆流相遇。吸收了再生气中的80%左右的氨，并回收大部分热量，铜液温度预热到60左右，铜液由回流塔出来从下加热器的底部进入列管内，被管间的热铜液间接加热，沿升液管向上，进入中间还原器再进入上加热器继续用蒸气在列管外加热后进入再生器，经过再生后的铜液由再生器下侧出来，进入化铜桶，然后进入下加热器，与回流塔下来的铜液逆流换热后，进入氨反应罐，补充气氨，然后部分进入铜液过滤器滤去铜液中的油污及沉淀物，再经过氨冷器降温降温进入铜液缓冲罐，通过铜液泵加压后进入铜洗塔循环使用。（3）再生部分铜液中有60%左右的一氧化碳、二氧化碳在回流塔内解析出来与再生气一道，从回流塔上部出来放空或回收，回收时再生气与高位吸氨器打上来的稀氨水混合后送至净氨塔底部上升与净氨塔顶部下来的脱盐水或稀氨水在填料层中逆流接触，吸氨后从顶部出进入再生气气液分离器分离水份后送至脱硫岗位罗茨鼓风机进口。回收的稀氨水通过氨水泵加压进入氨水冷却器、高位吸氨器、净氨塔打循环，达到合格的滴度送到氨回收岗位。三、岗位工艺指标（一）压力(MPa)铜塔进出口压差0.5 MPa 铜泵进口压力：0.040.12 MPa减压后蒸汽压力：0.10.4 MPa 空压机出口压力0.4MPa再生压力：200700mm水柱 铜塔压力12.5 MPa（二）温度（）回流塔进口温度：2538 回流塔出口温度：4055下加热器出口温度：6068 上加热器出口温度：7478再生器出口温度：7478 氨冷器出口温度：815电机温升：65（三）成份精炼气微量CO+CO225ppm 再生后铜液：TCU2：2.22.5mol/L ；TNH3 ：9mol/L； HAC：2.32.7mol/L；残余CO2 2.0 MOl/L ； 铜比58净氨塔氨水滴度：由生产科另行下达指标（四）其它铜塔液位：料位计3070% 净氨塔液位：1/34/5处电机电流：额定电流 分析结果：1次/小时过滤器、缓冲罐排气、油分排油：1次/2小时铜分排放、铜塔液位计检查：1次/半小时四、正常操作要点（一）保证铜液质量1.按工艺指标要求调整铜液各组份，正常操作时，以控制铜比、入塔铜液温度符合工艺指标要求为主；2.调节再生器系统加热、温度，保证再生效果；3.收集后的铜液要求过滤后方可补入系统。（二）保证微量合格1.加强有关岗位间联系，发现来气质量变化采取补氨，增加铜液流量，加强再生效果，降低氨冷温度，以保证净化气体质量合格；2.根据系统负荷变化调节铜液流量，降低消耗。（三）严防铜塔带液和回流塔喷液1.保证铜液时时过滤，保持铜液的干净；2.定时检查，确保电容式液位计的准确性；3.开停车时，操作要平稳，防止带液和倒液；4.注意减压后压力的变化，防止高压气倒入低压系统，再生回流塔温度不易猛升，以防再生气压力突然升高，造成回流塔冒液。（四）巡回检查1.根据操作记录表，按时检查及记录；2.注意控制好各压力、温度、液位的变化；3.按时检查铜泵、氨水泵的运转情况；4.按时检查各设备厂、管道、阀门的运行情况；5.按时对铜分、油分、液位计排放检查五、事故预案及处理（一）铜液泵抽空事故（1）事故发生的现象1.铜液泵出口压力波动很大。2.电机电流下降。3.精炼气微量突然增高。（2）事故发生的原因1.向铜氨液中加氨操作不当，如过快过猛，使一部分液氨蒸发产生气氨，形成气阻引起铜泵抽空。另外，加氨时液氨已加完而未能及时向氨瓶补充液氨或关闭加氨阀，使气氨直接混入铜氨液中也会引起抽空。2.铜液氨冷器盘管泄漏引起铜泵抽空。铜液氨冷器盘管泄漏后，当氨总管压力高于管内铜氨液压力时，便有大量气氨漏入铜氨液中引起铜泵抽空。3.从液氨中解吸出来的氢气、氮气及惰性气体在管道内聚集，也可能造成铜泵抽空。4.铜泵出口止回阀失灵，倒泵操作时不协调，则可能使高压气倒入铜泵入口，造成铜泵抽空。5.铜泵开车时，过滤器放空阀未开，过滤器内贮存有气体会使铜泵抽空。6.化铜桶或过滤器堵塞。因铜液中的硫化铜、油污、填料纤维等杂物不断在化铜桶或过滤器中累积，若不及时清理，则造成铜泵入口压力下降，严重时便引起铜泵抽空。7.氨冷器盘管堵塞。当氨冷器温度控制过低时，铜液黏度便增大，同时会析出碳酸铵盐结晶将盘管堵塞，使铜泵进口压力降低而造成抽空。当氨冷温度低到一定程度时，还会使盘管内铜液冻结，直接造成铜泵抽空。8.水冷器排管堵塞。如果使用时间长或安装检修后未将铁屑、焊渣等杂质除净，有时也会造成排管被堵塞。9.再生器铜液出口管被堵。10.再生器出口至铜泵入口任一阀门阀头脱落均有可能引起铜泵抽空。（3）事故应急处理措施1.铜泵抽空后，中控应注意铜洗塔液位微量，并联系调度减量，如微量过高，停止向合成送气。2.铜洗现场人员检查各设备的排气阀、加氨阀、加空气阀，消除故障后，开启备机，降低微量，加量生产。（二）铜洗塔出口气体带铜液事故（1）事故发生的现象1.铜洗现场鼓泡瓶停止鼓泡或者排出铜液；2.铜洗中控自调阀不正常关小，系统压差增大；3.再生液位下降，再生压力升高；4.铜分排出大量铜液；5.铜液带入合成，导入阀前鼓泡瓶断气，并且有蓝色铜液溢出，油分可排出铜液，氨分离器液位计的液位变蓝；气体流经管道阻力增加，循环机压差增大；6.铜液带入合成塔，塔温剧降，系统压力上升。（2）事故发生的原因1.铜洗塔内填料层太高，塔顶分离空间太小；2.铜洗塔内填料局部堵塞，使阻力增大；3.铜洗塔内控制液面太高或产生假液位；4.铜液严重污染，严格控制进铜塔H2S、CO2气体含量，加强油分排污；5.铜液温度过低，或铜液总铜浓度过高；6.铜洗岗位控制不当。开关阀门过猛、过快，开停车加量过猛、过快；7.铜塔除沫器损坏。（3）事故应急处理措施1.铜洗岗位中控迅速降低铜洗塔液位，并联系调度减量或停车。2.铜洗现场人员迅速打开铜分排放，排净铜分铜液，防止继续带液。3.合成现场人员切导，开导入放空（根据导入压力），若不超压，可在油分排油阀处排。4.合成现场人员紧停CC机，加强冷交放氨监控，开大近路。5.合成现场人员关合成塔进气阀和冷副阀，同时打开导入油分、循环气油分排净铜液。6.工长通知车间并协助现场人员处理，堵住处流沟道，并回收铜液。7.放掉油分铜液，塔前吹净后，以彻底清除系统内铜液。8.如铜液已进入合成塔，使催化剂中毒，则可在高温低压下用新鲜气进行置换和还原，以恢复催化剂活性。如处理无效，则只有更换催化剂。（三）铜洗塔出现假液位事故（1）事故发生的现象在操作中，关小或开大铜液减压阀时，铜洗塔液位计的液位不变化或升降速度迟缓，而且液面跳动不正常，同时再生器液位有显著变化（2）事故发生的原因1.液面计气、液相管线被油污等杂物堵塞。2.液面计气相阀填料少量泄漏，致使沿塔壁下淋的铜液串入液位计气相管而使液位计指示偏高。3.塔内严重堵塞，造成塔内液位分层，使液位计反映失灵。4.气体成分不好，硫化氢含量较高，造成铜液起泡，致使液面波动很大，液位计指示不准确。（3）事故应急处理措施1.事故发生后，铜洗中控应立即通知仪表工将液位计气、液相管线的气体排除，消除管道的堵塞，保证管线畅通，然后根据正确的液位进行操作。2.铜洗中控通知工长及现场，现场加强铜分排放，防止带液。3.铜洗中控密切监视再生器液位，阀门调节不能波动变化过大。4.铜洗中控密切监视减压阀门开启度，监视减压后的压力、铜塔进出口压差的变化。5.铜洗现场人员密切监视鼓泡瓶，防止带液。6.合成现场勤排导出油分，防止带液。（四）铜洗还原器近路阀泄漏（1）事故发生的现象当发现还原器近路阀兰，阀体大量泄漏，钳工无法处理时，需及时向中控、调度、当班工长汇报并要求紧急停车。（2）事故应急处理措施1.铜洗现场人员关铜洗塔进出口阀。2.铜洗现场人员停铜泵，关铜洗塔减压阀。3.铜洗现场人员关下加热器至氨反应罐连通阀。4.关加气氨、液氨阀，关导淋、排气阀。5.中控、工长迅速直到现场协助处理、上报及做好铜液回收。注意：如果开化铜桶迅速停用，切断进出口阀。（五）铜洗塔液位计指示读数与塔内真实液位不符（1）事故发生的现象在操作中，关小或开大铜液减压阀时，铜洗塔液位计的液位不变化或升降速度迟缓，而且液面跳动不正常，同时再生器液位有显著变化（2）事故发生的原因1.液面计气、液相管线被油污等杂物堵塞。2. 液面计气相阀填料少量泄漏，致使沿塔壁下淋的铜液串入液位计气相管而使液位计指示偏高。3. 塔内严重堵塞，造成塔内液位分层，使液位计反映失灵。4.气体成分不好，硫化氢含量较高，造成铜液起泡，致使液面波动很大，液位计指示不准确。（3）事故应急处理措施1. 事故发生后，铜洗中控应立即通知仪表工将液位计气、液相管线的气体排除，消除管道的堵塞，保证管线畅通，然后根据正确的液位进行操作。2.铜洗中控通知工长及现场，现场加强铜分排放，防止带液。3.铜洗中控密切监视再生器液位，阀门调节不能波动变化过大。4. 铜洗中控密切监视减压阀门开启度，监视减压后的压力、铜塔进出口压差的变化。5.铜洗现场人员密切监视鼓泡瓶，防止带液。6.合成现场勤排导出油分，防止带液。（六）回流塔喷液（1） 事故发生的现象铜氨液从回流塔喷出（2）事故发生的原因1.假液位或铜洗塔控制液位太低，高压气串入低压系统，使回流塔压力突然升高，气体流速过快将铜氨液喷出回流塔。2.原料气中CO、CO2含量高，铜氨液吸收了大量CO、CO2在再生器解吸逸出造成再生压力升高，将铜氨液喷出。3.空气鼓入量过多，使再生压力升高。4.加氨量太多，使再生压力升高。5.再生器温度突然升高，造成大量气体从铜氨液中解吸出来，将再生压力升高。6.铜洗塔升气管底部泄漏，高压气体随铜氨液一起进入回流塔，使再生压力升高。7.回流塔局部被结晶或其他杂质堵塞，使气液通道减小，气体流速过快，以致引起回流塔喷液。8.回流塔填料层过高，分离空间过小造成回流塔喷液。9.回流塔铜氨液出口管有堵塞，使回流塔液位过高，造成回流塔大量喷液。10.回流塔铜氨液喷头及其接管泄漏，使铜氨液随再生气直接喷出。（3）事故应急处理措施1.消除假液位，将铜洗塔液位控制在工艺指标内。2.通知变换、脱碳降低原料气中CO、CO2含量。3.减小空气鼓入量。4.控制液氨加入量。5.适当降低再生器液位。6.利用检修机会修复铜洗塔升气管。7.适当提高回流塔温度或停车清理填料。8.按图纸要求降低回流塔填料高度。9.疏通回流塔出口管。10.利用检修机会修补回流塔喷头及接管。（五）铜液带入合成系统（1）事故发生的现象1.铜洗现场鼓泡瓶停止鼓泡或者排出铜液。2.铜洗中控自调阀不正常关小，系统压差增大。3.再生液位下降。4.铜分排出大量铜液。5.铜液带入合成系统后，油分可排出铜液，氨分离器液位计的液位变蓝；气体流经管道阻力增加，循环机压差增大。6.铜液带入合成塔，塔温剧降，系统压力上升。（2）事故发生的原因1.铜洗塔内填料层太高，塔顶分离空间太小。2.铜洗塔内填料局部堵塞，使阻力增大。3.铜洗塔内控制液面太高或产生假液位。4.铜液严重污染。5.铜液温度过低，或铜液总铜浓度过高。6.铜洗岗位控制不当。开关阀门过猛、过快，开停车加量过猛、过快。7.铜塔除沫器损坏。（3）事故应急处理措施1.铜洗岗位中控迅速降低铜洗塔液位，并联系调度减量或停车。2.铜洗现场人员迅速打开铜分排放，排净铜分铜液，防止继续带液。3.合成现场人员紧停CC机，加强冷交放氨监控，开大近路。4.合成现场人员切导，开导入放空（根据导入压力），若不超压，可在油分排油阀处排。5.合成现场人员关合成塔进气阀和冷副阀，同时打开导入油分、循环气油分排净铜液。6.工长通知车间并协助现场人员处理，堵住处流沟道，并回收铜液。7.放掉油分铜液，塔前吹净后，以彻底清除系统内铜液。8.如铜液已进入合成塔，使催化剂中毒，则可在高温低压下用新鲜气进行置换和还原，以恢复催化剂活性。如处理无效，则只有更换催化剂。六、操作问答1.乙酸铜氨液是怎样组成的？它的主要理化性质有哪些？答：乙酸铜氨液是由乙酸、铜和氨通过化学反应后配制成的一种溶液，简称铜液或铜氨液铜在铜液中分别以低价铜离子（以Cu+表示）和高价铜离子(以Cu2+表示)两种形态存在，两者浓度之比(Cu+: Cu2+)称为铜比,两者浓度之和(Cu2+ Cu+)叫做总铜(以TCu表示)铜液中铜离子或其他组分的浓度,通常以mol/L表示。高价铜离子的溶液呈蓝色,没有吸收CO的能力，能吸收CO的是低价铜离子,纯低价铜离子的溶液无色，如将铜液置于空气中,其中的低价铜离子易被空气中的氧所氧化，变为高价铜离子，随着高价铜离子的增多，铜液的颜色也逐渐变深。铜液中的氨是以络合氨、固定氨和游离氨三种形态存在的。所谓“络合氨”，就是与低价铜、高价铜络合一起的氨:Cu(NH3)2+、Cu(NH3)4+。所谓固定氨，就是与酸根结合在一起的氨，例如NH4AC、(NH4)2CO3、NH4HCO3等。所谓“游离氨”，就是呈物理溶解状态的氨。络合氨、固定氨游离氨三者之总和称为总氨(以TNH3表示)。乙酸是络离子Cu(NH3)2+、Cu(NH3)4+的酸根，为确保络合物的稳定，乙酸含量保持为总铜含量的1.1倍为宜。铜液再生后含残余CO和CO2的量应分别控制在0.05m3(标)/m3 铜液1.5mol/L以下。铜氨液的组成如下:(单位:mol/L)总铜Cu+Cu2+TNH3CO2HAC2.02.51.82.10.30.359131.52.22.7铜氨液的密度约为1.21.25g/L,凝滞点为-12冰点-25，铜液的黏度很大,随温度降低而很快增加。铜氨液中因含有氨故有强烈的氨味,呈碱性,对钢材腐蚀甚小,但对人的眼睛有极大的伤害性,在生产中要严加防护。2.铜氨液吸收CO的原理是什么？该反应有什么特点?答：铜氨液吸收CO是在游离氨存在下,依靠低价铜离子进行的,其反应如下：Cu(NH3)2AC+CO(液相)+NH3= Cu(NH3)3ACCO+Q铜氨液吸收CO的作用,首先是CO与铜氨液接触而被溶解,CO再和低价铜离子作用生成络合物,并有热量放出。从上列反应式可以看出铜氨液吸收CO的反应有以下特点： 铜氨液与CO之间的反应是可逆的,按操作条件的不同,反应可以向右或向左进行,反应向右进行称为吸收,向左则称为解吸。 CO必须首先溶解于铜氨液中才能起化学反应，而CO在铜氨液中的溶解度是随着温度的升高而减少的,所以降低温度有利于CO的溶解，同时这一反应是放热的,降低温度有利于反应向右进行。 CO在铜氨液中的溶解度随着压力的增高而增大,所以提高压力有利于CO的溶解，另外,这是个体积缩小的反应过程,对于体积缩小的过程,提高压力是有利的。 增加反应物的浓度,有利于该吸收反应进行，因此,增加游离氨量与低价铜离子的浓度,对吸收一氧化碳是有利的。3.铜氨液除吸收CO外、还能吸收哪些气体？它们的吸收原理是什么？如果这些有害气体含量过高对铜氨液有什么危害？答：铜氨液除能吸收CO外,还能吸收CO2、O2、H2S等气体。 吸收CO2是依靠铜氨液中的游离氨,反应如下：2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3+Q生成的(NH4)2CO3会继续吸收CO2而生NH4HCO3(NH4)2CO3+CO2+H2O = 2NH4HCO3+Q以上两个反应都是放热反应,在吸收过程中会放出大量热量,使铜液温度上升,影响吸收能力，生成的碳酸铵和碳酸氢铵在温度较低时易于结晶，当铜氨液中的乙酸和氨量不足时,铜液吸收CO2后又会生成碳酸铜沉淀,所有这些,都将造成设备和管道堵塞,影响生产。所以,进入铜洗系统的原料气中CO2的含量不可太高,并且铜液中应有足够的氨和乙酸含量。此外，由上反应式可知，若铜液中的CO2量愈大,游离氨愈少,则吸收后气体中残留的CO2也愈多，同时与温度也有关系,低温有利于CO2的吸收，高温有利于解吸，若新鲜铜氨液中CO2含量小于1.5mol/L则当温度为10时，经铜洗后气体中的CO2含量可低于10ml/m3。 铜氨液吸收O2的反应是依靠低价铜进行的,其反应如下：4Cu(NH3)2AC+8NH3+4HAC+O2=4Cu(NH3)4(AC)2+H2O+Q铜氨液吸收氧以后,便使其中的低价铜氧化成高价铜,铜比因此降低,铜液的吸收能力也就减弱，由上反应式可看出,一个O2分子可以使四个Cu+ 氧化成Cu2+。4.总铜含量和铜比的高低为什么会影响铜洗操作？答：铜氨液中的总铜含量是低价铜和高价铜之和，不可过高，也不可过低，一般控制在2.02.5mol/L比较适宜。总铜含量高,低价铜含量也随之增高,对于吸收有利,但总铜含量过高,会使铜氨液黏度增加,当其流过管道及铜洗塔时,阻力增加,不仅会多消耗功力,而且还容易造成带液事故；总铜含量过低,低价铜的含量也随之降低,对吸收不利,精炼气的质量也会因此得不到保证。铜比是表示铜氨液中低、高价铜的相对含量.在总铜不变的条件下,增高铜比,也就是增加铜氨液中低价铜的含量,对吸收是有利的，但铜比过高,容易产生金属铜沉淀.使铜氨液中总铜含量降低,反而影响其吸收能力.而且沉淀出来的金属铜会堵塞设备和管道,妨碍生产。5.控制好铜氨液中总氨的含量有什么重要作用?答：铜氨液中的氨以络合氨、固定氨和游离氨三种形态存在，络合氨是与低价铜和高价铜离子络合在一起的氨，固定氨是呈铵离子状态的氨，而游离氨则是呈游离状态物理溶解的氨，此三种氨浓度之和称为总氨。游离氨的浓度,随总氨浓度的上升而增加，因此,在操作中如遇到CO和CO2含量增高时,也可采用增补液氨提高总氨量的方法来补救。铜氨液中游离氨不足,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,生成棕黄色乙酸铜沉淀和金属铜沉淀。反应如下：Cu(NH3)2AC=CuAC+2NH32Cu(NH3)2AC=Cu(NH3)4(AC)2+Cu当原料气二氧化碳含量增高时,还会生成碳酸铜沉淀，这些产生沉淀的反应不但使铜氨液中的总铜减少,降低吸收能力,严重时会造成设备堵塞,引起带液及微量跑高的事故。总之,铜氨液中氨含量增加不仅对稳定铜氨液组成和增加铜的溶解度有利,此外,还有利于对一氧化碳.二氧化碳.氧和硫化氢的吸收，但氨含量也不能过高,否则会增加再生时的氨损失，一般铜氨液中的总氨控制在913mol/L之间。铜氨液中的氨容易蒸发而损失,氨损失最大是在再生工序,因此需要经常向铜氨液中补充液氨，补充氨量的大小,根据铜氨液中游离氨含量的高低决定。游离氨=总氨-(络合氨+固定氨)=总氨-(2Cu2+Cu+2CO2+HAC)一般在操作中,维持游离氨在2.03.5mol/L为宜。6.铜氨液中残余CO和CO2含量以及油污含量的高低对铜洗操作有什么影响?答：再生后的铜氨液中残余CO和CO2含量愈低愈好,因为在铜洗塔内,如果铜氨液中残余CO和CO2含量过高,则使出塔气体中的CO和CO2含量升高.所以一般控制再生后铜氨液中的CO含量降至0.05Nm3/m3铜氨液,CO2残余量小于1.5mol/L。铜氨液中油含量在铜洗塔内影响传质过程的进行，在加热器、水冷器、氨冷器中影响传热效果.此外铜氨液中油污增多后,其中部分低价铜离子被油污所包围,影响了吸收效率,堵塞设备和管道,影响生产的正常进行。因此,要求铜氨液中油污含量愈少愈好,一般要控制在0.2g/L以下。7.铜氨液的温度、铜洗操作压力以及铜氨液流量对铜洗的操作有什么影响?答:铜氨液温度是指其进铜洗塔的温度，铜氨液温度与铜洗操作关系很大,降低温度对吸收反应有利,铜氨液的吸收能力增加，铜氨液在10以下,吸收能力较强,超过15则吸收能力迅速降低,但温度太低,不仅铜氨液黏度增大,使铜洗塔阻力增加,并容易生成碳酸铵结晶,堵塞设备，此外,也易发生气体带出铜液的事故，因此铜氨液温度一般应维持在815左右。铜液吸收CO、CO2、O2和H2S都是放热反应,故在塔内进行吸收反应的同时,还会放出相当多的热量而使铜氨液温度升高，经吸收后的铜氨液,它的出塔温度大约升高1520左右。铜洗的操作压力对铜洗的操作也有很大影响，铜洗操作压力愈高，则气体中的CO分压愈高，CO在铜氨液中的溶解度也就愈大，因此提高铜洗操作压力，可以提高吸收效率，但CO分压超过0.40.5MPa时,铜氨液吸收能力随压力的增加就很缓慢了。选择铜洗操作压力要与铜氨液的吸收能力和其再生情况密切结合,如铜氨液吸收能力强,且再生彻底,铜洗压力就可低些,反之铜洗压力就需增高些，一般铜洗操作压力应维持在12MPa左右。在铜氨液成分、温度和铜洗操作压力相对稳定的情况下,铜氨液的流量应随生产负荷及原料气成分的变化做相应调整，增加铜氨液流量,可以减轻单位体积铜氨液的吸收负荷,降低精炼气中CO、CO2的含量，但铜液流量不可过大,否则不仅浪费动力及增加蒸汽消耗,而且容易引起气体带液事故，故其流量一般应根据具体条件计算确定。8.铜氨液再生过程中包括哪些内容？再生的原理是什么？ 答：铜氨液吸收了CO、CO2、O2和H2S以后,便失去了原有的吸收能力,必须将其解吸、再生,恢复其吸收能力。再生过程包括以下内容:将从CO、CO2、O2和H2S铜氨液中解吸出来，将被氧化成的高价铜还原为低价铜,调节铜比,补充所消耗的氨,乙酸和铜,并将铜氨液冷却至吸收所应维持的温度，其基本原理如下：CO、CO2、H2S的解吸反应 解吸反应是吸收反应的逆反应Cu(NH3)2ACCO = Cu(NH3)2AC+CO+NH3-Q(NH4)2CO3 = 2NH3+CO2+H2O-Q (NH4)2S = 2NH3+H2S-Q温度、压力对再生过程的影响与吸收相反,再生应在高温和低压下进行。 高价铜被还原为低价铜并不是低价铜氧化的逆过程,而是液相中的一氧化碳先与低价铜离子作用,将低价铜还原成金属铜，反应过程用离子方程式表示如下： 2Cu(NH3)2+CO+H2O = 2Cu(金属铜)+CO2+2NH3+2NH4+-Q生成的金属铜在高价铜存在下再被氧化成低价铜:Cu+Cu2+ = 2Cu+-Q 与此同时,高价铜本身也可能被CO还原成低价铜: 2Cu2+CO+H2O = 2Cu+CO2+2H+-Q以上这些反应的最终结果是高价铜还原成低价铜,CO则氧化成CO2,后者好比CO的燃烧过程,所以有时称为湿式燃烧。湿式燃烧的结果,铜液的铜比升高,而残余的CO含量降低。但铜比过高时,反应的平衡向左移动,会导致金属铜的沉淀析出.因此,维持铜氨液中一定浓度的Cu2+,无论对CO的彻底消除和保持铜氨液稳定，防止金属铜析出都是必要的。 补充所消耗的氨，乙酸和铜,并冷却降温铜氨液再生过程中,由于加热温度升高,使铜氨液中的氨，乙酸挥发一部分,必须补充一定量的氨和乙酸。吸收过程中,部分H2S与低价铜离子反应生成了Cu2S沉淀,降低了铜氨液中总铜的含量,必须给铜氨液中补充铜。在解吸还原以后,铜氨液需冷却，降温,使其恢复吸收能力,再循环使用。9.影响铜液再生及还原的因素有哪些？是如何影响的?答: 温度 由于再生和还原都是吸热反应,温度高有利于反应的进行，实践证明,当再生温度低于70时,铜液便难于再生完全，但随着再生温度的升高,氨和乙酸的损失增大,所以再生温度一般控制在7578的范围内较为适宜。同样道理,还原温度太低,则反应难以进行；温度过高,会使铜液中的一氧化碳过早解吸,不利于低价铜还原反应的进行，因为只有未解吸的一氧化碳才能与低价铜发生还原作用，较适宜的还原温度为5060。在实际操作中,常用升降还原温度的办法来调节铜比。 再生压力 再生是气体的解吸过程,降低压力有利于再生的进行,但压力也不能太低,否则,一氧化碳解吸过快,对还原反应不利，再生压力一般控制在1.966.86KPa(200700mmH2O)为宜。 停留时间，再生停留时间是指铜氨液在再生器的停留时间,其停留时间愈长,则CO和CO2的解吸愈完全,再生后铜氨液的吸收能力就愈高.实践证明,铜氨液在再生器内停留时间达20min,即可消除残余的CO，为了使铜氨液再生完全彻底,一般控制铜氨液在再生器内停留时间为3045min，一般可用再生器液位控制该停留时间。铜氨液在还原器中停留时间长,进行还原反应的机会就多,还原效果好,铜比就会升高,反之,铜比则下降，因此,控制铜氨液还原时间,是调节铜比的主要方法,一般是用近路来调节铜氨液在还原器中的停留时间。 液氨加入量 增加液氨加入量,能促使再生反应完全.因为多加液氨后,再生气中氨的分压增高,相对地降低了气相中CO和CO2的分压,铜氨液中的CO就容易解吸.同时随着CO解吸反应的增强,铜氨液的还原作用减弱,因此铜比不会偏高。实际生产中,加液氨的目的主要是补充铜氨液中的氨损失,以维持其总氨在正常范围内,故液氨加入量受铜洗负荷,再生温度,铜氨液流量等因素影响,一般液氨加入量控制在710kg/t氨左右。 空气加入量，在铜比太高时,应急措施常用加入空气的办法将低价铜氧化成高价铜,以降低铜比.但是,在氧化低价铜的过程中,空气也能将CO氧化成CO2,并带人大量的氮气,降低了再生气的回收价值,并相应提高了再生压力，所以,除非应急一般应尽量不用此法降铜比。10.吸收气体后的铜液的再生要经过哪些过程？答：吸收气体后的铜氨液,由铜洗塔底部出来,经减压后,进入上回流塔顶部喷淋而下,回收再生气中的氨,乙酸和热量后,从上回流塔底部去铜液换热器,与再生器出来的78左右的热铜氨液换热，换热后的铜氨液再进入下回流塔顶部喷淋而下,进一步回收再生气中的氨,乙酸和热量，然后进入铜液上加热器,继续与来自变换工段的回收余热后的103左右的循环热软水换热到78左右,然后再进入再生器，再生器内的铜氨液,也由该循环热软水加热和保温,使铜液温度维持在78左右,解吸再生完全.再生后的铜氨液从再生器下部流出, 经化铜桶、铜液换热器换热, 补充氨后流入铜液水冷器冷却，然后,进入铜液过滤器,滤去铜液中油污杂质,再进入铜液氨冷器进一步冷却至812后,经铜液缓冲罐至铜液泵进口,由铜液泵打入铜洗塔,循环使用。11.铜洗再生气怎样被回收利用？ 答：自回流塔顶部出来的再生气,经再生气缓冲器进入吸氨器,用循环稀氨水吸收气体中的氨，再经再生器氨水分离器分离水滴后，去脱硫工段作为原料气用。稀氨水由氨水泵打循环，达到一定浓度送脱硫工段作脱硫液或送入氨水逐级提浓系统。12.精炼气中CO含量突然增高的原因是什么？应如何处理？答：精炼气中CO含量突然增高有以下原因。 进铜洗塔气体成分和流量发生变化,使精炼气中CO含量增高。 变换工段操作不当或热交换器内漏,变换气中CO的含量增高。 压缩机二段,三段之间的直通阀漏气。 在有联醇的合成氨厂中,由于甲醇系统操作不当,造成醇后气CO的含量增高。 压缩机加量过猛,造成铜洗塔负荷波动过大,影响铜洗吸收效率。 铜液的吸收能力下降,使精炼气中CO含量增高。当出现铜液中总铜含量降低,铜比下降,乙酸含量低,总氨含量低,残余CO含量高或铜液温度高等情况时,铜液的吸收能力就会降低。 铜洗塔内喷头或填料堵塞,造成气、液偏流,气液接触不良,使精炼气中CO含量偏高。 铜液流量减少,造成精炼气中CO含量偏高。铜液泵皮带打滑,活门或填料漏液,铜液泵回路阀内漏,安全阀漏,铜液泵跳闸,抽空,均会引起铜液流量减少。处理方法如下： 无论由于什么原因造成的精炼气中CO含量突然增高,均应迅速通知压缩工段减量或停止向合成工段供气,以免造成合成催化剂中毒,影响合成氨生产。 应迅速分析,判断事故的原因,属于外工段因素造成的应及时与有关工段联系,属于本工序内部因素造成的应迅速采取措施排除故障。 当故障消除,精炼气质量合格后再联系压缩工段加量或向合成工段送气。13.精炼气中CO2含量突然增高的原因是什么？应如何处理？ 答： 精炼气中CO2含量突然增高的原因如下： 脱碳操作不当,原料气中的CO2含量升高超过了铜洗塔吸收CO2的能力。 铜氨液中游离氨含量降低,使铜氨液吸收CO2的能力减弱。 进铜洗