第九章碳化工段

第一节 工艺流程及主要设备 —、本；段任务

（一）碳化工段的任务

在变换气中，除含有合成氨所需的氢及氮之外，还含有26K左右的二氧化碳、一氧化碳（3.0 3.8％）等气体。二氧化碳、一氧化碳等气体不仅不是合成氨所需要的，而且对合成触媒有毒害作用，所以必须清除。

碳化工段的任务就是用浓氨水吸收变换气中的二氧化碳，并制成合格的碳酸氢铵。二氧化碳被碳化吸收后，变换气成为合格的原料气（C02<0.2％；NH3<0.lg/m3）,送压缩工段进一步压缩后送精炼工段。本工段还要保证全厂氨和二氧化碳的平衡及本工段的水平衡，确保均衡生产。

碳化工段全过程包括：浓氨水的制备、浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵、氨的回收以及悬浮液的分离。 （二）水洗的任务 碳化水洗流程的任务

用压力水洗去变换气中的部分二氧化碳，解决碳铵生产过程中氨和二氧化碳的平衡，同时能增加氨水和液氨的产量。 中压联尿水洗的任务

用高压水将变换气中的二氧化碳洗至18％左右，以保证联尿生产中氨与二氧化碳的平衡。 （三）等压吸收的任务

用软水或稀氨水吸收氨罐弛放气及合成放空气中的氨气，制成浓氨水供碳化生产使用，其余的气体送锅炉燃烧回收热能，或送造气吹风气回收燃烧。

二、工艺流程简述 （一）碳化 气体流程

如图9-1所示，压力为1.12MPa的变换气从塔底依次通过碳化主塔、副塔、综合塔，在塔内变换气与浓氨水鼓泡反应，二氧化碳被氨水吸收，成为合格的原料气送压缩机三段入口。在生产甲醇的氮肥厂，为保证甲醇触媒不中毒，

在综合塔后，增设活性炭脱硫塔，使原料气中H2S含量<2ppm。

液体流程

稀氨水和母液用泵从贮槽打入高位吸氨器或喷射吸收器，

的氨气反应，其方程式如下：

NH3+HzO=NH4OH+QNH4OH+NH4HCO3=（nh4）2co3+HzO+Q

制成的浓氨水再经冷却排管降温后，送浓氨水贮槽。浓氨水用泵从贮槽内抽出，加入碳化副塔，副塔内经预碳化后的氨水由泵加入主塔。在主塔内，变换气中的二氧化碳与浓氨水反应生成碳酸氢铵，形成碳酸氢铵的结晶悬浮液。反应如下：

nh3+co2+h2o=nh4hco3+Qz （1） 2NH3+COz=NH4COONHz-fQ （2） NH4COONH2+H20=（NH4）2C03+Q （3） （NH4）2C03+COz+H20=2NH4HC03+Q （4） 上式中（1）为总反应，（2）、（3）两个反应主要在预碳化塔进行，反应（4）主要在碳化塔内进行，悬浮液从主塔取出送稠厚器，在稠厚器内结晶继续成长并沉降下来。底部得到的稠厚晶浆送离心机进行分离，去除母液后，得到碳酸氢铵产品。

软水由综合塔清洗段顶部进入塔内，吸收原料气中的氨气，使原料气中氨的含量降到0.lg/m3以下。清洗段得到的稀氨水送到精炼再生净氨塔，以吸收再生气中的氨。净氨塔的稀氨水放至碳化稀氨水槽，一部分再经泵送至综合塔回收段，另一部分被送至等压吸收塔。在等压吸收塔内，稀氨水吸收弛放气中的氨、气，生成100滴度左右的浓氨水送综合塔固定副塔使用。

碳化生产工艺有常压和加压之分，常压碳化的生产压力为35MPa；加压碳化的生产压力又有0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。

图9-2碳化塔 1 一气体分布器；2—分气板; 3—冷却管；4一挡板

0. 6MPa和1. 2MPa两个等级。