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年产12万吨合成氨合成工段的工艺引言液氨称为无水氨，是一种无色液体。
具有强烈刺激性气味，极易气化为气氨。
相对密度0.667g/cm,相对分子质量17.03，沸点-33.33℃，溶点-77.7℃，爆炸极限为15.7%—27%（体积分数），液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，容易挥发。
合成氨是化学工业的基础，也是我国化学工业发展的重要先驱。
其产量居于各种化工产品的首位，同时是能源消耗的大户。
氨产品分为农业用氨和工业用氨两大类。
农业用氨主要用于生产尿素、硝铵、碳铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等多种含氮化肥产品。
用于生产尿素和碳铵的消费量约占合成氨总消费量的75%，用于生产硝铵、氯化铵等其他肥料的合成氨约占合成氨总消费量的15%；工业用氨主要用于生产硝酸、纯碱、丙烯腈、己内酰胺等多种化工产品，占总消费量的10%。
合成氨生产的原料在20世纪末是以气体燃料和液体燃料为主。
近年来，固体原料的比重大幅上涨。
合成氨传统生产方法是在低温下将空气液化并分离制取氮，氢气则由电解水制取或在高温下将各种燃料与水蒸气反应制得。
由于这两种制氢法能耗大，成本高，因此未能在工业中得到应用，因此，迫切需要改进生产工艺，降低成本，提高经济效益。
世界合成氨的技术发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺阶段、低能耗制氨工艺阶段、装置单系列产量最大化阶段。
未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变，其技术发展将会紧紧围绕“降低生产成本、提高运行周期、改善经济性”的基本目标，进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。
第1章概述1.1 研究背景1.1.1 氨的性质①物理性质常温常压下，氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体，有强烈的毒性。
空气中含有0.5%（体积分数）的氨，就能使人在几分钟内窒息而死。
在0.1MPa、-33.5℃，或在常温下加压到0.7到0.8MPa，就能将氨变成无色液体，同时放出大量的热量。
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章合成氨综述............................................................................................................1.1 氨的用途....................................................................................................................................1.2 氨的性质....................................................................................................................................1.2.1 氨的物理性质 .......................................................................................................................1.2.2 氨的化学性质 .......................................................................................................................1.3 合成氨的生产方法 .................................................................................................................1.4 合成工艺条件的选择.............................................................................................................1.4.1操作压力.................................................................................................................................1.4.2 反应温度 ................................................................................................................................1.4.3空速..........................................................................................................................................1.4.4合成塔进口气体组成..........................................................................................................1.5 合成氨工业的发展 .................................................................................................................第二章合成工段工艺简介..............................................................................................2.1 合成工段工艺流程简述 ............................................................................................2.2 工艺流程方框简图 ....................................................................................................2.3 设备简述.....................................................................................................................2.3.1 氨合成塔..................................................................................................................2.3.3 冷交换器..................................................................................................................2.3.4 氨冷器......................................................................................................................第三章工艺设计计算 .......................................................................................................3.1 设计要求.....................................................................................................................3.2 工艺流程图.................................................................................................................3.3 物料计算.....................................................................................................................3.3.1合成塔入口气体组分 ..............................................................................................3.3.2 合成塔出口气体组分 .............................................................................................3.3.3 合成率......................................................................................................................3.3.4 氨分离器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.5 冷交换器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 .........................................................................................3.3.7 液氨储槽物料计算 .................................................................................................3.3.8 合成系统物料计算 .................................................................................................3.3.9 合成塔物料计算 .....................................................................................................3.3.10 水冷器物料计算 ...................................................................................................3.3.11 氨分离器物料计算................................................................................................3.3.12 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.13 氨冷器的物料计算 ...............................................................................................3.3.14 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.15 液氨贮槽物料计算 ...............................................................................................3.4 热量衡算.....................................................................................................................3.4.2 氨冷凝器热量计算 .................................................................................................3.4.3 循环机热量计算 .....................................................................................................3.4.4 合成塔热量衡算 .....................................................................................................3.4.5 废热锅炉热量计算： .............................................................................................3.4.6 热交换器热量计算 .................................................................................................3.4.7 水冷器热量衡算： .................................................................................................3.4.8 氨分离器热量衡算： .............................................................................................第四章设备的选型与计算..............................................................................................4.1 设备选型.....................................................................................................................4.1.1 设备简述..................................................................................................................4.1.2 流程说明..................................................................................................................4.2 合成塔设计.................................................................................................................4.2.1 合成塔筒体设计 .....................................................................................................4.2.2 催化剂层设计 .........................................................................................................4.2.3 下换热器..................................................................................................................4.2.4 层间换热器..............................................................................................................4.3 辅助设备选型 ............................................................................................................4.3.1 废热锅炉..................................................................................................................4.3.2 热交换器..................................................................................................................4.3.3 水冷器......................................................................................................................4.3.4 冷交换器..................................................................................................................4.3.5 氨冷器I ...................................................................................................................结论......................................................................................................................................致谢......................................................................................................................................参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：氨是一种重要的化工产品，在国民经济中有重要的作用。
合成氨是一种重要的化工原料，在农业、化肥、医药等领域具有广泛的应用。
年产五万吨合成氨合成工段的工艺设计需要确保生产效率、降低成本以及保护环境。
下面将介绍一种可能的工艺设计方案，并详细阐述其主要步骤和操作过程。
工艺设计方案：1.原料准备：气体原料包括天然气、汽油等，液体原料包括氨水和硫酸。
将气体原料经过净化处理后，与液体原料进行混合。
2. 混合反应器：将混合后的原料进入混合反应器中，进行催化合成反应。
合成反应通常使用铁催化剂，反应温度为400-500°C，压力为150-300 atm。
3.分离系统：将反应后的混合气体通过冷却器进行冷却，使其达到饱和水蒸气状态。
然后进入分离塔，其中含有若干个塔盘。
通过升温和降压，氨气和氮气分别从塔顶和塔底分离出来。
氨气经过冷凝器冷却，得到液氨产品。
4.副产物处理：除了氨气外，还产生了一些副产物，如甲烷、一氧化碳等。
这些副产物需要进行处理，如通过燃烧转化为二氧化碳和水蒸气。
5.产品处理：将液氨产品进行浓缩、脱水等处理，使其达到合适的纯度要求。
然后进行分装、储存和运输等环节。
在整个合成氨合成工段中，合成反应器是最关键的部分。
其选用合适的催化剂和反应条件，可以保证高效率、高选择性的合成氨反应。
此外，适当的分离系统和副产物处理方式，能够最大程度地回收和利用原料，减少能源消耗和环境污染。
整个工艺设计需要考虑到安全性、经济性和环境性能。
安全性方面，需要对原料进行严格的净化处理，防止催化剂中毒等问题的发生。
经济性方面，需要优化工艺参数，提高产量和纯度，降低生产成本。
环境性能方面，需要优化副产物处理方式，减少废气和废水的排放。
综上所述，年产五万吨合成氨合成工段的工艺设计需要综合考虑多个因素，包括催化剂的选择、反应条件的控制、分离系统的设计、副产物处理方式等。
只有通过优化这些环节，才能够实现高效、稳定、安全和环保的合成氨生产。
年产30万吨合成氨⼯艺设计年产30万吨合成氨⼯艺设计作者姓名000专业应⽤化⼯技术11-2班指导教师姓名000专业技术职务副教授（讲师）⽬录摘要 (4)第⼀章合成氨⼯业概述 (5)1.1氨的性质、⽤途及重要性 (5)1.1.1氨的性质 (5)1.1.2 氨的⽤途及在国民⽣产中的作⽤ (6)1.2 合成氨⼯业概况 (6)1.2.1发展趋势 (6)1.2.2我国合成氨⼯业发展概况 (7)1.2.3世界合成氨技术的发展 (9)1.3合成氨⽣产⼯艺 (11)1.3.1合成氨的典型⼯艺流程 (11)1.4设计⽅案确定 (13)1.4.1原料的选择 (13)1.4.2 ⼯艺流程的选择 (14)1.4.3 ⼯艺参数的确定 (14)第⼆章设计⼯艺计算2.1 转化段物料衡算 (15)2.1.1 ⼀段转化炉的物料衡算 (16)2.2 转化段热量衡算 (24)2.2.1 ⼀段炉辐射段热量衡算 (24)2.2.2 ⼆段炉的热量衡算 (32)2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算 (34)2.3 变换段的衡算 (35)2.3.1 ⾼温变换炉的衡算 (35)2.3.2 低温变换炉的衡算 (38)2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算 (41)2.4.1 换热器103-C热负荷 (41)2.4.2 换热器104-C热负荷 (42)2.5 设备⼯艺计算 (42)2.6 带控制点的⼯艺流程图及主要设备图 (46)2.7 ⽣产质量控制 (46)2.8 三废处理 (47)摘要氨是重要的基础化⼯产品之⼀，在国民经济中占有重要地位。
合成氨⽣产经过多年的发展，现已发展成为⼀种成熟的化⼯⽣产⼯艺。
本设计是以天然⽓为原料年产三⼗万吨合成氨的设计。
近年来合成氨⼯业发展很快，⼤型化、低能耗、清洁⽣产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要⽅向是开发性能更好的催化剂、降低氨合成压⼒、开发新的原料⽓净化⽅法、降低燃料消耗、回收和合理利⽤低位热能等⽅⾯上。
文献综述毕业论文名称：年产25万吨合成氨精制工段工艺设计院系：化生系专业年级09化工班姓名：蒋晓霄指导教师：前言氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位，特别是对农业生产有重要意义。
除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。
同时，氨也广泛用于化学纤维和塑料等工业中，亦常用作制冷剂。
世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
合成氨生产源于20世纪初德国等人的研究。
1912年在德国建成了日产30t的合成氨工厂。
我国合成氨生产始于20世纪30年代，新中国成立后，化肥工业得到迅速发展，70年代后，随着石油天然气工业的迅速发展和农业发展的需要，相继从外国引进大型合成氨装置，现在已形成大中小合成氨厂相结合的工艺布局。
从技术上讲，我国合成氨工业已迈进了世界先进行列，生产操作高度自动化，生产规模大型化，热能综合利用合理，技术经济指标先进。
在原料方面，已从单一煤炭发展到煤粉、天然气、轻油、重油多种原料。
我国自行研究和制造的各种催化剂，已具备良好的性能。
随着工业的发展，我国的合成氨将有更大的发展。
1 合成氨概述1.1 氨的性质1.1.1 氨的物理性质氨为无色气体，具特有的强烈刺激性气味。
密度0.771g/L(标准状况)，比空气轻。
沸点-33.35℃，高于同族氢化物PH3、AsH3，易液化。
熔点-77.7℃。
液氨密度0.7253g/cm3，气化热大，达23.35kJ/mol，是常用的致冷剂。
极易溶于水，20℃时1体积水能溶解702体积NH3。
充满NH3的烧瓶做喷泉实验后得到的稀氨水约为0.045mol/L。
用水吸收NH3时要用“倒放漏斗”装置以防倒吸。
液氨是极性分子，似水，可发生电离。
也能溶解一些无机盐如NH4NO3、AgI。
空气中允许NH3最高含量规定为0.02mg/L，若达0.5％则强烈刺激粘膜，引起眼睛和呼吸器官的症状。
年产18万吨合成氨厂合成工段工艺设计
工艺步骤选择
原料气为天然气
1、进行原料气预脱硫（钴钼加氢转化）
2、气态烃类蒸汽转化, CH4+H20==CO+3H2
3、一氧化碳变换, 除去CO, 得到制取尿素原料CO2
4、脱除和回收CO2,
5、甲烷化控制CO 和CO2 含量,
6、氨合成
此次设计关键设计氨合成工段
选择工艺步骤为新乡心连心氨合成工艺, 工艺步骤图以下:
具体工艺步骤为:
自烃化工段来原料气和循环机出口循环气精制原料气和循环机出口循环气一起进入油分离器, 分离油污后, 进入塔前预热器, 预热至适宜温度送入氨合成塔, 进行多段合成反应, 反应后热气经合成塔下部换热器冷却进入废热锅炉用锅炉软水回收热量, 以后送入塔前预热器管间冷却, 以后经过冷排器冷却, 温度降至常温进入冷交换管间回收冷量, 下部分离氨后进入卧式氨冷器, 温度降至约10℃左右进氨分离器分离液氨, 气氨回收处理, 液氨经冷交换管内换热升温至25℃进循环机加压与新鲜气混合进氨合成塔进行循环反应, 大部分液氨由氨分离器出口送入液氨储罐。
年产18万吨合成氨厂合成工段工艺设计一、设计依据：计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。
本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。
1、工艺流程：3、压力：①系统压力为30MPa ；②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ；③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。
4、温度：①新鲜气温度为35℃；②合成塔底进气温度190℃；③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃；⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃；⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。
塔前预热器去氢回收5、气体组成：①合成塔进出口气体中氨含量为3%； ②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3；④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%；⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。
6、年操作日：285。
7、参考书：①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》二、物料衡算基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算：⑴、放空气体量V 1及其组成 V 1=15%0.38%)(1.21%1000+⨯=106Nm 3查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%⨯（100%+10%）=10.11%y H2=%17.56%)15%11.10%100(43=--⨯ y N2=72.18%)15%44.10%100(41=--⨯%y CH4=15%%42.1138.0%21.1%21.1=+⨯y Ar =15%%58.3%38.0%21.1%38.0=+⨯所以放空气组成及其体积列表如下：（2）、氨产量V 4由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3301000Nm V = 31106Nm V =由①、②解得：V4=31064.44121061011.1100021011.1Nm V V =⨯-=-（3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%） 由氨平衡：1423%11.10%3%7.16V V V V ++= ③ 由③+②⨯3% 得：11443%3033.0%11.10%3%7.13V V V V V +++= 314393.3400%7.13%)3033.0%11.10(%)3%100(Nm V V V =+++=%05.1393.3400)64.44193.3400(%15)(%15)%(3434=-⨯=-⨯=+V V V Ar CH%69.52%)05.13%7.16%100(432=--⨯=H y %56.17%)05.13%7.16%100(412=--⨯=N y%93.9%38.0%21.1%21.1%05.134=+⨯=CH y%12.3%38.0%21.1%38.0%05.13=+⨯=Ar y%7.163=NH y（4）、合成塔进口气量及其组成由①得：30413229.3853100064.44110693.3400Nm V V V V V =+--=+--=%52.11%05.13)(234=⨯=+V V Ar CH y%48.85%52.11%3%100)(22=--=+N H y所以，%77.8%38.0%21.1%21.1%52.114=+⨯=CH y%75.2%77.8%52.11=-=Ar y%11.6443%48.852=⨯=H y %37.21%11.64%48.852=-=N y合成塔进口量及组成：2、水冷器物料衡算（1）、水冷器进口的物料同合成塔出口3V 相同 （2）、水冷器出口气体组成与放空气相同 设经水冷器后1标准立方气体中所含氨量为x 出水冷器体积：)%7.16%100(35x V V +-=因为35℃时气相平衡氨含量：%187.9*=a y ，取过饱和度为10%，则：1011.0%)10%100(%187.9*=+⨯=⨯δa y%11.10%100%)7.161(=⨯+-xx解得：%37.9=x3364.3151%)37.9%7.161(93.3400%)37.9%7.161(Nm V V =+-⨯=+-⨯=出水冷器冷凝下来的氨量=合成塔出口的氨量—水冷器出口的氨量=333.24963.31896.567Nm =-3、 冷交换器的物料衡算 （1）、冷交换器进口热气组成与放空气相同 其体积为：3564.304510664.3151Nm V =-=（2）、出口组成及体积 设出口温度为19℃。
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)1.1 氨的基本用途 (3)1.2 合成氨技术的发展趋势 (4)1.3 合成氨常见工艺方法 (4)1.3.1 高压法 (5)1.3.2 中压法 (5)1.3.3 低压法 (5)1.4 设计条件 (5)1.5 物料流程示意图 (6)2 物料衡算 (8)2.1 合成塔入口气组成 (8)2.2 合成塔出口气组成 (8)2.3 合成率计算 (9)2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10)2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13)2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13)2.7 液氨贮槽物料衡算 (16)2.8 合成循环回路总物料衡算 (17)3 能量衡算 (28)3.1 合成塔能量衡算 (28)3.2废热锅炉能量衡算 (31)3.3 热交换器能量衡算 (32)3.4 软水预热器能量衡算 (33)3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (34)3.6 循环压缩机能量衡算 (36)3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (37)3.8 合成全系统能量平衡汇总 (39)4 设备选型及管道计算 (41)4.1 管道计算 (41)4.2 设备选型 (43)结论 (43)致谢 (45)参考文献 (46)年产五万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。
其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。
新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H2 73.25%，N225.59%，CH41.65%,Ar 0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%),CH4+Ar(15.5%),要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到17%。
通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。
合成氨合成工段年产万吨工艺设计毕业设计合成氨是工业生产中的重要化学物品之一，被广泛应用于肥料、塑料、药物等多个领域。
本文将以合成氨合成工段年产万吨工艺设计为主题，为大家介绍合成氨合成过程以及其关键工艺参数的设计要点。
一、合成氨合成过程合成氨的制备主要通过哈伯-卡尔斯过程实现，其反应方程式为：N2 + 3H2 → 2NH3该过程需要高压和高温条件下的催化反应，通常以铁和钼等金属为催化剂。
合成氨合成工段的设计需要精确控制反应条件和原料的配比，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
二、合成氨合成工段年产万吨工艺设计要点1.反应压力控制反应压力是直接影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的重要参数。
在设计合成氨合成工段时，需要通过合理的变量控制方案，确保反应压力的平稳控制。
例如，采用压力传感器和配套控制设备等技术手段，可以根据反应情况及时调整反应压力，以达到最佳工艺效果。
2.反应温度控制反应温度是影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的另一个重要参数。
在合成氨合成工段设计中，需要精确控制反应温度，以在确保催化剂稳定性的情况下，使反应率达到最大值。
常见的反应温度控制手段包括热传导油式加热器、蒸汽加热器等。
3.催化剂的选择及生命周期控制在哈伯-卡尔斯过程中，催化剂的选择及其生命周期对合成氨合成工段的效率和质量具有重要影响。
通常采用铁-钼催化剂，具有较高的催化活性和稳定性。
催化剂衰减是一个不可避免的问题，通常采取“烧结-还原”等手段进行再生，以保证催化剂的长期稳定使用。
4.废气净化合成氨合成工段会产生大量的废气，其中含有大量的氮气和氢气等有害气体。
因此，在设计合成氨合成工段时，需要加强废气处理，以防止的环境污染和危害工作人员身体健康。
综上所述，合成氨合成工段的年产万吨工艺设计需要有序、合理地规划反应压力、温度、催化剂及废气净化等关键工艺参数，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
未来，随着科学技术的不断发展，合成氨合成工段的工艺设计将得到更完善和优化，提高其在工业生产中的重要性和市场竞争力。
惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY化工设计作业合成氨铜洗工段带控制点的工艺流程设计姓名：黄坚武（070602109）黄健榜（070602110）黄庆卫（070602111）黄志成（070602112）指导教师：王春花提交日期：2010年10月12日目录1概述 (1)2工艺原理 (1)2.1醋酸铜氨液的组成 (1)2.2铜液吸收原理 (2)2.2.1 铜液吸收CO的反应原理和特点 (2)2.2.1 铜液吸收其他有害气体的原理和有害气体含量过高的危害 (2)2.3铜液再生原理 (3)3操作条件 (4)4工艺流程说明 (5)5工艺流程附图 (5)参考文献 (6)1概述我国的氮肥工业自20世纪50年代以来，不断发展壮大，目前合成氨产量已跃居世界第一位，现已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术，形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。
目前合成氨总生产能力为4500万t/a左右，氮肥工业已基本满足了国内需要，在与国际接轨后，具备与国际合成氨产品竞争的能力，今后发展重点是调整原料和产品结构，进一步改善经济性。
[1]氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料, 自从1909年哈伯研究成功工业氨合成方法以来, 合成氨工业已走过了101年的历程。
近年来合成氨工业发展很快, 大型化、低能耗、清洁生产是合成氨装置发展的主流,技术改进的主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面。
目前合成氨产量以中国、苏联、美国、印度等国为最高, 约占世界总产量的一半以上。
我国合成氨工业经过50多年的发展, 产量已跃居世界第一位，我国目前有大型合成氨装置共计34套，生产能力约1000万t/a。
[2]合成氨生产系统中精炼采用铜洗装置。
醋酸铜氨液洗涤法(简称铜洗)是最古老的方法。
早在1913年就开始应用，迄今有近一百年的历史，铜洗法以其工艺成熟、操作弹性大，长期在中小型合成氨厂占据主导地位。
铜洗是在高压低温条件下，用醋酸铜液吸收来自脱碳后氢氮气中的二氧化碳、一氧化碳、氧和硫化氢等有害气体，制得合格的铜洗气体吸收气体后的铜液经减压、加温后,再生循环使用,解吸出来的再生气体及其夹带出来的氨均回收利用。
2工艺原理[3]变换气经过净化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H2S等有害气体，工业上常用铜洗法精制原料气。
2.1醋酸铜氨液的组成铜洗法的溶液醋酸铜氨溶液是由醋酸铜和氨通过化学反应后制成的一种溶液，简称铜液，其组成为Cu（NH3）2Ac（醋酸亚铜络二氨）。
2.2铜液吸收原理2.2.1铜液吸收CO的反应原理和特点铜氨液吸收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)+NH3Cu(NH3)3Ac·CO+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。
从以上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降低的，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。
2.2.1铜液吸收其他有害气体的原理和有害气体含量过高的危害铜氨液除能吸收CO外，还能吸收CO2、O2、H2S等有害气体。
（1）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而生成NH4HCO3(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3+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；当铜氨液中的醋酸和氨量不足时，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醋酸含量。
此外，由以上反应式可知，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。
（2）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+O24Cu(NH3)4Ac2+2H2O+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+。
若1m3铜液能处理500m3（标）原料气，气体中的O2含量为0.1%，它可将5000.00140.089322.4km ol⨯⨯=的Cu+氧化。
若每立方米铜氨液中含Cu+总量为1.85kmol，则被氧化的Cu+占0.08934.8%1.85=如果入铜洗塔气体中的氧含量高至1%，则几乎50%的Cu+被氧化成Cu2+。
所以气体含氧量愈低愈好。
（3）铜氨液吸收硫化氢的反应主要是依靠其中的氨水，其反应如下。
2NH3∙H2O+H2S (NH4)2S+2H2O+Q除上述反应外，还可能有H2S溶解在铜氨液中与低价铜离子起反应生成硫化亚铜沉淀。
2Cu(NH3)2Ac+H2S=Cu2S↓+2NH4Ac+(NH4)2S微量硫化氢，是能被铜氨液吸收而除去的。
但是，如果原料气中H2S含量过高，不仅要多消耗氨；而严重的是H2S与铜起反应，生成黑色的硫化亚铜沉淀，堵塞设备、管道和填料层，不仅影响正常生产，还导致铜耗过高。
因此，原料气中的H2S含量愈低愈好。
2.3铜液再生原理铜氨液吸收了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CO、CO2、H2S从铜氨液中解析出来；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、醋酸和铜，并将铜氨液冷却至吸收所应维持的温度。
其基本原理如下：（1）CO、CO2、H2S的解析反应·解析反应是吸收反应的逆过程，其反应式如下：Cu(NH3)3Ac·CO Cu(NH3)2Ac+CO+NH3-Q(NH4)2CO32NH3+CO2+H2O-Q(NH4)2S2NH3+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。
（2）高价铜被还原为低价铜的反应·高价铜的还原，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(NH 3)3++CO+H2O2Cu(金属铜)＋CO2＋4NH3＋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+H 2O2Cu＋+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。
（3）补充所消耗的氨、醋酸和铜，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、醋酸挥发一部分，必须补充一定量的氨和醋酸。
·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。
3操作条件[4]（1）温度铜液温度: 8～12℃回流塔进口温度：25～38 ℃回流塔出口温度：40～55℃下加热器出口温度：60～68℃上加热器出口温度：74～78℃再生器出口温度：74～78℃氨冷器出口温度：8～15℃（2）压力铜洗操作压力: 12.0～15.0MPa再生压力: 0.106～0.108MPa铜塔进出口压差≤0.5MPa铜泵进口压力：0.04～0.12Mpa（3）成分总铜2.0～2.5mol/L总氨8.5～12.5mol/L总酸≥总铜10～15%，为2.2～3.0mol/L残存CO<0.005m3CO/ m3残存CO2≤1.5mol/L铜比5～8净氨塔氨水滴度：由生产科另行下达指标（11滴）（4）其他铜洗塔液位控1/2—2/3再生器液位1/2—2/34工艺流程说明铜洗工艺流程由吸收和再生两部分组成，脱碳后，压缩到12MPa以上的原料气经油分离器（V0302）除油分，送入铜洗塔（T0301）的底部，气体在塔内与塔顶喷淋下来的铜液逆流接触，其中的CO、CO2、O2及H2S被铜液吸收，精制后的铜液气（CO+CO2<25cm3/m3）从塔顶出来，经铜液分离器（V0303）除去夹带铜液，送往压缩工段。
铜液由铜液泵（P0301）加压至约12MPa，送往铜洗塔（T0301）顶部，吸收CO 等气体后，温度升高到25~30℃，由塔底部流出，经减压后，靠本身余压自流入回流塔（T0302）顶部。
在回流塔（T0302）内与再生器（E0301）逸出的的气体逆流相遇，吸收气体中大部分氨和热量，温度升至45~55℃，在此解吸部分CO和CO2，铜液自回流塔（T0302）底部进入还原器底部下加热器（E0303）管内，被管外热铜加热至60~68℃，使高价铜还原为低价铜，以调节铜比。
再进入还原器上加热管（E0302）内，经管外热水或蒸汽加热至72~74℃后，进入再生器（E0301）。
在再生器（E0301）内，由蒸汽夹套继续使铜液温度升到75~78℃，并停留足够的时间，以保证CO、CO2充分解吸。
再生后的铜液由再生器（E0301）底部流出，经化铜桶（V0304）补铜，如总铜含量符合要求，可不经化铜桶而直接去还原器下加热管外，加热管内铜液。
