年产36万吨合成氨一氧化碳变换工段工艺设计
「年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计」
年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计一、工艺流程概述1.原料准备：将天然气（主要是甲烷）与空气作为主要原料，通过气体净化系统去除其中的杂质、硫化物和水分。
2.原料配送：将净化后的天然气和空气分别输送至气体净化系统进行进一步的处理和分析。
3.变换反应槽：将净化后的天然气和空气通过压缩机压缩至一定压力后，经过暖气交换器加热至高温（约500-600℃），再进入变换反应槽。
4.变换催化剂：在变换反应槽中，使用催化剂（通常是高温高压下的铁-钴催化剂）促进N2和H2的反应。
反应生成的合成氨会随气流从反应槽中流出。
5.除气系统：将反应槽中的气体通过除尘器，冷却器和吸附剂等设备进行处理，去除其中的固体颗粒、水分和其他杂质。
6.合成氨回收：经过除气系统处理后的气体中仍含有未反应的氮气和氢气，通过压缩机再次压缩进入蒸馏塔。
在蒸馏塔中，根据不同的沸点，将氨气和氮气分离开来，再通过冷凝器冷凝为液态氨。
7.废水处理：在工艺过程中产生的废水会经过处理系统去除其中的有机物和杂质，以保证排放的废水符合环保要求。
二、设备布置和操作要点1.变换反应槽的设计要考虑到温度、压力和气体流动速度的控制。
同时，需要定期更换催化剂，以维持优良的反应性能。
2.除气系统中的设备要进行定期维护和清洁，确保其正常工作和去除气体中的杂质、固体颗粒和水分。
3.合成氨回收装置要根据产品质量要求设置合适的操作参数，例如蒸馏塔的温度和压力。
此外，冷凝器的冷却水流需要保持稳定，以确保气体顺利冷凝为液态氨。
4.废水处理系统应配置适当的物理和化学处理单元，如过滤器、沉淀池和生物处理等，以达到废水排放标准。
5.需要建立相应的安全措施，如设立监测系统，确保气体和液体在整个工艺中的安全运输和使用。
三、工艺控制和性能优化1.在变换反应槽中，可以通过调节供气比例、压力和温度等参数来控制合成氨的产率和选择性。
同时，也可以根据反馈控制系统监测和调整催化剂的性能。
2.除气系统中的设备可以通过监测气体的组成和温度、压力等参数，来调整操作参数，以达到满足产品质量要求的除气效果。
合成氨变换工段工艺设计
1.4 工艺流程简述全低变的工艺流程示意图见图1-1。
图1-1 低温变换工艺流程示意图Fig1-1 Schematic diagram of the low tem p erature conversion p rocess半水煤气首先进入油水分离器，脱除部分固体和液体杂质后进入活性炭滤油器，进一步脱除杂质。
经净化的半水煤气进入变换气换热器与从第二变换炉出来的变换气进行逆向热交换，使其温度上升到180 ℃左右，变换气温度下降到160 ℃左右。
出变换气换热器的半水煤气再进入煤气换热器与从第一变换炉出来的变换气进行逆向热交换，变换气自身的温度下降到300 ℃左右，半水煤气升温到200 ℃左右。
出煤气换热器的半水煤气与来自管网的中压水蒸气混合，一方面使半水煤气温度上升到变换反应温度，另一方面使半水煤气增湿，并达到设计要求所需要的汽气比进入第一变换炉发生变换反应，在第一变换炉内CO 的变换率可达到60%左右。
经第一变换炉变换后出来的变换气进入煤气换热器与半水煤气逆向换热后进入淬冷过滤器I ，逆向与喷淋下来的冷却水换热并使冷却水汽化，此时变换气的温度下降到230 ℃左右，冷却水和变换气换热后汽化，从而使蒸汽含量达到设计要求，湿变换气进入第二变换炉第一段催化剂床层进行变换反应。
经第二变换炉第一段催化剂床层变换反应后CO 的变换率可达到85%左右，温度上升到280 ℃左右进入淬冷过滤器II ，逆向与喷淋下的冷却水进行热交换，使其温度下降到190 ℃左右，同时补充水蒸气，达到设计要的汽气比进入第二变换炉第二段催化剂床层进行变换，最终CO 的变换率可达到99%。
出第二变换炉第二段的变换气经过变换气换热器后，再经过变换气冷却器降温至40 ℃左右，去后续工段。
第二章 物料衡算及热量衡算2.1设计条件计算基准：1吨NH 3。
设备生产能力：t/h 7222.92430010703=⨯⨯ 由设计所给条件取每吨氨耗用半水煤气3520Nm 3,则每小时的半水煤气用量为：3520×9.7222=34222.2 Nm 3/h初始半水煤气组成见下表2-1。
年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计
合成氨脱碳工段工艺设计的目标是实现年产量为30万吨的合成氨的脱碳处理。
脱碳是通过去除氨气中的二氧化碳来净化合成氨的过程。
以下是关于合成氨脱碳工段工艺设计的详细说明。
1.工艺概述：合成氨脱碳工段的主要目标是将合成氨中的二氧化碳浓度降低到规定水平以下，以满足产品质量要求。
脱碳过程采用吸收法，通过将合成氨与吸收剂接触来去除二氧化碳。
脱碳过程是在一套多级吸收装置中进行的。
2.设备选择：在设计合成氨脱碳工段时，需选择合适的吸收装置和相应的吸收剂。
常见的吸收装置包括板式吸收器、填料吸收塔或喷雾吸收器。
在选择吸收剂时，应考虑其吸收效率和再利用性。
3.工艺流程：合成氨脱碳工段的主要流程包括氨气进料、吸收装置、二氧化碳排出以及废气处理。
具体流程如下：-氨气进料：合成氨从合成氨工段进入脱碳工段，浓度约为60-80%。
-吸收装置：合成氨与吸收剂接触，吸收剂可以是各种吸收液，如碱性溶液。
吸收装置分为多个级别，通过多级吸收可以提高脱碳效率。
-二氧化碳排出：将富二氧化碳的吸收液与空气进行反应，将二氧化碳释放出来。
常见的方法是通过加热、压缩或换热来实现。
-废气处理：二氧化碳排出后的废气需要进行处理，通常采用气体净化设备来去除废气中的污染物。
4.工艺参数：合成氨脱碳工段的工艺参数包括吸收剂浓度、吸收剂流量、吸收剂-氨气接触时间和温度等。
这些参数的选择会影响脱碳效率和能耗。
-吸收剂浓度：一般选择适当浓度的吸收液，以实现高效的气液接触。
-吸收剂流量：流量的选择需要考虑吸收装置的吸收能力和分离效果。
-吸收剂-氨气接触时间：合理的接触时间可以提高脱碳效果。
-温度：适当的温度可以促进脱碳反应的进行。
5.安全措施：在合成氨脱碳工艺设计过程中，需考虑操作安全及环境保护。
其中包括废气处理设备的选择和设计，以及设备的安全运行控制系统。
综上所述，合成氨脱碳工段工艺设计应包括吸收装置和吸收剂的选择，合理的工艺流程和参数设定，以及必要的安全措施。
只有通过完善的工艺设计和操作管理，才能实现30万吨合成氨的脱碳处理。
年产30万吨合成氨厂变换系统主要装置设计
CO2：
H2：
H2O：
将上述煤气各成分列为下表：
组成
N2
CH4
CO
CO2
H2
H2O
合计
含量（％）
1.78
6.469
17.257
20.265
29.99
24.242
100
含量（kmol）
1.78
6.469
17.257
20.265
29.99
24.242
100
2.3变换炉温升估算
式中 ：出、进催化剂床气体温度℃
变换反应催化剂的选用，主要根据合成氨生产工艺要求来确定，主要依据为原料气和变换气中一氧化碳和二氧化碳的含量、原料气中硫化氢和有机硫化物的含量以及原料气最终精制工艺的要求。本合成氨装置采用低温甲醇洗﹙-65℃﹚脱硫脱碳以及液氮洗脱除一氧化碳、甲烷，和甲烷蒸汽转化的工艺路线。变换入口粗煤气中一氧化碳和二氧化碳的含量较高，硫化氢干基含量也很高。
含量（kmol）
1.78
6.469
2.741
34.812
44.537
9.695
100
第二变换炉入口温度为：280℃（553K）
第二变换炉出口温度为：410℃（683K）
第二变换炉入口CO变换率为：48.387％
第二变换炉出口CO变换率为：84.3％
2.4.3第三变换炉的物料衡算
第三变换炉入口压力假定为：2.81MPa=27.73atm
CH4：6.469kmol
CO2：28.615kmol
H2：38.34kmol
H2O：15.892kmol
第一变换炉出口各组分含量表：
表4—3
组成
N2
合成氨变换工段工艺设计
合成氨变换工段工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，在农业、化工和医药等行业广泛应用。
合成氨的生产过程中，合成氨变换工段是一个关键的工艺环节。
本文将介绍合成氨变换工段的工艺设计。
2. 工艺流程合成氨变换工段的工艺流程包括进料处理、反应器设计、温度控制和产品回收四个重要环节。
2.1 进料处理合成氨的主要原料是氮气和氢气，进料处理环节主要包括氮气和氢气的纯化和混合。
氮气和氢气需要通过特定的纯化设备去除杂质，以确保反应的纯度和效果。
然后，纯化后的氮气和氢气按照一定比例进行混合。
2.2 反应器设计反应器是合成氨变换工段的核心设备，根据反应器设计的不同，可以分为固定床反应器和流化床反应器两种。
固定床反应器是一种较为常见的反应器形式，氮气和氢气催化反应产生合成氨。
固定床反应器需要考虑催化剂的选择、填充物的设计以及反应器的传热设计等因素。
流化床反应器是近年来逐渐应用的一种反应器形式，其优点包括更好的热传递性能和更好的反应效果。
流化床反应器需要考虑反应器的气固分离、催化剂的循环和再生等因素。
2.3 温度控制温度对合成氨反应的影响非常重要，合适的反应温度可以提高反应速率和选择性。
在合成氨变换工段中，需要通过控制进料气体的温度和反应器的温度来实现对反应的控制。
温度控制还需要考虑热量的平衡问题，包括进料气体的预热和产物蒸汽的回收利用等。
2.4 产品回收合成氨变换工段的最终目标是获得高纯度的合成氨产品。
在产品回收环节中，需要进行氨的冷凝和气液分离。
冷凝过程中需要考虑温度和压力的控制，以确保氨的高效冷凝。
气液分离过程中，可以采用吸收液的方式将氨从气相中吸收出来，再进行后续处理和精制。
3. 设备选择合成氨变换工段的设备选择主要包括反应器、纯化设备、冷凝器和分离器等。
反应器的选择需要考虑反应速率、选择性和热传导等因素。
常用的反应器材料有不锈钢、镍基合金等。
纯化设备的选择需要考虑氮气和氢气的纯度要求以及生产规模等因素。
合成氨变换工段工艺过程设计
合成氨变换工段工艺过程设计
合成氨是一种氮肥的主要原材料，广泛应用于农业生产中。
合成氨的生产工艺比较复杂，需要经过多个过程的变换才能得到最终的产品。
以下是合成氨变换工段工艺过程的设计。
第一步：氨气合成
氨气合成是合成氨工艺的核心环节，是通过一系列反应将纯净的氢气和氮气合成氨气。
氮气主要来自于空分装置，而氢气主要来自于蒸汽重整装置。
氮气和氢气混合进入催化转化器，经过高温高压催化剂的作用，在催化剂的表面上发生一系列反应，生成氨气。
第二步：氨气变换
氨气变换是将氨气和过量的氮气通过低温催化转化器进行反应，生成高纯度的合成气体。
合成气体主要由氨气、氢气和少量的氮气组成。
合成气体进入变换反应器，在催化剂的作用下，发生一系列反应，将多余的氮气转化为氨气，提高合成气体的纯度。
为了提高合成氨的产率和纯度，还需要进行一系列辅助工艺，如排水处理、冷凝除尘等。
排水处理是为了去除合成氨中的水分，保证合成氨的纯度。
在排水处理过程中，合成氨中的水分会通过分离器分离出来，再经过干燥塔吸附去除水分，最后得到干燥的合成氨。
冷凝除尘是为了去除合成氨中的杂质，保证合成氨的纯度。
在冷凝除尘过程中，合成氨通过冷凝器冷却，使其中的杂质凝结成固体颗粒，然后经过除尘器除去颗粒物，最后得到纯净的合成氨。
综上所述，合成氨变换工段工艺过程的设计包括氨气合成和氨气变换两个主要步骤，同时还需要进行排水处理和冷凝除尘等辅助工艺。
这些步骤的设计要考虑反应温度、反应压力、催化剂的选择和管理，以及对产物的分离、干燥和净化等。
通过合理的工艺设计和操作管理，可以提高合成氨的生产效率和产品质量。
年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿
Abstract：This design was mainly for the synthetic ammonia plant shift conversion section.The technological process used the middle temperature changefirst ，and then used the low temperature change .Process calculation mainly included material balance, energy balance and equipmentselection.
变换过程需在高温高压使用催化剂条件下进行，因此变换工序是合成氨生产的高成本工序,其成本降低对合成氨成本的降低有重要意义。
1．3
1.
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,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5000万吨/年左右[3],氮肥工业已基本满足了国内需求,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。
合成氨变换工段设计
合成氨变换工段设计一、工艺简介合成氨（NH3）是一种重要的化学原料，广泛应用于肥料、化工、冶金等领域。
合成氨通常是通过哈伯-博士过程进行合成的，该过程主要有三个阶段：气化反应、变换反应和分离装置。
其中，变换反应是合成氨反应的核心环节。
二、工艺流程1.进料系统：将氮气（N2）和氢气（H2）以一定的比例通入反应器。
进料系统应包括氮气和氢气的净化装置，以确保进入反应器的气流中不含有不利于反应的杂质。
2.反应器：反应器是合成氨变换的关键装置，需要选择适当的催化剂，并控制合适的反应温度和压力。
反应器的设计应满足以下要求：具有高的转化率和选择性、较小的压力损失、对催化剂具有良好的分布和稳定性。
3.除尘装置：合成氨反应会产生一些固体杂质，如烟尘颗粒等。
除尘装置主要用于去除这些固体杂质，以确保产品的纯度。
4.产品收集系统：将合成氨收集并进行后续的分离和提纯。
收集系统应包括冷凝器、吸收塔等设备，以确保合成氨的回收率。
三、工艺参数1.反应温度：合成氨变换反应通常在300-500°C的温度范围内进行，具体温度的选择应考虑催化剂的活性和热力学平衡等因素。
2.反应压力：合成氨变换反应的压力通常在10-30MPa之间，压力的选择应使反应的平衡位置有利于产生高的氨气浓度。
3.氮气和氢气的比例：氮气和氢气的比例对合成氨反应的转化率和选择性有重要影响，一般通过调节氮气和氢气的流量比例来控制。
4.催化剂的选择：催化剂的选择应考虑其活性和稳定性，促使反应的进行，并提高催化剂的利用率。
四、工艺设备1.反应器：选用合适的反应器，如固定床反应器或流化床反应器，确保催化剂的分布均匀和反应的高转化率。
2.净化装置：包括氮气和氢气的净化装置，用于去除进料中的杂质。
3.冷凝器：用于冷却和冷凝反应器出口的气体，以便进行后续的分离和提纯。
4.吸收塔：用于收集合成氨气体，并进行后续的分离和提纯。
五、工艺控制1.温度控制：根据反应的热力学特性，控制反应温度在适当的范围内，以提高反应的转化率和选择性。
年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿
合成氨是一种重要的化工原料，用于生产化肥、烟火药、染料等多种产品。
年产万吨合成氨变换工段的工艺设计是合成氨生产过程中的重要环节，对生产效率和产品质量有着重要影响。
本文将针对年产万吨合成氨变换工段的工艺设计进行详细描述。
首先，年产万吨合成氨变换工段的主要反应是氮气与氢气的结合生成氨气，这是一个放热反应，需要在适当的条件下进行。
工艺设计中需要考虑到反应的速率、平衡和选择合适的催化剂以提高反应效率。
为了保证反应的连续性和稳定性，需要选择合适的反应器。
一般采用固定床反应器，在反应器内放置合适的催化剂，通过控制反应物的供给速率和控制温度，使反应物在反应器内进行有效的转化。
其次，变换工段还需要考虑气体的分离和净化问题。
在变换反应中，除了生成氨气外，还会伴随着一些不完全反应产物、杂质气体和催化剂颗粒等。
这些物质需要通过各种分离和净化操作进行处理，以获得纯度较高的合成氨。
常见的分离和净化操作包括压缩、冷却、洗涤、吸附等。
此外，工艺设计中还需考虑能量的回收和利用。
合成氨生产是一个能量密集型的过程，能源消耗占据了生产成本的很大比重。
因此，在工艺设计中需要考虑能源的回收和利用，以提高能源利用效率。
常见的能量回收和利用方法包括余热回收、废气利用等。
最后，工艺设计中还需要考虑安全和环境因素。
合成氨生产过程中涉及高压、高温、易燃易爆等危险因素，需要采取相应的安全措施来确保生产的安全性。
同时，工艺设计还需要考虑环境保护，减少污染物的排放，采取合适的处理措施进行废气、废水、废渣等的处理。
综上所述，年产万吨合成氨变换工段的工艺设计需要考虑反应速率、催化剂选择、反应器设计、气体分离与净化、能量回收利用、安全和环境等多个方面的因素。
只有充分考虑到这些因素，才能设计出高效、安全、环保的合成氨生产工艺，确保产品质量和生产效率的提高。
合成氨厂CO变换工艺设计说明书
68t氨/d 合成氨厂CO变换工艺设计摘要氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
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。
合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与氨合成。
一氧化碳变换是指一氧化碳与水蒸气反应生产二氧化碳和氢气的过程。
在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。
在合成氨生产中，原料气中的一氧化碳都来源于含碳氢物质，如煤、天然气、油等。
半水煤气则是以煤为原料制得的含有氢气和一氧化碳等多种气体的混合物。
一氧化碳会使催化剂中毒，而合成氨工艺中所需的氢气则是一氧化碳和水反应制得。
因此在氨合成过程中必须进行一氧化碳变换。
这样不但去除了一氧化碳同时产生了合成氨的原料气氢气。
本次设计的主要任务是设计完成合成氨过程中净化车间一氧化碳多段变换的工艺流程。
本次设计采用中变串低变的工艺流程，在本流程中使用宽变催化剂可使操作条件有较大变化。
它使入炉煤气的蒸汽比有较大幅度的降低，而且使一氧化碳含量降低。
正是由于选用宽温催化剂，使得反应条件得以大大改进。
选用该流程的目的是为了让原料气净化程度高，流程简单，操作方便，稳定性好，催化剂使用时间长。
设计说明书包括三部分：工艺设计说明、变换工段的工艺计算及主要设备的工艺计算。
另外，附有四张设计图纸：一张管道及仪表流程图，一张平面布置图，一张物料流程图及一张设备一览表。
关键词：半水煤气、CO变换、催化剂The CO Transform Process DesignOf 68t ammonia/d Synthetic Ammonia plantAbstractAmmonia is an important chemical product, mainly for the production of chemical fertilizers. The production of synthetic ammonia has developed into a mature chemical production process through years of development. It is mainly divided into: the preparation of the raw gas; the purification of the raw gas and a the synthesis of mmonia.The transformation of carbon monoxide refers to the production of carbon monoxide and hydrogen response with carbon dioxide and water. It plays a very important role in the synthetic ammonia process. In the production of synthetic ammonia the carbon monoxide is containing comes from hydrocarbon, such as coal, oil and gas, etc. Semi-water gas is made for the raw coal and a mixture of gases including hydrogen and carbon monoxide. Carbon monoxide will make catalyst poisoned in the process , but hydrogen is made for the reaction of water and carbon monoxide. Therefore in the ammonia synthetic process must have the transformation of carbon monoxide. In addition to this , it also products the hydrogen gas which is the materal gas of synthetic ammonia. The main task of the design is to complete the transformation of carbon monoxide which is a part of the purification workshop of ammonia synthetic process . This design use the process of low temperature combined middle temperature, and the use of the wide temperature shift catalyst can make a significant changes in the operating conditions. It makes the ratio of steam into the furnace gas reduced significantly, and reduce the level of carbon monoxide. The reaction conditions can be improved greatly because of the selection of the wide temperature catalyst. The choice of using the process is to let the raw gas have a high degree purification, have a simple process , easy to operate, stability is good, catalyst have a long use time.The design specification includes three components: the design specifications of the process, the process calculation of the transform section and the process calculation ofmain equipment. In addition, four design drawings is accompanied: a piping and instrumentation diagrams, a layout plan, a material flow chart and an equipment list. Keywords: Semi-water gas, CO shift, catalyst目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章一氧化碳变换的工艺说明 (2)1.1设计依据 (2)1.2原料动力学消耗定额和消耗量 (2)1.3一氧化碳变换原理 (2)1.4一氧化碳变换催化剂 (3)1.4.1 铁-铬系一氧化碳中温变换催化剂 (3)1.4.2 一氧化碳宽温耐硫变换催化剂 (4)1.5工艺流程说明 (5)1.6设备选型及布置 (8)1.6.1设备选型的基本要求 (8)1.6.2 设备布置说明 (8)1.7三废治理说明 (9)1.8本工段各种工艺操作指标 (10)第二章一氧化碳变换工艺计算 (11)2.1设计条件 (11)2.2中温变换炉物料及热量计算 (12)2.2.1干变换气量及变换率的计算 (12)2.2.2 总蒸汽比（汽/气）的计算 (13)2.2.3中变炉一段催化剂层物料及热量衡算 (14)2.2.4 中变炉二段催化剂层物料及热量计算 (20)2.3低温变换炉物料及热量计算 (24)2.3.1 物料计算 (24)2.3.2 热量衡算 (25)2.3.3平衡曲线、最适宜温度曲线及操作线计算 (26)2.4饱和热水塔出口温度的估算 (27)2.4.1 水加热器出口变换气温度计算 (27)2.4.2 热水塔出口排水温度 (27)2.4.3饱和塔出口半水煤气温度 (28)2.5中间换热器物料及热量计算 (28)2.5.1蒸汽过热段 (28)2.5.2 半水煤气换热器 (30)2.6主热交换器物料及热量横算 (31)2.6.1 已知条件 (31)2.6.2 进设备半水煤气温度计算 (32)2.6.3 出热交换器的变换气温度计算 (33)2.7调温水加热器中变换气放出的热量计算 (34)2.8水加热器中低变气放出热量计算 (35)2.9饱和热水塔物料及热量计算 (36)2.9.1饱和塔物料及热量计算 (36)2.9.2热水塔物料及热量计算 (38)2.9.3 进饱和塔水温核算 (41)第三章典型设备计算 (41)3.1中温变换炉计算 (42)3.1.1已知条件 (42)3.1.2催化剂用量计算 (43)3.1.3催化剂床层直径的确定 (44)3.2低温变换炉计算 (46)3.2.1 已知条件 (46)3.2.2 催化剂用量计算 (47)3.2.3 催化剂床层直径的确定 (47)3.3饱和热水塔计算 (48)3.3.1 饱和塔计算 (48)3.3.2 热水塔计算 (53)参考文献 (59)附录1 (60)附录2 (61)附录3 (62)附录4 (63)致谢 (64)前言合成氨是化学工业的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。
年产36万吨合成氨造气工艺设计
年产36万吨合成氨造气工艺设计The Design of Producing Coal Gas aboutManufacturing Synthesis of Ammonia 360000t/a目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第1章造气方法的概述 (2)1.1造气方法的介绍 (2)1.1.1固定床气化法 (2)1.1.2流化床气化法 (2)1.1.3气流床气化法 (3)1.1.4熔浴床气化 (3)1.2造气方法的选择 (4)第2章常压固定床间歇气化法 (5)2.1半水煤气定义 (5)2.2半水煤气制气原理 (5)2.3生产流程的选择及论证 (6)2.4间歇式制半水煤气工艺流程 (6)2.5固定床气化法的特点 (7)2.6原料的选择 (7)2.7工艺条件 (9)2.8工作循环 (10)2.9 炉内燃料分布情况 (11)第3章工艺计算 (13)3.1煤气发生炉的物料及热量衡算 (13)3.2物料及热量衡算 (15)3.2.1吹风阶段的计算 (15)3.2.2热量衡算 (16)3.3制气阶段的计算 (17)3.3.1物料衡算 (17)3.3.2热量衡算 (20)3.4总过程计算 (21)3.4.1燃料使用分配及生产指标 (21)3.4.2物料衡算 (22)3.4.3热量衡算 (23)3.5配气计算 (24)3.6消耗定额 (25)第4章设备计算与选型 (26)4.1煤气炉指标计算 (26)4.2煤气台数的确定 (27)4.3空气鼓风机的选型及台数确定 (28)第5章能耗分析与节能途径 (30)5.l 提高燃料利用率 (30)5.1.1 提高吹风效率 (31)5.1.2 提高制气效率 (32)5.1.3 降低灰渣返炭率 (33)5.1.4 降低吹风及制气带出物 (34)5.1.5 减少热量损失 (34)5.2 降低蒸汽消耗 (35)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)年产36万吨合成氨造气工艺设计摘要：本设计简要介绍了几种常见气化工艺并对其特点做了对比。
年产36万吨合成氨脱硫工段工艺设计(毕业论文)(可编辑)
年产36万吨合成氨脱硫工段工艺设计(毕业论文)届本科生毕业论文学院毕业论文(设计)论文(设计)题目: 年产36万吨合成氨脱硫工段工艺设计English Topic: The year produces 36 0,000 tons to synthesize an ammoniato take off sulphur work a segment a technological design系别: 化学与生物科学系专业: 化学工程与工艺班级:学生: 指导老师:20年5月20日前言本设计是年产36万吨合成氨脱硫工段的工艺设计。
对合成氨和脱硫工艺的发展概况进行了概述。
着重详细介绍了脱硫工段的工艺流程、工艺条件、生产流程、技术指标、热量衡算及物料衡算以及设备计算和选型等内容。
就脱硫车间的工艺生产流程,着重介绍化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。
本书内容是根据化工股份有限公司脱硫车间的生产实际情况而编著的,一些工艺参数都是以工厂实际生产为准。
编写本设计总的指导思想是:理论联系实际、简明易懂、经济实用。
本书在编写过程中得到老师的指导,在此表示衷心感谢。
由于编者自身的知识水平和认识水平的有限,书中错误与不妥之处,恳请读者批评指正。
编者20年5月于目录前言2摘要5Abstract 61.总论71.1 概述71.1.1 栲胶的组成及性质81.1.2栲胶脱硫的反应机理81.1.3生产中副产品硫磺的应用91.2 文献综述91.3 设计任务的依据102. 流程方案的确定112.1 各脱硫方法对比112.2栲胶脱硫法的理论依据122.3 工艺流程方框图133. 生产流程的简述143.1 简述物料流程 143.1.1气体流程143.1.2溶液流程143.1.3硫磺回收流程143.2 工艺的化学过程143.3 反应条件对反应的影响153.3.1 影响栲胶溶液吸收的因素15 3.3.2 影响溶液再生的因素173.4 工艺条件的确定183.4.1 溶液的组成 183.4.2喷淋密度和液气比的控制18 3.4.3 温度193.4.4再生空气量194 物料衡算和热量衡算204.1 物料衡算204.2 热量衡算235 设备计算及选型 275.1 脱硫塔的设计计算275.1.1塔径计算275.1.2填料高度计算285.2 喷射再生槽的计算295.2.1 槽体计算295.2.2 喷射器计算 316. 车间布置说明347三废治理及利用357.1 废水的处理357.1.1废水的来源及特点357.1.2废水处理工艺357.2 废渣的处理357.2.1废渣的来源357.2.2废渣的处理工艺 35参考文献36附录37工艺流程图37脱硫塔装配图37车间平面布置图37致谢38年产36万吨合成氨脱硫工段工艺设计学生姓名:指导老师:摘要:年产36万吨合成氨脱硫工段工艺设计是由指导老师指定产量确定的生产规模,结合生产实习中收集的各类生产技术指标而设计的。
30万吨年合成氨项目一氧化碳变换工段初步设计阶段工艺设计 答辩PPT
绪论
1.2 国内外研究现状
国内 现状
1980年，随着硫催化剂研发成功，一氧化碳变换工艺以中 变串低变工艺为主，后来又开发了全低变的工艺，但全低 变的工艺存在运行时间长就会出现不稳定的情况。 1990年，开发出了中-低-低工艺。一氧化碳变换工艺发展 是围绕如何提高中-低-低工艺效率以及长期稳定性来展开的。 目前我国绝大多数数合成氨工厂主要采用的都是加压一氧 化碳变换工艺。
工艺流程和工艺原理
首先从原料制得的原料气从转化炉中出来进入废热锅炉，废热锅炉排出大量的热，气体温度从 900℃降低到330℃，然后在废热锅炉出口处加入水蒸气，使得水蒸气和变换气的比例为3.5，水蒸气 和变换气的混合气进入中变炉，在中变炉中催化剂催化条件小，水蒸气和一氧化碳反应生成氢气和 二氧化碳。这样变换气中的一氧化碳含量可以减少至3%以下。变换气再进入换热器，通过换热器， 变换气的温度可以降低到180℃以下，然后再进入甲烷化工段或者液氨洗涤工段。
PART 03
设备布置流程图
PART 04
致谢
致谢
THANKS!
大学生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和陪伴我一齐成长的同 学，他们在我的大学生涯给予了很大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的 导师，XXX老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导, 使我得以最终完成毕业论文设计！
30万吨/年合成氨项目一氧化碳变 换工段初步设计阶段工艺设计
目录 CONTENTS
01 选题意义 02 工艺流程和工艺原理 03 设备布置流程图 04 致谢
选题意义
1.1 一氧化碳变换反应的意义与作用
在合成氨的工艺流程中，由于合成氨的原材料中存在一部分一氧化碳，以及在 合成氨的过程中会生成一部分一氧化碳，这些一氧化碳如果不对其进行处理，其会 和反应过程中用到的催化剂如接触媒等发生反应，使得催化剂中毒失去作用。必须 对其进行变换处理，通过一氧化碳和水反应生成氢气和二氧化碳使得一氧化碳含量 降低，氢气可以作为合成氨的原材料，这样不仅解决了一氧化碳造成催化剂失效问 题，还可以利用一氧化碳携带的能量，剩余的少量一氧化碳通过采用催化剂如铜基 催化剂进一步去除。一氧化碳变换工艺对于整个合成氨工艺而言至关重要，不仅可 以提高合成氨的效率，还能降低催化剂的使用量，极大地提高合成氨工业利润。
合成氨一氧化碳变换工艺
合成氨一氧化碳变换工艺毕业设计（论文）（说明书）题目：合成氨一氧化碳变换工艺姓名：刘冬冬编号： 20102002077平顶山工业职业技术学院2013 年3 月18 日毕业设计（论文）任务书姓名刘冬冬专业煤炭深加工与利用任务下达日期 2013 年 3 月 5 日设计（论文）开始日期 2013 年 3 月 15 日设计（论文）完成日期 2013 年 4 月 25 日设计（论文）题目：合成氨一氧化碳变换工艺A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师陈宇系（部）主任吴济民2013 年 3 月15 日毕业设计（论文）答辩委员会记录化工系煤炭深加工与利用专业，学生刘冬冬于 2013 年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：合成氨一氧化碳变换工艺专题（论文）题目：合成氨一氧化碳变换工艺指导老师：陈宇答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生姓名：刘冬冬专业煤炭深加工与利用年级 10级毕业设计（论文）题目：合成氨一氧化碳变换工艺评阅人：指导教师：陈宇（签字）年月日成绩：系（科）主任：吴济民（签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语：摘要本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产五十万吨合成氨系统流程，介绍了一氧化碳变换的基本原理，工艺条件以及工艺参数和变换催化剂的选择原则。
并且对第一和第二变换炉进行热量和能量衡算，对催化剂装填量进行计算，掌握变换系统的工艺方法以提高从造气工序生产出的粗煤气中的氢含量，降低其中的一氧化碳含量。
关键词：合成氨半水煤气变换工艺条件一氧化碳含量论文类型：基础研究SummaryThis article introduces the basic situation of ammonia production as well as producing 500,000 tons of synthetic ammonia system processes, describes basic principles of transformation of carbon monoxide, process conditions and the principle of process parameters and selection of catalyst. And the first and second transform furnace heat, and energy balance, perform calculations on the amount of catalyst packing, master the shift system technology to improve from the crude gas in gas-making process to produce hydrogen, reducing the concentration of carbon monoxide.Keywords: Synthetic ammonia Semi-water gasTransform Process conditions Carbonmonoxide content目录第1章合成氨概述 (1)1.1合成氨的生产过程 (1)1.1.1氨的性质 (1)1.1.2氨的用途 (1)1.1.3氨合成的原料 (1)1.2合成氨工业在国民经济中的重要地位 (2)1.3合成氨工业发展简介 (2)1.4晋开集团合成氨的生产方法 (3)第2章工艺说明 (4)2.1工艺目的 (4)2.2工艺原理 (4)2.3工艺条件对CO含量的影响 (4)2.3.1反应温度的影响 (4)2.3.2水蒸气含量的影响 (5)2.3.3压力的影响 (6)2.4催化剂的选择 (6)2．5 热量回收 (7)第3章工艺计算 (8)3.1 已知条件与要求 (8)3.2 核算 (8)3.3 计算煤气成分 (8)3.4变换炉温升估算 (9)第4章物料衡算 (10)4.1变换炉的物料衡算 (10)4.1.1 第一变换炉的物料衡算 (10)4.1.2第二变换炉的物料衡算 (12)4.2 变换炉催化剂用量的物料衡算 (14)4.2.1运用《无机物工艺学》上册变换催化剂用量计算 (15)4.2.2通过触媒床气体的体积确定 (15)第5章热量衡算 (17)5.1第二换热器进口煤气温度的计算 (17)5.2第一换热器进口煤气温度的计算 (18)5.3第一换热器热量衡算 (19)5.4第二换热器热量衡算 (20)5.5第一变换炉的热量衡算 (21)5.6第二变换炉的热量衡算 (21)参考文献 (23)致谢 (24)第1章合成氨概述1.1合成氨的生产过程20世纪初，德国物理化学家哈勃（F.Haber）成功的采用化学合成的方法，将氢氮气通过催化剂的作用，在高温高压下制取氨。
合成氨中一氧化碳变换工艺流程
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一氧化碳变换是合成氨生产中的关键步骤，通过将原料合成气中的有毒一氧化碳转化为氮气和二氧化碳，为氨合成提供原料。
合成氨一氧化碳中温变换工段工艺设计任务书
合成氨一氧化碳中温变换工段工艺设计任务书
班级：姓名：学号：
一、设计题目：
合成氨一氧化碳中温温变换工段工艺设计
二、设计条件
1．合成氨年产量为1+x万吨（x为学号的最后一位），年工作8000小时
3．使用中温变换工艺，其它条件如催化剂种类、床层数、床层反应温度、压力等根据文献自拟或计算。
三、设计内容：
1．设计说明书：包括合成氨的生产现状，变换工段的生产原理及工艺流程的选择、分析和确定。
2．工艺计算：
中温变换炉的物料和热量衡算；
中温变换反应器设计（催化剂体积、反应器尺寸等）。
3．自行设计并绘制工艺流程图（A2图纸）
4．设计评述
5．参考文献
四、参考资料
1．王师祥，杨保和. 小型合成氨厂生产工艺与操作. 北京：化学工业出版社，1999
2．
3．上海市化学工业局. 3000吨型合成氨厂工艺和设备计算,北京:化学工业出版社,1979
4．
5．于遵宏，朱炳晨，沈才大等. 大型合成氨厂工艺过程分析. 北京: 中国石化出版社,1993
6．梅安华.小合成氨厂工艺技术与设计手册（上册）.北京：化学工业出版社，1994。
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摘要本设计为年产36万吨合成氨一氧化碳变换工段工艺设计。
变换工序是合成氨中最重要的工序之一，在合成氨工艺的流程中起着非常重要的作用。
介绍氨的基本性质和用途，阐述了变换工段工艺发展概况，优化了合成变换的工艺流程。
确定本设计采用中变串低变的工艺流程，本次设计利用 ASPEN PLUS V.11对设计过程进行模拟，统筹多种因素合理安排合成工艺中的各种设备及其形式、参数，通过 ASPEN 软件中的 Simulation、Energy analysis 模块完成各部分及全过程的物料及能量衡算。
并对第一变换炉、第二变换炉、煤气换热器以及变换气换热器等主要设备进行选型计算，做出了合成氨变换工段中变串低变的工艺流程图和设备布置图。
所得结果基本满足设计要求，工艺流程可行。
关键词：合成氨一氧化碳 ASPEN PLUS V.11 中低温变换第一章绪论1.1氨的基本性质氨（Ammonia），一种氮和氢的化合物，NH是一种无色气体，有强烈的刺激性3气味，易溶于水，室温和大气压力1体积的水可以溶解700倍体积的氨，水溶液也称为氨水。
它被冷却加压成液体，液氨是一种制冷剂。
氨也是制造硝酸、肥料和炸药的重要原料。
氨对地球上的生命很重要，它是许多食物和肥料的重要成分，氨水也是所有药物的直接或间接成分。
氨有多种用途，但也有腐蚀性和其他危险性。
由于其广泛的用途，氨是世界上最大的无机化合物生产商之一，其中80% 以上用于制造化肥。
氨也是路易斯碱，因为它提供了孤对电子。
1.2 一氧化碳变换反应的意义与目的在合成氨的生产过程的原料中存在着有害的一氧化碳成分，因此就要除去一氧化碳，在这一过程中CO变换起着至关重要的作用。
反应所需的反应气来自天然气，但是天然气中含有一氧化碳成分。
在合成过程所需的原料，不能用一氧化碳，因为毒害作用，会使催化剂失效。
因此必须除去CO成分，这一目的需要在催化剂的促使下通过变换反应来完成。
使用催化剂的情况下，发生CO+H2O=CO2+H2反应。
通过该反应，既去除了大部分的一氧化碳，又制得了等量的氢，消耗的也只是水蒸气。
那么，这一反应即消除了一氧化碳纯化了原料气体，又是原料气的再生。
最终使一氧化碳的量净化降低至3%左右。
总之，利用一氧化碳变换工段，既减少了污染，又节约了成本，具有很好的经济效益和实用效果[1]。
1.3 设计依据经过各个大中小型企业经过多年的摸索研究，合成氨的发展现在已经具备了一套成熟的化学生产工艺。
整个合成氨工艺大致可分为四个阶段，即造气、净化、压缩、合成。
初始的反应气中通常存在着很多的的碳，因为一氧化碳对反应催化剂有毒，所以需要在进入氨合成工序之前将其中的CO经变换工艺将其转变为CO2除去。
合成所需要的H2。
因此，CO变换即消除了一氧化碳纯化了原料气体，同时是原料气的再生。
行如果仍然存在少量的CO，可以将氨溶解于水中，形成氨水，达到洗涤除去的目的。
变换工段是借助于一定温度，特定的催化剂，使一氧化碳与水蒸气发生反应生成有效气体氢气与二氧化碳。
在各个大中小型企业中发挥了至关重要的作用。
在这里采取中串低变的方法，中串低变这一概念是从上世纪80年代流的。
中变串低变是在B109,B1113,B114,B115等作为催化剂的前提下，以铁-铬系催化剂为主要添加物，然后再串进钴-钼系宽变催化剂的工艺。
这一工艺使反应所需的条件发生了很大的变化。
一方面最大程度的降低了入炉蒸汽比，另一方面又最大程度的降低了出炉气体中的CO含量。
因为中变后钴-钼系宽变催化剂的串入，不仅使反应所需的条件发生了很大的变化，而且还大大降低了能耗，更方便了变换系统操作。
1.4 变换工艺的选择变换工艺主要有 4 种：全中变、中串低、全低变和中低低。
对于每一种变换工艺，由于采用不同的热回收方式而使变换工艺流程及设备结构有所不同。
合理选择变换工艺应考虑以下因素：半水煤气、水和蒸汽的质量；半水煤气中硫化氢含量；变换气中 CO 含量要求；对变换后续工段的影响；企业现有的管理水平和操作水平。
中变段间的热回收方式最主要有 3 种：煤气冷激、中变炉内喷冷激和中变炉外喷水增湿。
中变段间煤气冷激与中变炉内喷水冷激两种中低工艺流程各有优缺点。
现比较如下面：① 节能效果：段间喷水热回收率高，直接将段间高位能转化为蒸气，增加了汽气比，降低了蒸汽消耗，节能效果比段间煤气冷激要好。
② 设备：段间喷水冷激需在中变炉内设置蒸发层和喷头，这样与煤气冷激相比中变炉的结构就更为复杂，设备高度亦需增加，煤气冷激流程有部分半水煤气不经过主热交换，因此主热换热面积也比炉内喷水流程要小。
③ 操作运行：煤气冷激流程操作简单，但需防止中变下段发生偏流，造成床层漏氧，引起低变一段催化剂中毒失活，炉内喷水冷激操作要求高，冷激水最好能用脱氧软水，喷水冷激装置既要达到所需的喷淋量，又要保证雾化好，以免中变下段催化剂粉化和结块。
通过以上比较，中变炉内喷水冷激流程具有节能，运行费用低等优点，中变段间煤气冷激流程具有操作简单、投资省等优点。
因此本设计采用中变－低变串联流程，且中温变换炉采用段间煤气冷激流程。
第二章工艺原理和流程2.1 工艺原理CO变换反应式为：CO+H2O=CO2+H2+Q (2-1)CO+H2 = C+H2O (2-2)以上是两次反应，(2-1)式是主要反应。
反应为可逆变化，为了避免反应反方向进行，进一步提高反应生成目的产物的效率，在合成氨过程中加入拥有良好选择性的催化剂。
(2-2)式是低温变换反应，也是(2-1)的副反应。
通过两次变换，一氧化碳含量减少到0.3%，从而纯化了原料气体，达到了优质、高效、节能、减排的目的。
整个生产过程主要分为三部分，分别是一二段的转化和中-低变串联流程。
如图2-1所示，首先经过天然气加氢脱硫，在一定温度和压力下使水碳比为3.5，然后进入一段转化炉对流加热反应，在集气管中的温度升到850℃左右，在输气总管的作用下，加热后的气体进入二段转化炉。
然后再把经二段转化气连续送入到第一换热器、第二换热器，回收高位能废热并使之由最初的1000℃降温至360℃左右。
最后将气体送进变换工序，进一步处理。
此时，变换工艺原料气在360℃、3.0MPa下进入中变炉。
转化气到达锅炉后，不再有转化炉的高温，而是冷却到了330℃。
在锅炉出口处加入水蒸汽，把汽气比调控在在3～5之间。
要求一氧化碳含量下降3%以下，然后送入中变炉实现这一过程。
这个时候的气体温度仍然有些高。
是不可以进行气体变换的，需要用来加热其他工艺气体达到换热效果，使温度降到180℃左右时送入低变炉。
在此过程中，换气中一氧化碳含量将会下降到0.3%以下，这时就可以进行后续工段的净化了[10]。
图2-1 工艺流程简图2.3.1 压力在一氧化碳变换工艺中压力虽不起决定性作用，但是，提高反应的压力将促使副反应发生。
从反应平衡来看的话，增加压力没有十分显著的好处。
不过从动力学角度来看，增加压力反而可以提高反应的速率，降低反应时间。
而且从耗能上看，增加压力可以减少能量的损耗。
由于干燥原料气体摩尔量小于干燥转化气体的摩尔量，增加压力后反应正向进行，因此，在转化前压缩原料气所需的能量低于在常压下压缩的能量消耗。
操作压力的确切数值，需要根据不同的工艺要求和合成氨厂配置来定，特别是投料过程中各个反应段的压力需求都不相同。
平常情况下，规模小点的合成氨工艺的数值在0.7-1.2MPa 的范围,中型合成氨工艺的数值在1.2-1.8Mpa 范围。
该生产工艺所需的原料气，是在规模不大的合成氨厂通过变换反应来的，取1.7MPa 的压力。
2.3.2 温度变换反应是可逆放热反应。
从动力学的角度看，升温使反应速率常数增大，减少了反应正向进行的时间。
但是从热力学角度考虑，升高温度反应朝着吸热方向进行，即逆反应，平衡常数随之变小，CO 平衡含量随之增大。
这时就要从动力学方面对反应所需的最适宜的温度进行计算。
Tm=1212ln 1E E E E RT T e e-+ （2-3）上式中，Tm 是最佳反应温度， e T 是反应平衡时的温度。
Tm 随反应物组分和催化剂的种类变化而发生改变。
第三章 工艺计算及流程模拟3.1中变炉一段催化剂床层的物料衡算 3.1.1 确定转化气组成一氧化碳变化工艺原料气组成见表3-1。
表3-1 原料气组成组分CO2CO H2N2CH4O2合计%9.611.4255.7122.560.380.33100计算基准：1吨氨年产36万吨合成氨生产能力：年生产时间：8000流量：45000kg/h要求出中变炉变换气组成（干基）中CO摩尔百分含量小于2%。
表3-2中变炉进口气组分（干基）组分CO2CO H2N2O2CH4合计含量，％9.611.4255.7122.560.330.38100kmol581.76692.0523376.0261367.13619.99823.0286060中变炉进口气体温度为330℃，中变炉出口气体温度为360.74℃。
P=1.75Mpa.进中变炉干气压力中3.1.2 水汽比的确定已知变换气为半水煤气制合成气工艺，因此取水碳比为3.5。
=5544kmol故N（水）表3-3中变炉进口气组分（湿基）组分CO2CO H2N2O2CH4H2O合计含量％ 5.01 5.9629.0911.780.200.2047.77100 kmol581.76692.0523376.0261367.13619.99823.028*********图3-1 中变炉ASPEN 模拟流程图以100kmol 转换气（湿基）为计算基准，其中CO 含量5.96%，要求经变换工艺后的原料气（湿基）中CO 含量为2%，故根据变换反应：CO+H 2O ＝H 2+CO 2则CO 的实际变换率为：X ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100=74％式中Y a 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（湿基） 则反应掉的CO 的量为：5.96％×74％=4.41％ 则反应后的各组分的量分别为： H 2O ％=47.77％-4.41％+0.4％=43.76％ CO ％=5.96％ -4.41％=1.55％ H 2％ =29.09％+4.41％-0.4％=33.1％ CO 2％=5.01％+4.41％=9.42％ 中变炉出口的平衡常数：K= （H 2％×CO 2％）/（H 2O ％×CO ％）=4.6查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知K=4.6时温度为510℃。
中变的平均温距为510℃-360℃=150℃上述核算中变炉平均温差合理，故一氧化碳变换工艺水碳比为3.2。
3.1.3中变炉一段催化剂床层物料衡算查阅资料并结合年产36万吨合成氨变换工段工艺设计要求，可假定一段催化剂床层CO 实际变换率为60%。