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年产五万吨合成氨合成工段工艺设计

年产五万吨合成氨合成工段工艺设计一、引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、工业和化工等领域。

合成氨的生产工艺是通过氮气和氢气在一定条件下进行催化反应，生成氨气。

年产五万吨合成氨合成工段工艺设计是一个重要的工程项目，本文将对该工艺设计进行详细介绍。

二、工艺流程1. 原料准备：氮气和氢气是合成氨的原料，氮气主要来自空分设备，氢气主要来自蒸汽重整装置。

2. 原料净化：氮气和氢气需要经过净化处理，去除其中的杂质和水分，以保证反应的纯净度和稳定性。

3. 反应器设计：合成氨的反应器通常采用催化剂床层式反应器，反应器的设计需要考虑到反应条件、催化剂选择、温度控制等因素。

4. 热力平衡：合成氨反应是一个放热反应，需要进行热力平衡设计，确保反应器内温度的稳定。

5. 催化剂再生：催化剂在反应过程中会逐渐失活，需要定期进行再生或更换。

6. 产品分离：合成氨反应生成的氨气需要进行分离和纯化，得到符合工业标准的合成氨产品。

三、工艺参数1. 反应温度：合成氨反应的适宜温度为350-550摄氏度，需要根据具体情况进行调整。

2. 反应压力：合成氨反应的适宜压力为100-300大气压，过高或过低的压力都会影响反应效果。

3. 催化剂选择：常用的合成氨催化剂有铁、铑、铑铁等，需要根据反应条件选择合适的催化剂。

4. 原料比例：氮气和氢气的摩尔比需要按照化学方程式进行精确控制，以确保反应的充分进行。

5. 反应速率：合成氨反应的速率受到温度、压力、催化剂活性等因素的影响，需要进行精确的反应速率控制。

四、设备选型1. 反应器：合成氨反应器需要选择耐高温、耐压的材料制造，通常采用碳钢或不锈钢材料。

2. 分离设备：合成氨反应产生的氨气需要通过冷凝、吸附等方式进行分离，需要选择适宜的分离设备。

3. 催化剂再生装置：催化剂再生装置需要具备高温高压下的操作能力，通常采用氢气再生或空气再生的方式。

4. 热力平衡设备：合成氨反应需要进行热力平衡设计，需要选择适宜的换热器、冷凝器等设备。

20万吨合成氨工厂毕业设计

年产20万吨合成氨厂工艺设计摘要氨的工业生产主要是利用氮气和氢气通过催化剂的催化而得到。

本设计是年产20万吨合成氨厂的工艺设计，但由于合成氨的整个生产工艺较长，细节问题较多，鉴于设计时间的紧迫，本设计主要对合成氨的主要工段——合成工段进行了工艺计算、设备选型，并绘制了全厂平面布置图、合成氨工艺流程示意图、合成工段带控制点工艺流程图、合成工段物料流程图、合成车间的立面图和平面图。

关键词：氨，催化剂，工艺，图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ，catalyst ，technology ，chart目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 工程设计背景与发展状况 (1)1.1工程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 工程设计条件与总平面布置 (3)2.1工程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公用工程概述 (3)2.1.3 劳动力资源条件 (3)2.2总平面布置 (3)2.2.1 总平面布置的基本原则 (3)2.2.2 总平面布置概述 (4)3 化工工艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间生产综合叙述 (7)3.2.1 合成工段的概况及特点 (7)3.2.2 工作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 工艺流程叙述 (8)4 合成工段的工艺计算及设备选型 (10)4.1合成工段设计要求 (10)4.2合成工段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号一览表 (45)5 安全生产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利用 (46)IV5.2劳动安全卫生 (46)致谢 (48)参考文献 (49)年产20万吨合成氨工厂工艺设计 11工程设计背景与发展状况1.1 工程设计的背景合成氨是化学工业中的一种重要的基础原料。

年产30万吨合成氨工艺设计

年产30万吨合成氨工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、塑料、药品、染料等工业领域。

年产30万吨合成氨工艺设计即是针对每年生产30万吨合成氨的工艺进行设计。

本文将从原料准备、反应装置、分离装置和能源供应等方面进行详细介绍，以实现合成氨工艺的高效、稳定和可持续生产。

2. 原料准备合成氨的主要原料是氢气和氮气。

氢气可以通过蒸汽重整或煤气化产生，氮气则通常采购自外部供应商。

原料的准备过程包括氢气的制备和氮气的供应。

2.1 氢气制备氢气制备可以通过蒸汽重整法或煤气化法实现。

蒸汽重整法将天然气或液化石油气与蒸汽在热催化剂的作用下进行反应，生成氢气和一氧化碳。

煤气化法则将煤或其他含碳物质与氧气反应，生成合成气，再经过变换反应生成氢气。

2.2 氮气供应为保证合成氨工艺的稳定运行，需要从外部供应商采购足够的氮气。

氮气的供应应符合相关的质量标准，并与氢气进行充分的混合准备。

3. 反应装置合成氨的工艺主要是通过氢气和氮气的合成反应实现的。

合成反应需要在适当的温度和压力下进行，并且通常采用催化剂进行催化。

3.1 反应温度合成氨反应的温度通常在350到550摄氏度之间。

温度过高会导致催化剂烧结和氨的副反应增加，温度过低则会导致反应速率过慢。

因此，需要通过优化反应温度，以提高合成氨工艺的效率和产量。

3.2 反应压力合成氨反应通常在100到300兆帕之间的高压下进行。

增加压力可以提高氢气和氮气的折合摩尔浓度，促进反应的进行，但同时也会增加设备的压力对设备材料的要求。

因此，需要综合考虑反应速率、设备成本和安全性等因素，确定适宜的反应压力。

3.3 催化剂选择合成氨反应通常采用铁-铑催化剂。

铁对氮气的吸附和解离具有较好的催化作用，而铑可以提高催化剂的活性和稳定性。

催化剂的选择和优化是合成氨工艺设计中的关键问题，需要综合考虑催化剂的催化效率、稳定性和成本等因素。

4. 分离装置合成氨反应产生的混合物中含有大量的氨、氮气、氢气等挥发性成分，需要通过分离装置对这些成分进行分离和回收。

(完整版)年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计毕业论文

本科毕业设计年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计Decarbonization Process design on synthetic ammonia目录摘要 ............................................................................................................................................................ Abstract ........................................................................................................................ 错误！未定义书引言 ............................................................................................................................................................第一章总论 ....................................................................................................................................1.1 概述..........................................................................................................................1.1.1 氨的性质...................................................................................................................1.1.2 氨的用途及在化工生产中的地位 ..........................................................................1.2 合成氨的发展历史......................................................................................................1.2.1 氨气的发现...............................................................................................................1.2.2 合成氨的发现及其发展 ..........................................................................................1.2.3 世界合成氨工业发展 ..............................................................................................1.3 文献综述......................................................................................................................1.3.1合成氨脱碳................................................................................................................1.3.2合成氨脱碳的方法概述 ...........................................................................................1.4 设计的依据..................................................................................................................第二章流程方案的确定 ...............................................................................................................2.1各脱碳方法对比...........................................................................................................2.1.1化学吸收法................................................................................................................2.1.2物理吸收法................................................................................................................2.1.3物理化学吸收法........................................................................................................2.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳工艺基本原理 .................................................................2.2.1 PC法脱碳技术国内外现状 .....................................................................................2.2.2发展过程....................................................................................................................2.2.3技术经济....................................................................................................................第三章生产流程的简述 ...............................................................................................................3.1 气体流程......................................................................................................................3.1.1 原料气流程...............................................................................................................3.1.2 解吸气体回收流程...................................................................................................3.2液体流程.......................................................................................................................3.2.1 碳酸丙烯酯脱碳流程简述 ......................................................................................3.2.2 稀液流程循环...........................................................................................................3.3存在的问题及解决的办法 ..........................................................................................3.3.1综合分析PC法脱碳存在的主要问题有 ................................................................3.3.2解决办法....................................................................................................................第四章物料衡算和热量衡算 ....................................................................................................4.1工艺参数及指标...........................................................................................................4.1.1计算依据CO2在PC中的溶解度关系 ...................................................................4.1.2 PC的密度与温度的关系 .........................................................................................4.1.3 PC的蒸汽压 .............................................................................................................4.1.4 PC的黏度 .................................................................................................................4.2物料衡算.......................................................................................................................4.2.1各组分在PC中的溶解量 ........................................................................................4.2.2溶剂夹带量................................................................................................................4.2.3溶液带出的气量........................................................................................................4.2.4出脱碳塔净化气量....................................................................................................4.2.6 入塔液中CO2夹带量..............................................................................................4.2.7 带出气体的质量流量 ..............................................................................................4.2.8 验算吸收液中净化气中CO2的含量 .....................................................................4.2.9出塔气的组成............................................................................................................4.3热量衡算.......................................................................................................................第五章吸收塔的结构设计..........................................................................................................5.1确定吸收塔塔径及相关参数 ......................................................................................5.1.1基础数据....................................................................................................................5.1.2求取塔径....................................................................................................................5.1.3核算数据....................................................................................................................5.1.4填料层高度的计算....................................................................................................5.1.5 气相总传质单元高度 ..............................................................................................5.1.6塔附属高度................................................................................................................第六章塔零部件和辅助设备的设计与选取.....................................................................6.1 吸收塔零部件的选取..................................................................................................6.1.1筒体、封头等部件的尺寸选取 ...............................................................................6.1.2防涡流挡板的选取....................................................................................................6.1.3液体初始分布器........................................................................................................6.1.4 液体再分布器...........................................................................................................6.1.5 填料支撑装置...........................................................................................................6.1.6接管管径的确定........................................................................................................6.2 解吸塔的选取..............................................................................................................6.3贮槽的选择...................................................................................................................结论..........................................................................................................................................................致谢.......................................................................................................................... 错误！未定义书参考文献 ...............................................................................................................................................年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计摘要：本设计为年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计，是由指导老师指定的产量和生产规模，结合生产实习中收集的各类生产技术指标以及参考文献所提供的数据为依据而设计的。

年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文

合成氨是一种广泛应用于化肥、塑料、药品等领域的化学物质，具有
重要的经济和社会价值。

本文旨在设计一种年产30万吨合成氨的工艺，
以满足市场需求并提高生产效率。

首先，我们需要选择适合的反应器类型。

合成氨工艺通常采用催化剂
床层反应器，可有效控制反应温度和催化剂床的压力。

选择适宜的催化剂，如铁-铝催化剂，具有高催化活性和稳定性。

其次，反应器的设计需要考虑反应温度和压力。

合成氨反应的最佳工
艺条件为300-500摄氏度和150-250大气压。

通过调节反应条件，可以提
高氨气的产量和选择性。

在反应器后，需要进行气体分离和氨纯化处理。

气体分离通常采用低
温分离技术，如低温凝析法，可将氮气和未反应的氢气从产生的氨气中分
离出来。

随后，利用吸附剂和膜分离技术进行氨纯化处理，以提高氨气的
纯度和产品质量。

最后，废水处理也是一个重要的环节。

合成氨工艺中会产生废水，其
中含有高浓度的氨和其他有机物。

采用适当的废水处理工艺，如生物降解
和化学氧化等方法，可以有效降解有机物和去除氨，以达到环保要求。

总之，设计一种年产30万吨合成氨的工艺需要综合考虑反应器类型、反应条件、气体分离和氨纯化处理以及废水处理等因素。

通过合理设计和
优化工艺，提高生产效率和产品质量，将为合成氨行业的发展做出积极贡献。

年产二十万吨合成氨变换工段工艺设计

合成氨变换工段是合成氨生产过程中的关键工艺环节之一，它将合成气中的氮气和氢气在催化剂的作用下，通过催化反应转化为合成氨。

本文将围绕年产二十万吨合成氨的变换工段工艺设计进行详细阐述，旨在提供一个完整的工艺设计方案。

首先，变换工段的催化剂选择非常重要。

对于年产二十万吨合成氨的工艺，常用的催化剂有铁素体、铁铬铝混合催化剂等。

这些催化剂在一定的操作条件下，能够实现高效的合成氨转化率和选择性。

在实际应用中，应根据具体工艺要求和经济效益进行选择。

其次，合成气的净化和预热是变换工段的重要准备工作。

合成气中常含有一定的杂质，如氧、水蒸气、二氧化碳等，这些杂质会影响催化剂的活性和寿命。

因此，合成气需要通过一系列净化设备，如除氧、除硫、除水等步骤，将其净化为适合变换反应的合成气。

同时，为了提高反应的热效应，还需要对合成气进行预热，一般可以采用换热器进行热量回收。

接下来是变换反应的具体设计。

变换反应是一个平衡反应，根据Le Chatelier原理，可以通过提高反应温度、降低反应压力、增加氢气过量等方式推动平衡向产氨方向偏移。

在实际设计中，应在考虑较高转化率的前提下，平衡反应速率和催化剂活性与寿命的关系，做出合理的选择。

另外，变换反应需要保持一定的循环气速和循环气气体组成。

循环气速过高会造成能耗增加，循环气速过低则会影响气体传质效果。

循环气气体组成应符合催化剂的操作条件，一般应保持一定的氢气过量，同时控制氮气和氢气的比例。

最后是变换工段的控制策略。

合成氨变换工段是一个高温高压的工艺过程，对于安全和稳定运行，需要建立完善的自动化控制系统。

控制策略应包括反应温度和压力的控制、循环气速和气体组成的控制、催化剂的修复和更换等。

在实际设计中，应结合具体的工艺要求和设备性能，进行综合技术经济分析，选取最佳的工艺参数和操作条件。

同时，在设计过程中还应考虑到工艺的可持续性和环境保护要求，合理利用资源，减少废物排放，实现工艺的可持续发展。

合成氨造气工段设计

合成氨造气工段设计合成氨是一种重要的工业原料，在合成氨的生产过程中，造气工段是一个关键环节。

下面将对合成氨造气工段的设计进行介绍。

首先，合成氨造气工段的设计应考虑到两个主要的化学反应：水气变换反应和蒸汽重整反应。

水气变换反应是将水蒸气与一定量的天然气经由催化剂催化反应生成合成气的过程。

蒸汽重整反应是将一部分天然气与过剩的水蒸气进行催化反应，生成合成气的过程。

在合成氨造气工段的设计中，首先需要确定反应器的类型。

常见的反应器类型有管式反应器和固定床反应器。

管式反应器具有反应速率高、热传递效果好等优点，但是占地面积大。

固定床反应器具有体积小、易于控制等优点，但是反应速率较低。

根据生产规模和经济效益的要求，可以选择适当的反应器类型。

其次，合成氨造气工段的设计应确定合适的催化剂。

合成氨的制备过程需要使用催化剂来促进化学反应的进行。

常用的催化剂包括镍、钼、铁等金属，以及氧化铝、硅铝酸等载体。

选择合适的催化剂可以提高反应的选择性和效率。

另外，合成氨造气工段的设计还需要考虑反应的操作条件。

包括反应的温度、压力和气体的配比等。

在水气变换反应中，通常选择较高的温度和较低的压力，以促进反应的进行。

而在蒸汽重整反应中，通常选择较低的温度和较高的压力。

在气体配比方面，需要根据催化剂的选择和反应条件的要求进行合理搭配。

最后，合成氨造气工段的设计还需要考虑能量的回收和利用。

在合成氨的制备过程中，会产生大量的热能，如果不加以利用将会造成能源的浪费。

因此，可以考虑采用热交换器、余热回收装置等技术手段，将废热回收利用，提高能源利用效率。

综上所述，合成氨造气工段设计应考虑到反应器类型、催化剂选择、反应条件的确定以及能量回收利用等因素。

通过合理设计可以提高合成氨工艺的效率，降低生产成本，实现经济可行性和环境友好性的统一。

合成氨是一种广泛应用于农业、化工和制药等领域的重要化学原料。

合成氨的制备过程主要包括合成气的制备和氨的合成两个步骤。

年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿

合成氨变换工段是指CO与水蒸气反应生成CO2和H2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，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%[2]。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：。由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
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。

年产25万吨煤制合成氨耐硫变换工序工艺设计

第一章文献综述合成氨的原料是氢和氮两种气体。

空气中存在着取之不尽的氮，而氢则多是取之于水或水蒸汽。

合成氨厂的制氢方法多数是用烃类或煤碳夺去水分子中的氧，而放出氢气。

据统计，1975年国外合成氨原料中天然气占69.6%，石脑油占14.9%，煤占8%，重油及炼厂气分别占2.7%和2.5%。

以后合成氨原料将以天然气占首位，因为天然气制合成氨工艺流程简单，基建投资节省，生产成本低，而且气体原料相对来说比较纯净，它的净化比液体或固体原料简单，气体的输送也比液体或固体更易控制和自动化。

石脑油蒸汽转化法制合成氨的过程与天然气基本相同，但原料精制要复杂一些，脱碳和二氧化碳再生负荷也更大一些。

但油类的运输在一定情况下比气体容易。

以煤为原料合成氨虽然从造气和净化的成本来说，煤碳最高，工艺流程也比较复杂。

但按目前消耗速度来看，气、油只能维持供应30-40年，而煤能维持300年，可见煤是具有巨大潜力的。

山西不具备天然气和石油资源，而具有丰富的煤碳资源，所以我们选用煤为原料来合成氨。

由气态烃、液态烃和煤为原料制成的原料气中含有15-50%的CO，CO不仅不是合成氨的直接原料，而且对氨合成催化剂有毒害。

所以在原料气送往合成工序之前必须清除干净。

生产中通常采用变换反应除去大部分CO，即CO在催化剂存在的条件下和水蒸汽反应，生成CO2和H2.这样一方面增加了合成氨反应所需的氢气，同时又除去了合成氨催化剂的毒物CO。

视进一步除去残余CO的方法，对变换反应的深度的要求也不一样。

后工序如用铜氨液洗或液氮洗涤,则允许残余CO在3%左右，此时变换反应的温度较高(400℃以上)，通常被称为高温变换。

若后工序用甲烷化法除去CO，则要求将CO 降到1%以下，此时变换反应的温度较低(300℃左右)，称为低温变换。

因为后工序中选用液氮洗除去CO和 CH4，所以要采用高温变换过程。

变换反应需要在催化剂作用下进行。

目前工业上常用的变换催化剂有三种：铁系催化剂（使用温度３２０℃－５５０℃）、钴钼系催化剂（使用温度（3００℃－５００℃）和铜系催化剂（使用温度１８０℃－２８０℃）。

年产20万吨合成氨造气工段工艺设计

摘要本设计是年产能力为20万吨合成氨造气工段（合成氨所需原料气---半水煤气）的初步工艺设计。

本设计采用常压固定床间歇制气法。

根据株化集团合成氨厂现场实习及有关文献资料，完成物料、热量的计算。

此设计配有设计说明书一份，图纸三张。

说明书内容：1.煤造气的发展及发展趋势；2.造气工段的生产原理，流程选择及生产方法的论证与选择；3.物料衡算、热量衡算；4.主要设备的计算及选型；5.安全技术，绿色环保及节能；6.技术经济.三张图纸：1.带控制点的物料流程图；2.设备平面布置图；3.发生炉工艺装配图。

关键词：合成氨；造气；半水煤气；工艺；设计AbstractThis design is a primary design about the synthesis of ammonia 200000T/year techniques accidence contrive. The design owns the process of producing semi-water gas. The design completed the calculation of material and heat quantity according to relevant date. During the design period an instruction and four serials of diagram have been worked out.The instruction includes:1. The development history of producing coal gas and the developing trend.2. The production way of producing semi-water gas、demonstrating and the choosing ,factory chamber plan.3. The calculation of material and the calculation of heat quantity.4. The designing and technological calculation about the main equipment.5. Safety ,Green Initiative and saving energy.6. Economic estimate.Four serious of diagram includes:1. 100000T/Y ammonia process technique flow heat with controlled point.2. The factory chamber plan diagram.3. The factory spare picture.4. The main equipment installing picture.Key words: synthesis ammonia;gas making;semi-water gas;technology design目录第一章前言 (1)第二章合成氨造气概况 (2)2.1 合成气原料的选择 (2)2.2 煤气化发展史 (2)2.3 煤气化技术发展趋势 (2)第三章生产方法的选择及论证 (4)3.1 生产方法的介绍 (4)3.1.1 固定层间歇气化法 (4)3.1.2 固定层连续气化法 (4)3.1.3 沸腾层气化法 (5)3.1.4 水煤浆制气法 (5)3.2 生产方案的选择及论证 (5)第四章常压固定床间歇气化法 (6)4.1 半水煤气定义 (6)4.2 固定床气化法的特点 (6)4.3 生产半水煤气对原料的选择 (6)4.4 半水煤气制气原理 (7)4.5 发生炉内燃料分布情况 (8)4.6 各主要设备的作用 (8)4.6.1 煤气发生炉 (8)4.6.2 燃烧室 (9)4.6.3 废热锅炉 (10)4.6.4 洗气箱 (10)4.6.5 洗涤塔 (11)4.6.6 烟囱 (11)4.6.7 自动机 (11)4.7 间歇式制半水煤气的工艺条件 (11)4.7.1 温度 (11)4.7.2 吹风速度 (11)4.7.3 蒸汽用量 (12)4.7.4 燃料层高度 (12)4.7.5 循环时间 (12)4.7.6 气体成分 (12)4.8 生产流程的选择及论证 (12)4.9 间歇式气化的工作循环 (13)4.10 间歇式制半水煤气工艺流程 (14)第五章工艺计算 (16)5.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (16)5.2 物料及热量衡算 (17)5.2.1 物料衡算 (18)5.2.2 热量衡算 (19)5.2.3 吹风效率 (19)5.2.4 热量平衡表 (20)5.3 制气阶段的计算 (20)5.3.1 物料衡算 (20)5.3.2 热量衡算 (22)5.4 总过程计算 (24)5.4.1 燃料使用分配 (24)5.4.2 每100kg燃料的生产指标 (24)5.4.3 物料衡算 (24)5.4.4 热量衡算 (26)5.5 配气计算 (26)5.6 消耗定额 (27)5.7 吹净时间核算 (27)5.8 废热锅炉的热量衡算 (28)5.8.1 设已知条件 (28)5.8.2 热量衡算 (29)5.8.3 热量平衡和总固体平衡 (32)5.9 夹套锅炉的物料及热量衡算 (33)5.9.1 已知条件 (33)5.9.2 产气量及消耗两计算 (33)第六章设备计算.................................................. - 34 -6.1 煤气炉指标计算.............................................. - 34 -6.2 煤气台数的确定.............................................. - 35 -6.3 空气鼓风机的选型及台数确定................................... - 35 -第七章各设备的选型及工艺指标.................................. - 37 -7.1 Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标........................... - 37 -7.2 燃料室的工艺指标............................................ - 37 -7.3 洗气箱工艺指标.............................................. - 38 -7.4 索尔维式废热锅炉工艺指标.................................... - 38 -7.5 填料式洗涤塔工艺指标........................................ - 39 -7.6 煤气发生炉自动加煤机工艺指标................................ - 40 -7.7 10000m3螺旋式气柜的工艺指标................................. - 40 -7.8 集尘器...................................................... - 41 -第八章车间布置简述 ............................................. - 42 -第九章安全技术与节能........................................... - 43 -9.1 安全技术.................................................... - 43 -9.2 绿色环保节能................................................ - 43 -第十章投资和成本估算........................................... - 45 -10.1 人员工资................................................... - 45 -10.1.1 人员编制.............................................. - 45 -10.1.2 一年支付工资及附加费.................................. - 45 -10.2 总投资计算................................................. - 45 -10.2.1 固定资金.............................................. - 45 -10.2.2 建设期贷款利息........................................ - 46 -10.2.3 流动资金.............................................. - 47 -10.3 成本计算................................................... - 47 -第十一章结论 .................................................... - 49 -参考文献........................................................ - 50 -致谢 ........................................................... - 51 -第一章前言本设计为年产20万吨合成氨厂造气工段的初步设计。

年产15万吨合成氨精制工段工艺设计

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20万吨合成氨合成工艺设计

年产20万吨合成氨合成工艺设计年产20万吨合成氨合成工艺设计The Process Design of 200kt/a of Synthetic AmmoniaSynthesis目录摘要 (I)Abstract.................................................. I I引言 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2 氨的用途 (2)1.3 氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1 氨合成的步骤 (5)2.2 氨合成工艺流程简述 (6)第三章工艺计算 (9)3.1 原始条件 (9)3.2 物料衡算 (9)3.2.1 合成塔物料衡算 (9)3.2.2 氨分离器气液平衡计算 (10)3.2.3 冷凝塔气液平衡计算 (11)3.2.4 液氨贮槽气液平衡计算 (12)3.2.5 液氨贮槽物料计算 (14)3.2.6 合成系统物料计算 (15)3.2.7 合成塔物料计算 (16)3.2.8 水冷器物料计算 (17)3.2.9 氨分离器物料计算 (18)3.2.10 冷凝塔物料计算 (19)3.2.11 氨冷器物料计算 (21)3.2.12 冷凝塔物料计算 (23)3.2.13 液氨贮槽物料计算 (24)3.3 热量衡算 (26)3.3.1合成塔热量计算 (26)3.3.2 废热锅炉热量计算 (28)3.3.3 热交换器热量计算 (29)第四章设备的计算与选型 (31)4.1 已知条件 (31)4.2 计算并初选换热器规格 (31)4.3 校核总传热系数K (31)4.3.1官内给热系数α计算 (31)4.3.2 管外给热系数αo (35)4.3.3 总传热系数K (38)4.4 管子拉脱力的计算 (38)4.5 计算是否安装膨胀节 (39)4.6 换热器主要结构尺寸和计算结果 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录A：工艺流程图 (45)附录B：设备图 (45)年产20万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：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，其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。

推荐-年产20万吨合成氨合成工段工艺的初步设计精品

太原理工大学现代科技学院《化工设计概论》课程设计说明书年产20万吨合成氨合成工段工艺的初步设计（）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的（），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用（）的规定，即：按照学校要求提交（）的印刷本和电子版本；学校有权保存（）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布的部分或全部内容。

作者签名：日期：太原理工大学现代科技学院化工设计课程设计任务书目录摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模、设备的要求以及工艺流程的状况。

本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气。

而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、换热器、循环机、分离器、冷凝器等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。

本设计要求要掌握合成塔的工作原理、生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。

在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。

生产的氨的用途和产生的三废在本设计中也进行了相关的设计，在合成效率方面也有进一步研究。

关键词：半水煤气合成氨合成工段AbstractThe productive task design of synthesis ammonia determines the size of the production of synthetic ammonia , equipment requirements , and the status of the process.The design adopts the method of semi water gas synthetic method,and its raw material are coal and nitrogen gas,using the coal to generate hydrogen.But the design is mainly concerned about the design of the ammonia synthesis section,so the raw materials directly adopt nitrogen and hydrogen.The synthetic tower as the main equipment, with the ammonia cooler,watercooler,heat exchanger, circulator, separator, condenser and other auxiliary equipment,ferroferric oxide as catalyst,in 485~500℃high temperature condition to produce ammonia.The design require to master the working principle of the synthetic tower,the production process,and to be able to conduct the operation calculation according to technic indexes.In the process of the process calculation,it contains material balance and heat balance calculation,and equipments selection calculation,etc.The application of ammonia production and the three wastes also have related design,in terms of the synthetic efficiency also having a further study.第一章总论1.1 概述氨是一种重要的含氮化合物。

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年产25万吨合成氨造气工艺的设计The Design of Synthesis Ammonia GasificationProcess of 250kt/a目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章综述 (2)1.1 合成氨造气的意义和目的 (2)1.2 合成氨的优点 (2)1.3 合成氨的用途 (2)1.4 煤气化发展史 (3)1.5 煤气化技术发展趋势 (3)1.6 生产方法的选择及论证 (3)1.6.1 生产方法的介绍： (4)1.6.2 固定床气化法 (4)1.6.3 流化床气化 (4)1.6.4 气流床气化 (5)1.6.5 熔浴床气化 (5)第二章常压固定床间歇气化法 (7)2.1 半水煤气定义 (7)2.2 生产半水煤气对原料的选择 (7)2.3 半水煤气制气原理 (8)2.4 发生炉内燃料分布情况 (9)2.5 生产流程的选择及论证 (9)2.6 间歇式气化的工作循环 (10)2.7 间歇式制半水煤气工艺流程 (11)2.8 间歇式制半水煤气的工艺条件 (12)第三章工艺计算 (15)3.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (15)3.2 吹风阶段的物料衡算以及热量衡算 (17)3.2.1 吹风阶段的物料衡算 (17)3.2.2 吹风阶段的热量衡算： (18)3.3制气阶段的计算 (19)3.3.1制气阶段物料衡算 (19)3.3.2 制气阶段热量衡算 (22)3.4 总过程计算 (24)3.4.1 燃料使用分配 (24)3.4.2 每100kg燃料的生产指标 (24)3.4.3 物料衡算 (24)3.4.4热量衡算 (26)3.5 配气计算 (27)3.6 消耗定额 (28)3.7 吹净时间 (28)3.8 废热锅炉的热量衡算 (28)第四章设备计算 (34)4.1 煤气炉指标计算 (34)4.2 煤气台数的确定 (35)4.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (35)结论 (37)致谢............................................................... 错误!未定义书签。

.................................................................... 错误!未定义书签。

附录.. (39)年产25万吨合成氨造气工艺的设计摘要:合成氨的第一阶段为造气阶段，也就相当于合成氨的龙头，并且大部分的能耗和污染都在造气阶段，所以说它的重要性是不可言喻的。

合成氨造气生产半水煤气，经过比较本设计采用的是常压固定床间歇制气法，并且对间歇制气流程生产的选择与工作循环都作了阐述，此方法比较简单，使用空气和空气-水蒸汽作为气化剂，制得低热值半水煤气。

对于本设计的工艺计算过程，可以在煤气发生炉（含燃烧室）、吹风阶段、制气阶段、以及总过程进行的物料衡算中得出每年25万吨合成氨需要的半水煤气为114583.33kg，块煤为29519.10kg。

通过计算对合成氨造气工艺流程中的设备进行选型，在本设计中选择了Φ3000的U.G.I半水煤气发生炉。

最后通过计算可得在本设计中对半水煤气发生炉需要20台，鼓风机需要12台。

关键词：合成氨；半水煤气；造气工艺The Design of Synthesis Ammonia GasificationProcess of 250kt/aAbstract；Synthetic ammonia gasification is the first phase, alse is equivalent to the hend of the synthesis ammonia, and most of the energy consumption and pollution in the gasification stage, so the importance is ineffable of it. Synthetic ammonia gasification production the semi-water gas, after eomparison the fixed bed intermittent gasification method is used in the design and the choice of intermittent gasification process to produce and the work cycle are described, This method is relatively simple, the air and air-water as the gasification is used, low calorific of semi-water gas is obtained.The calculation process for the design process, in the material balance gas stove of the (including bustion chamber), blowing stage gas-making,and the total process is drow every year 250kt/a of synthesis ammonia need semi-water gas is 114583.33kg, lump coal is 29519.10kg. By calculating the synthesis ammonictionia gas-making process equipment selection in this design chose Φ3000U.G.I semi-water gas generator. Finally by puting available semi-water gas generator need 20 sets, blower need 12 sets in the design.Key words: synthesis ammonia;semi-water gas; the gasification process引言氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。

合成氨工业是氮肥工业的基础。

为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。

首先，制成含H 2和CO 等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H 2S 、有机硫化物、CO 、CO 2等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa 以上，借助催化剂合成氨。

我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。

合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。

煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。

合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料，经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是有三个基本部分组成，即造气过程、净化过程以及氨合成过程。

对于造气阶段来说它是合成氨的首要阶段，对于合成氨工艺的重要性是不言而喻的，并且在合成氨的过程中大部分的能耗和污染都在造气阶段，所以说对于合成氨造气工段的研究性是有很大意义的，对此我的设计课题为年产25万吨合成氨造气工艺的设计。

第一章综述1.1合成氨造气的意义和目的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。

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。

合成氨工业是氮肥工业的基础。

为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。

首先，制成含H2和CO等组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H2S、有机硫化物、CO、CO2等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。

合成氨是大宗化工产品之一，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。

合成氨造气工序的研究为一些工业部门提供了重要原料，工艺用氨量已占合成氨产量的百分之十以上。

基本化学工艺中的硝酸、纯碱、各种含氮无机盐，有机化学中的各种含氮中间体。

制药工业中的磺胺类药物和高分子化学工艺中的氨基塑料、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等，都需要直接或间接以氨为原料。

食品工业中，氨广泛用作冷冻剂，冶金工业、石油加工工业、机械工业亦需要使用氨或其加工产品，因此合成氨造气工序的研究可以推动基本化学工业、制药工业、食品工业等的发展，降低它们的生产成本，也间接的降低了物价，减轻了消费者的经济压力，增加市场的流通速度，更加有利于经济的平稳发展。

1.2合成氨的优点（1）农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。

世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径。

氨水（即氨的水溶液）和液氨体本身就是一种氮肥；农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥，和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主。

（2）与能源工业关系密切。

合成氨生产通常以各种燃料为原料，同时生产过程还需燃料供给能量,因此,合成氨是一种消耗大量能源的化工产品。

（3）与其他产品联合生产。

合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵的原料。

如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。

1.3合成氨的用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，使农业生产大大提高。

氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。

氨还是生产炸药、燃料、医药、合成纤维、石油化工等的重要原料。

1.4煤气化发展史煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。

煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。

煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。

气化煤气可用于城市煤气、工业燃气和化工原料气及联合循环发电等。

煤炭气化至今已有150多年的历史。

19世纪50年代第一台阶梯式炉篦的西门子煤气化发生炉正式诞生，20世纪20年代研制成功沸腾床气化炉（1926年温克勒气化炉），30年代出现了加压气化技术，50年代出现了气流夹带床粉煤气化技术。

50年代后期，由于石油、天然气工业的兴起，煤制气技术的开发研究工作受到冲击。

70年代初，世界范围内发生了“石油危机”，一些工业发达国家又重新重视煤炭转化技术，各种新型的气化方法和气化炉型应运而生。