年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计
年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计
（签字）
年月日
注：本表可根据内容续页。
六．进度安排及参考文献
1．进度安排
2013.10-------2013.12工厂实习，采集数据
2014.2.23-------2014.3.08查阅文献，选定脱碳工艺方案，准备开题
2014.3.10-------2014.4.10脱碳工段主要装置工艺计算
2014.4.10-------2014.5.10绘制脱碳塔、脱水塔、氨冷器设备图，脱碳工段工艺流程图，脱碳工段车间平面图
电耗×10-6／KJ
1.302
1.1
1．016
冷却水／m3
15
80
70
综合能耗×10-6／KJ
2.725
5.233
4.186
①注：以氨计。
4．NHD脱Βιβλιοθήκη 脱碳技术通过比较，我选择的是NHD脱硫脱碳技术，它是一种新型的低能净化工艺。NHD溶剂的主要成分为聚乙二醇二甲醚的混合物，属于物理吸收溶剂.该工艺适用于天然气为原料的氨厂，也可用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量较高的氨合成气、甲醇合成气等气体的净化。其优点有：吸收气体能力强、净化度高。溶剂的化学稳定性和热稳定性好，不氧化、不降解、不起泡，溶剂蒸汽压极低，使用过程中挥发损失少，运行中不需添加消泡剂、活化剂，生产运行稳定，操作方便，且运行及维修费低。NHD溶液无毒、挥发少、对环境无污染。溶剂无腐蚀性，吸收能力强。
四．在毕业设计中我要完成的任务
1.绘制脱碳塔氨冷气、脱水塔设备装配图、NHD脱碳系统带控制点流程图、脱碳车间平面布置图
2.对主要设备作物料衡算和热量衡算
五．本课题的研究目标和意义
通过对本课题的研究，对现在生产过程中的各种脱碳方法的研究和比较，对脱碳工段各个单元生产指标的计算和对比，可以对以往所学的专业知识进行全方位的巩固和梳理，将所学到的理论知识完全应用到生产实践上。本课题的目的是为了寻找出一套合理的脱碳工艺，以获得较高纯度的净化气，提高二氧化碳的回收率，简化合成氨脱碳流程，降低生产能耗，达到生产的较高经济效益指标。
年产30万吨合成氨课程设计
年产30万吨合成氨课程设计目录1概述 (2)1.1设计题目 (2)1.2 设计具体内容范围及设计阶段 (2)1.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (2)1.4设计任务的依据 (3)1.5 产品方案 (4)2 技术分析 (4)2.1合成氨反应的特点 (4)2.2合成氨反应的动力学 (4)2.2.1反应机理 (4)2.3氨合成工艺的选择 (5)2.4系统循环结构 (5)2.5分离工艺 (6)3 生产流程简述 (6)4 工艺计算 (7)4.1 原始条件 (7)4.2 物料衡算 (8)4.3热量衡算 (16)5主要设备选型 (24)5.1 废热锅炉设备工艺计算 (24)5.2主要设备选型汇总表 (26)5.3主要设备图 (27)6设计心得 (29)参考文献 (30)1.概述1.1设计题目：年产30万吨合成氨合成工段设计1.2 设计具体内容范围及设计阶段本次设计的内容为合成氨合成工段的设计，具体包括以下几个设计阶段：1. 进行方案设计，确定生产方法和生产工艺流程。
2. 进行化工计算，包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。
3. 绘制带控制点的工艺流程图。
4. 进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置图。
5. 进行管路配置设计，并绘制管路布置图。
6. 撰写课程设计报告。
1.3设计的产品的性能、用途及市场需要(1) 氨的物化性能合成氨的化学名称为氨，氮含量为82.3%。
氨是一种无色具有强烈刺激性、催泪性和特殊臭气的无色气体，比空气轻，相对密度0.596，熔点－77.7℃；沸点－33.4℃。
标准状况下，1米3气氨重0.771公斤；1米3液氨重638.6公斤。
极易溶于水，常温（20℃）常压下，一个体积的水能溶解600个体积的氨；标准状况下，一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水，呈强碱性。
因此，用水喷淋处理跑氨事故，能收到较好的效果。
氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐；氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵，脱水成尿素；在铂催化剂存在的条件下，氨与氧作用生成一氧化氮，一氧化氮继续氧化并与水作用，便能得到硝酸。
(完整版)年产30万吨合成氨合成工段工艺设计毕业论文
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。
30万吨合成氨毕业设计论文
前言本设计是年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计。
设计说明书分两部分。
第一部分是综述，分九章讨论了氨的性质、用途及其在国民经济中的地位，合成氨工业的现状及其发展趋势，现代大型氨长的生产特点，设计方案的论证，生产方法的综述与选择，本设计主要工艺参数的论证与确定，生产工艺流程的评述与选择，合成氨生产原理与本设计生产流程的叙述及本设计主要设备一览表。
第二部分是工艺设计计算，分别进行了消耗定额，返氢量的计算、天然气催化转化的计算、CO变换、气体净化、甲烷化过程的物料与热量衡算，换热器热负荷计算，最后进行了设备计算-----加压两段填料吸收塔工艺设计计算。
本设计附有转化、净化工段带控制点的工艺流程图、CO2吸收塔的装配图。
本设计选用Kellogg节能型流程，具有能耗低、流程简单的特点。
目录第一章.综述 (5)1.1 氨的性质、用途及其在国民经济中的地位 (6)1.2合成氨工业的现状及其发展趋势 (6)1.3现代大型氨厂的生产特点 (8)1.4设计方案的论证 (8)1.4.1原料的选择 (9)1.4.2原料的脱硫 (9)1.4.3造气 (10)1.4.4一氧化碳变换 (12)1.4.5 CO2的脱除 (13)1.4.6微量CO、CO2的脱除 (14)1.5本设计主要工艺参数的确定与论证 (15)1.5.1水碳比 (15)1.5.2转化炉出口气甲烷含量 (15)1.5.3转化压力 (16)1.5.4高低变换出口气中的CO含量 (16)1.5.5脱碳后CO2残余含量 (16)1.5.6吸收、再生的温度、再生塔的水汽比及溶液组成 (17)1.5.7甲烷化炉入口温度 (18)1.6生产工艺流程的评述与选择 (18)1.6.1 M.W凯洛格公司 (19)1.6.2布朗公司 (19)1.6.3帝国化学公司（ICI） (20)1.6.4托普索（Hald TopsØe）公司 (20)1.6.5伍德（Uhde）公司 (20)1.7合成氨生产原理与本设计生产流程的综述 (28)1.7.1原料气的脱硫 (28)1.7.2烃类蒸汽转化 (21)1.7.3 CO变换 (21)1.7.4原料气中CO2的脱除 (22)1.7.5甲烷化脱除微量的CO及CO2 (23)第二章工艺设计计算 (34)2.1设计依据： (34)2.2消耗定额、返氢量的计算 (34)2.2.1计算条件： (35)2.2.2计算变量 (35)2.2.3求解变量 (35)2.2.4计算 (35)2.3转化 (38)2.3.1一段转化炉物料衡算 (38)2.3.2二段炉物料、热量衡算 (42)2.4变换 (50)2.4.1高变物料、热量计算 (50)2.4.2低变炉物料、热量衡算 (53)2.4.3 102-F排水量计算 (56)2.5 CO2吸收塔原料气系统物料衡算 (58)2.5.1计算条件： (58)2.5.2.计算 (58)2.6甲烷化 (45)2.6.1甲烷化炉的物料衡算 (46)2.6.2甲烷化炉热量衡算 (47)2.6.3校核 (48)2.6.4 104-F排水量的计算 (49)2.7净化 (66)2.7.1本菲尔溶液循环量的计算 (66)2.7.2 1103-F排水量及回流水量的计算 (68)2.7.3 1110-C、1104-C热负荷的计算 (72)2.7.4吸收、再生系统的热平衡 (57)2.8换热器热负荷的计算 (65)2.8.1 103-C热负荷计算 (65)2.8.2 104-C热负荷计算 (66)2.8.3 1107-C的热负荷 (66)2.8.4 114-C热负荷计算 (86)2.8.5 144-C热负荷计算 (87)2.8.6 115-C的热负荷计算 (89)2.8.7 1115-C热负荷计算 (90)2.8.8 136-C热负荷计算 (92)第三章加压两段填料吸收塔设计 (73)3.1设计项目： (94)3.2设计条件 (94)3.3设计计算 (96)3.3.1塔型设计 (96)3.3.2 流体接触方式及喷淋 (96)3.3.3填料选择 (96)3.3.4上塔塔径计算 (97)3.3.5上塔填料高度计算 (80)3.3.6下塔塔径计算及下塔填料计算 (82)3.3.7校核计算 (85)第1章综述氮（N），是植物生长所必需的重要元素之一，空气的主要成分是氧和氮，其中氮占78%体积。
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II) (IV)1 综述.................................................................. - 1 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 -1.1.1 氨的性质................................................... - 1 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 -1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 -1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 -1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 -1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 -1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 -1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 -1.4.1 原料的选择................................................. - 9 -1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 -1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 -1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 -2 设计工艺计算......................................................... - 13 -2.1 转化段物料衡算................................................. - 13 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算...................................... - 14 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算...................................... - 17 -2.2 转化段热量衡算................................................. - 20 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算...................................... - 20 -2.2.2 二段炉的热量衡算.......................................... - 27 -2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算............................. - 28 -2.3 变换段的衡算................................................... - 30 -2.3.1 高温变换炉的衡算.......................................... - 30 -2.3.2 低温变换炉的衡算.......................................... - 32 -2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算......................... - 35 -2.4.1 换热器103-C热负荷........................................ - 35 -2.4.2 换热器104-C热负荷........................................ - 35 -2.5 设备工艺计算................................................... - 36 -参考文献............................................................... - 40 -致谢................................................................... - 41 -附录................................................................... - 42 -1 综述1.1 氨的性质、用途及重要性1.1.1 氨的性质氨分子式为NH3，在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。
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。
年产30万吨合成氨课程设计课件
年产30万吨合成氨课程设计目录1概述 (2)1.1设计题目 (2)1.2 设计具体内容范围及设计阶段 (2)1.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (2)1.4设计任务的依据 (3)1.5 产品方案 (4)2 技术分析 (4)2.1合成氨反应的特点 (4)2.2合成氨反应的动力学 (4)2.2.1反应机理 (4)2.3氨合成工艺的选择 (5)2.4系统循环结构 (5)2.5分离工艺 (6)3 生产流程简述 (6)4 工艺计算 (7)4.1 原始条件 (7)4.2 物料衡算 (8)4.3热量衡算 (16)5主要设备选型 (24)5.1 废热锅炉设备工艺计算 (24)5.2主要设备选型汇总表 (26)5.3主要设备图 (27)6设计心得 (29)参考文献 (30)1.概述1.1设计题目：年产30万吨合成氨合成工段设计1.2 设计具体内容范围及设计阶段本次设计的内容为合成氨合成工段的设计，具体包括以下几个设计阶段：1. 进行方案设计，确定生产方法和生产工艺流程。
2. 进行化工计算，包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。
3. 绘制带控制点的工艺流程图。
4. 进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置图。
5. 进行管路配置设计，并绘制管路布置图。
6. 撰写课程设计报告。
1.3设计的产品的性能、用途及市场需要(1) 氨的物化性能合成氨的化学名称为氨，氮含量为82.3%。
氨是一种无色具有强烈刺激性、催泪性和特殊臭气的无色气体，比空气轻，相对密度0.596，熔点－77.7℃；沸点－33.4℃。
标准状况下，1米3气氨重0.771公斤；1米3液氨重638.6公斤。
极易溶于水，常温（20℃）常压下，一个体积的水能溶解600个体积的氨；标准状况下，一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水，呈强碱性。
因此，用水喷淋处理跑氨事故，能收到较好的效果。
氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐；氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵，脱水成尿素；在铂催化剂存在的条件下，氨与氧作用生成一氧化氮，一氧化氮继续氧化并与水作用，便能得到硝酸。
年产30万吨合成氨基础工艺设计
毕业设计题目名称: 年产30万吨合成氨转变工序设计系别: 化学工程系专业: 应用化学班级: 06101 学生: 学号: 指导老师（职称）: （教授）摘要氨是关键基础化工产品之一, 在国民经济中占相关键地位。
合成氨生产经过多年发展, 现已发展成为一个成熟化工生产工艺。
本设计是以天然气为原料年产三十万吨合成氨转变工序设计。
多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主流, 技术改善关键方向是开发性能愈加好催化剂、降低氨合成压力、开发新原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。
设计采取工艺步骤介绍: 天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉, 把CH4和烃类转化成H2, 再经过二段炉深入转化后换热进入高变炉, 在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2, 再经过低变炉使CO降到合格水平, 去甲烷化工序。
本设计综述部分关键叙述了中国外合成氨工业现实状况及发展趋势以及工艺步骤、参数确定和选择, 叙述了建厂选址; 介绍了氨变换工序多种步骤并确定本设计高-低变串联步骤。
工艺计算部分关键包含转化段和变换段物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。
设备计算部分关键是高变炉催化剂用量具体计算, 并依据设计任务做了转化和变换工序带控制点工艺步骤图。
本设计优点在于选择较为良好厂址和原料路线, 确定良好工艺条件、合理催化剂和能源综合利用。
另外, 就是尽可能降低设备投资费用。
关键字: 合成氨; 天然气; 转化; 变换;AbstractAmmonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes.The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc.The design process used in brief are: compressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location; introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance,heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points.Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the good conditions, reasonable catalyst and energy utilization. In addition, investment in equipment designed to minimize costs.Keywords: ammonia; natural gas; transformation; transformation;目录摘要........................................................ 错误!未定义书签。
(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。
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计1.绪论合成氨简介在高温高压和催化剂存在的条件下，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。
由于受反映平稳阻碍，氢氮混合气不能全数转化为氨，反映后气体中一样只有10%-20%，通常采纳冷冻的方式将已合成的氨分离，然后在未反映的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反映。
氨合成反映是一个放热反映，而氨分离进程又要消耗大量的冷量。
在氨合成系统中合理设计回收反映热的设备，可降低冷量的消耗。
氨合成工段的生产状况直接阻碍到合成氨厂生产本钱的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。
依照合成氨反映中采纳的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方式能够分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。
目前合成氨厂普片采纳的采纳的是低压法和中压法。
合成氨概况合成氨是重要的无机化工产品之一，最先是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的，其原理是由氮气和氢气在必然条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。
后来，他继续研究，于1909年改良了合成技术，使氨的含量达到6%以上。
合成氨工业起初是因为制作火药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争效劳;第一次世界大战终止后,转向为农业、工业效劳。
随着科学技术的进展，对合成氨的需要量日趋增加。
20世纪50年代后氨的原料组成发生重大转变，近数十年来合成氨工业进展专门快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置进展主流，技术改良要紧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式、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。
合成氨工业已有一个世纪的历史，在国民经济中占有重腹地位。
合成氨在农业上有超级重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵和各类含氮复合肥，都是以氨为原料的。
同时，合成氨也是大宗化工产品之一，世界每一年合成氨有80%用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
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。
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。
最新年产30万吨合成氨工程设计
年产30万吨合成氨工程设计年产30万吨合成氨工程设计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。
本设计是以煤为原料年产三十万吨合成氨转变工序的设计。
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。
设计采用的工艺流程简介：采用煤造气出来的半水煤气，通入变换炉，采用煤气冷激及蒸汽换热的方式，使半水煤气在催化剂的作用下大部分CO和水蒸气反应获得H2，使CO降到合格水平。
本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨的各个工序流程。
工艺计算部进行了一氧化碳变换工序的物料衡算、热量衡算。
设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，以及热水塔和换热器的计算。
本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。
关键词：合成氨,水煤气,变换目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1氨的性质、用途及重要性 (1)1.1.1氨的性质 (1)1.1.2氨的用途及在国民生产中的作用 (1)1.1.3产品世界产业状况 (2)1.2产品的市场需求预测 (2)1.3 产品价格分析 (3)1.4 项目内容 (3)1.4.1项目名称、地址、承办单位及性质 (3)1.4.2项目编制的依据和原则 (4)1.4.3项目背景 (4)1.5 原料的选择 (4)1.6 以煤为原料的合成氨厂总体流程选择 (5)1.7 常压气化主要工艺选择 (6)1.7.1 造气 (6)1.7.2 变换 (6)1.7.3 脱CO2 (7)1.7.4 净化 (7)1.7.5 合成氨 (7)1.7.6 结论 (7)1.8 项目意义 (8)第2章一氧化碳变换系统计算 (8)2.1 主要参数 (8)2.1.1参考操作指标 (8)2.1.2设计参数的规定 (10)2.2 中变炉工艺条件计算 (10)2.2.1中变炉一段出口温度t1的确定 (10)2.2.2中变炉生口温度2t'的确定 (12)2.2.3中变炉二段出口温度'2t的计算 (12)2.2.4出二段气体的组成含量 (13)2.2.5中变炉三段出口温度'3t的计算 (13)2.3中变炉的热量衡算 (15)2.3.1热量平衡量 (15)2.3.2喷淋水冷激段（一二段间） (16)2.3.3二段 (16)2.3.4喷水冷激段（二、三段） (16)2.3.5三段 (16)2.4 主热变换器的物热衡算 (16)2.4.1物料衡算 (16)2.4.2热量衡算 (17)2.5 低变炉工艺条件计算 (18)2.5.1低变炉出口温度t出计算 (18)2.5.2低变炉出口组成和量计算 (18)2.5.3热量衡算 (19)2.6 第一水加热器物热衡算 (19)2.6.1蒸汽露点温度115℃ (19)2.6.2第一热水塔出水绝热饱和温度ts (19)2.6.3物料衡算 (20)2.6.4热量衡算 (20)2.7 饱和塔的物热衡算 (21)2.7.1物料衡算 (21)2.7.2热量衡算 (21)2.8 热水塔的物料衡算 (22)2.8.1物料衡算 (22)2.8.2热量衡算 (22)2.8.3出热 (23)2.9 二水加热器的物热衡算 (24)2.9.1物料衡算 (24)2.9.2热量衡算 (24)2.9.3出热 (24)第3章公用工程设施 (25)3.1 公用工程方案 (25)3.2 给排水 (25)结论 (26)参考文献 (27)附录 A (28)附录 B (32)附录 C (33)附录 D (34)附录 E (35)附录 F (36)致谢 (37)第1章绪论1.1氨的性质、用途及重要性1.1.1氨的性质氨分子式为NH3，在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。
30万吨合成氨毕业设计论文
前言本设计是年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计。
设计说明书分两部分。
第一部分是综述，分九章讨论了氨的性质、用途及其在国民经济中的地位，合成氨工业的现状及其发展趋势，现代大型氨长的生产特点，设计方案的论证，生产方法的综述与选择，本设计主要工艺参数的论证与确定，生产工艺流程的评述与选择，合成氨生产原理与本设计生产流程的叙述及本设计主要设备一览表。
第二部分是工艺设计计算，分别进行了消耗定额，返氢量的计算、天然气催化转化的计算、CO变换、气体净化、甲烷化过程的物料与热量衡算，换热器热负荷计算，最后进行了设备计算-----加压两段填料吸收塔工艺设计计算。
本设计附有转化、净化工段带控制点的工艺流程图、CO2吸收塔的装配图。
本设计选用Kellogg节能型流程，具有能耗低、流程简单的特点。
目录第一章.综述 (5)1.1 氨的性质、用途及其在国民经济中的地位 (6)1.2合成氨工业的现状及其发展趋势 (6)1.3现代大型氨厂的生产特点 (8)1.4设计方案的论证 (8)1.4.1原料的选择 (9)1.4.2原料的脱硫 (9)1.4.3造气 (10)1.4.4一氧化碳变换 (12)1.4.5 CO2的脱除 (13)1.4.6微量CO、CO2的脱除 (14)1.5本设计主要工艺参数的确定与论证 (15)1.5.1水碳比 (15)1.5.2转化炉出口气甲烷含量 (15)1.5.3转化压力 (16)1.5.4高低变换出口气中的CO含量 (16)1.5.5脱碳后CO2残余含量 (16)1.5.6吸收、再生的温度、再生塔的水汽比及溶液组成 (17)1.5.7甲烷化炉入口温度 (18)1.6生产工艺流程的评述与选择 (18)1.6.1 M.W凯洛格公司 (19)1.6.2布朗公司 (19)1.6.3帝国化学公司（ICI） (20)1.6.4托普索（Hald TopsØe）公司 (20)1.6.5伍德（Uhde）公司 (20)1.7合成氨生产原理与本设计生产流程的综述 (28)1.7.1原料气的脱硫 (28)1.7.2烃类蒸汽转化 (21)1.7.3 CO变换 (21)1.7.4原料气中CO2的脱除 (22)1.7.5甲烷化脱除微量的CO及CO2 (23)第二章工艺设计计算 (34)2.1设计依据： (34)2.2消耗定额、返氢量的计算 (34)2.2.1计算条件： (35)2.2.2计算变量 (35)2.2.3求解变量 (35)2.2.4计算 (35)2.3转化 (38)2.3.1一段转化炉物料衡算 (38)2.3.2二段炉物料、热量衡算 (42)2.4变换 (50)2.4.1高变物料、热量计算 (50)2.4.2低变炉物料、热量衡算 (53)2.4.3 102-F排水量计算 (56)2.5 CO2吸收塔原料气系统物料衡算 (58)2.5.1计算条件： (58)2.5.2.计算 (58)2.6甲烷化 (45)2.6.1甲烷化炉的物料衡算 (46)2.6.2甲烷化炉热量衡算 (47)2.6.3校核 (48)2.6.4 104-F排水量的计算 (49)2.7净化 (66)2.7.1本菲尔溶液循环量的计算 (66)2.7.2 1103-F排水量及回流水量的计算 (68)2.7.3 1110-C、1104-C热负荷的计算 (72)2.7.4吸收、再生系统的热平衡 (57)2.8换热器热负荷的计算 (65)2.8.1 103-C热负荷计算 (65)2.8.2 104-C热负荷计算 (66)2.8.3 1107-C的热负荷 (66)2.8.4 114-C热负荷计算 (86)2.8.5 144-C热负荷计算 (87)2.8.6 115-C的热负荷计算 (89)2.8.7 1115-C热负荷计算 (90)2.8.8 136-C热负荷计算 (92)第三章加压两段填料吸收塔设计 (73)3.1设计项目： (94)3.2设计条件 (94)3.3设计计算 (96)3.3.1塔型设计 (96)3.3.2 流体接触方式及喷淋 (96)3.3.3填料选择 (96)3.3.4上塔塔径计算 (97)3.3.5上塔填料高度计算 (80)3.3.6下塔塔径计算及下塔填料计算 (82)3.3.7校核计算 (85)第1章综述氮（N），是植物生长所必需的重要元素之一，空气的主要成分是氧和氮，其中氮占78%体积。
产万吨合成氨工艺设计方案
《化工原理》课程设计题目名称：年产30万吨合成氨转变工序设计系别：化工与制药学院专业：制药工程班级：03制药工程<1）学生：蒋晟学号：2003063107指导教师<职称）：<教授）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转变工序的设计。
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。
设计采用的工艺流程简介：天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉，把CH4和烃类转化成H2，再经过二段炉进一步转化后换热进入高变炉，在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2，再经过低变炉使CO降到合格水平，去甲烷化工序。
本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势以及工艺流程、参数的确定和选择，论述了建厂的选址；介绍了氨变换工序的各种流程并确定本设计高-低变串联的流程。
工艺计算部分主要包括转化段和变换段的物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。
设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，并根据设计任务做了转化和变换工序带控制点的工艺流程图。
本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。
另外，就是尽量减少设备投资费用。
关键字：合成氨；天然气；转化；变换；AbstractAmmonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes. The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc.The design process used in brief are: compressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location。
年产30万吨合成氨造气工段工艺设计
年产30万吨合成氨造气工段工艺设计年产30万吨合成氨造气工段工艺设计The Design of Producing Coal Gas about Synthesis ofAmmonia 300000t/a目录摘要 (I)Abstract......................................................................................................................... I I 引言. (1)第一章绪论 (3)1.1 煤气化发展史 (3)1.2 国内外发展现状 (4)第二章生产方法的选择 (5)2.1生产方法的介绍 (5)2.1.1 固定床气化法 (5)2.1.2 流化床气化 (5)2.1.3 气流床气化 (6)2.2 生产方案的选择及论证 (6)第三章常压固定床间歇气化法 (8)3.1 固定床气化法的特点 (8)3.2 半水煤气定义 (8)3.3 半水煤气制气原理 (8)3.3.1 煤气发生炉构造及气化反应的分区 (8)3.3.2 制气原理 (9)3.4 生产半水煤气对固体原料性能的要求 (10)3.5 间歇式制半水煤气的工艺条件 (11)3.6 生产流程的选择及论证 (12)3.7 间歇式气化的工作循环 (13)3.8 间歇式制半水煤气工艺流程 (14)3.9 各主要设备简介 (15)3.9.1 煤气发生炉 (15)3.9.2 燃烧室 (15)3.9.3 废热锅炉 (16)3.9.4 洗气箱 (16)3.9.5 洗涤塔 (16)3.9.6 烟囱 (17)3.9.7 自动机 (17)第四章工艺计算 (18)4.1 已知条件 (18)4.2 物料及热量衡算 (20)4.2.1 吹风阶段的计算 (20)4.2.2 制气阶段的计算 (22)4.2.3 总过程计算 (26)4.3 配气计算 (29)4.4 消耗定额 (30)4.5 吹净时间核算 (30)4.6 废热锅炉的热量衡算 (30)4.6.1 已知条件 (30)4.6.2 热量衡算 (32)4.6.3 热量平衡和总固体平衡 (35)4.7 夹套锅炉的物料及热量衡算 (35)4.7.1 已知条件 (35)4.7.2 产气量及消耗量计算 (36)第五章设备计算选型 (37)5.1 煤气炉指标 (37)5.2 煤气台数的确定 (38)5.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (39)5.4 废热锅炉的选型 (39)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)年产30万吨合成氨造气工段工艺设计摘要：本设计是年产能力为30万吨合成氨造气工段（半水煤气）的工艺设计，造气工段是获得合成气的首要工段。
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章合成氨综述 (3)1.1 氨的用途 (3)1.2 氨的性质 (3)1.2.1 氨的物理性质 (3)1.2.2 氨的化学性质 (4)1.3 合成氨的生产方法 (4)1.4 合成工艺条件的选择 (5)1.4.1操作压力 (5)1.4.2 反应温度 (6)1.4.3空速 (6)1.4.4合成塔进口气体组成 (6)1.5 合成氨工业的发展 (7)第二章合成工段工艺简介 (9)2.1 合成工段工艺流程简述 (9)2.2 工艺流程方框简图 (10)2.3 设备简述 (10)2.3.1 氨合成塔 (10)2.3.2 热交换器与废热锅炉 (10)2.3.3 冷交换器 (11)2.3.4 氨冷器 (11)第三章工艺设计计算 (12)3.1 设计要求 (12)3.3.1合成塔入口气体组分 (12)3.3.2 合成塔出口气体组分 (13)3.3.3 合成率 (13)3.3.4 氨分离器气液平衡计算 (13)3.3.5 冷交换器气液平衡计算 (15)3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 (16)3.3.7 液氨储槽物料计算 (19)3.3.8 合成系统物料计算 (20)3.3.9 合成塔物料计算 (22)3.3.10 水冷器物料计算 (23)3.3.11 氨分离器物料计算 (24)3.3.12 冷交换器物料计算 (24)3.3.13 氨冷器的物料计算 (26)3.3.14 冷交换器物料计算 (28)3.3.15 液氨贮槽物料计算 (30)3.4 热量衡算 (32)3.4.1 冷交换器热量计算 (32)3.4.2 氨冷凝器热量计算 (36)3.4.3 循环机热量计算 (37)3.4.4 合成塔热量衡算 (39)3.4.5 废热锅炉热量计算： (41)3.4.6 热交换器热量计算 (43)3.4.7 水冷器热量衡算： (44)3.4.8 氨分离器热量衡算： (45)第四章设备的选型与计算 (47)4.1 设备选型 (47)4.1.1 设备简述 (47)4.1.2 流程说明 (47)4.2 合成塔设计 (48)4.2.2 催化剂层设计 (49)4.2.3 下换热器 (55)4.2.4 层间换热器 (56)4.3 辅助设备选型 (57)4.3.1 废热锅炉 (57)4.3.2 热交换器 (57)4.3.3 水冷器 (57)4.3.4 冷交换器 (58)4.3.5 氨冷器I (58)4.3.6 氨冷器II (58)结论 (60)致谢 (52)参考文献 (53)附录 (62)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。
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年产30万吨合成氨脱碳工艺项目可行性研究报告指导教师：姚志湘学生：魏景棠目录第一章总论 (3)1.1 概述 (3)1.1.1 项目名称 (3)1.1.2 合成氨工业概况 (3)1.2 项目背景及建设必要性 (4)1.2.1 项目背景 (4)1.2.2 项目建设的必要性 (4)1.2.3 建设意义............................................................................. 错误！未定义书签。
1.2.4 建设规模 (4)第二章市场预测 (6)2.1国内市场预测 (6)2.2 产品分析 (6)第三章脱碳方法及种类.. (7)3.1 净化工序中脱碳的方法. (7)3.1.1 化学吸收法 (7)3.1.2 物理吸收法 (8)3.1.3 物理化学吸收法................... (8)3.1.4 固体吸收法 (10)3.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳基本原理 (10)3.2.1 PC法脱碳技术国内外的情况 (10)3.2.2 发展过程 (10)3.2.3 技术经济 (11)3.2.4 工艺流程 (11)3.2.5 存在的问题及解决方法 (12)3.2.6 PC脱碳法发展趋势 (13)第一章项目总述2.1 概述1.1.1项目名称年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计1.1.2合成氨工业概况1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨：CaCN2＋3H2O（g）→2NH3（g）＋CaCO3在合成氨工业化生产的历史中，合成氨的生产规模（以合成塔单塔能力为依据）随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。
50年代以前，最大能力为200吨/日，60年代初为400吨/日，美国于1963年和1966年分别出现第一个600t/d 和1000t/d的单系列合成氨装置，在60-70年代出现1500-3000t/d规模的合成氨。
世界上85%的合成氨用做生产化肥，世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料。
虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围，但市场的稳定性却相应地增加了，世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区，中国西北部有蕴藏丰富的煤炭资源，为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。
2.2 项目背景及建设必要性1.2.1 项目背景我国是一个人口大国，农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离不开化肥。
氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的主要来源，因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。
我国合成氨工业始于20世纪30年代，经过多年的努力，我国的合成氨工业得到很大的发展，建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置，已形成我国特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。
目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列。
但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低，远远不能满足农业生产和发展的迫切需要，因此，开发新技术的同时利用计算机数学模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力，促进设计、管理和生产操作的优化，从而推动合成氨工业发展，提升整体技术水平，己成为国内当前化学工程科研、工程设计的重要课题。
1.2.2 项目建设的必要性我国的合成氨原料主要集中在重油，天然气和煤，到目前为止，中国化肥产量己居世界第一位。
但人均耕地面积只有世界平均水平的47%，而人口在本世纪中叶将达到约16亿，粮食始终是至关重要的问题。
化肥对农作物的增产作用己为大家所公认，中国施肥水平还有很大的提高空间，尤其是中西部市场。
与国外比较，我国氮肥行业主要存在一些比较严重的问题，集中表现为装置规模小，因而有效生产能力不足，致使行业整体竟争能力差。
进入WTO后，氮肥行业这种结构性矛盾日趋显著，成为影响行业发展的一个主要因素。
对原有合成氨装置进行改扩建，利用国家对农业的倾斜政策，节能技术改造见效快、可很快提高企业生产规模，改扩建改造会给企业带来了巨大的经济和社会效益。
1.2.3 建设意义随着合成氨工业的飞速发展与国际经济的迅速变化，合成氨工业的经济性急需要提高，来降低成本，抵御风险。
就碳酸丙烯酯法脱碳工艺进行深入研究，以达到成本最低化，资源有效化。
因此，在国际经济与国家政策的前提下，将合成氨的风险和利润投入到中间工序脱碳工段，对陷入困境的化工行业是一个很好的出路，对内外交困的合成氨行业来说，可以避免风险，降低成本。
此工艺能有效缩短流程，降低能源消耗，减少污染排放，在提高产品附加值的同时也填补了脱碳工艺的国内空白，并且为合成氨领域的进步积累了难得经验。
1.2.4 建设规模全厂应主要包括厂前区、动力区、生产区、仓库区等。
厂前区：包括行政楼、研发楼、职工食堂、医务室等主要建筑。
动力区：包括变电站、锅炉房等。
他们尽量靠近其服务的车间。
这样可以减少管路的铺设和运输过程的损耗。
生产区：应包括七大车间：原料车间、热电车间、造气车间、压缩车间、碳化车间、合成车间和尿素车间。
还应有备件库、机修车间、消防车间等辅助车间。
仓库区：应靠近主干道以便于运输。
企业实行厂长负责制，各部门负责人直接受厂长负责，并实行三级管理，厂、科、车间及人员编制以组织好生产为原则。
生产车间实行三班制，每班八小时，机械设备大修每二年一次，机械设备保养每一年一次。
表2.1 合成氨全厂人员编制工种班制男女总人数3 3 3热电岗位原料岗3 3 3位3 3 3造气岗位3 3 3变换岗位3 3 3脱碳岗位甲烷化3 3 3岗位3 3 3压缩岗位3 3 3脱硫岗位3 3 3尿素岗位3 3 3司炉岗位技术员 1 3 1 4安全员 1 2 21 5 5辅助人员车间主1 4 4任总计32 13 45第二章市场分析2.1 国内市场预测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、硫酸铵、氯化铵、氯水以及各种含氮混肥和复肥，都是以氨作为原料的。
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。
氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维及塑料。
从氨可以制得硝酸，进而再制造硝酸铵、硝化甘油、硝基纤维素等。
在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素等作为氮源，生产己二胺、人造丝等产品。
氨的其它工业用途也十分广泛，例如，用作制冰、空调等系统的制冷济，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜等金属，在医药和生物化学方面用作生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其它氨基酸等等。
所以说合成氨在国民经济中占有十分重要的地位。
2.2 产品分析解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。
1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。
近几年来，我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。
这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。
第三章脱碳方法及种类3.1净化工序中脱碳的方法3.1.1 化学吸收法化学吸收法即利用CO2是酸性气体的特点，采用含有化学活性物质的溶液对合成气进行洗涤，CO2与之反应生成介稳化合物或者加合物，然后在减压条件下通过加热使生成物分解并释放CO2，解吸后的溶液循环使用。
化学吸收法脱碳工艺中，有两类溶剂占主导地位，即烷链醇胺和碳酸钾。
化学吸收法常用于CO2分压较低的原料气处理。
(l)烷链醇胺类的脱碳工艺有：①-乙醇胺(monoethanolamine，H2NCH2CH2OH，MEA)法；②甲基二乙醇胺（methyl diethanolamine，CH3N(CH2CH2OH)2，MDEA）法；③活化MDEA法（即aMDEA工艺）。
（2）碳酸钾溶液作吸收剂的脱碳工艺，即热钾碱脱碳工艺有：①无毒G-V法；②苯菲尔法；③催化热钾碱（Cata carb）法；④Flexsorb法[2]。
3.1.1.1.1MEA法MEA法是一种比较老的脱碳方法。
吸收过程中，MEA与CO2发生反应生成碳酸化合物，经过加热即可将CO2分解出来。
该法的最大优点是可以在一个十分简单的装置中，把合成气中的CO2脱除到可以接受的程度。
但它本身存在两个缺点：（1） CO2能与吸收反应生成的碳酸化合物发生进一步反应生成酸式碳酸盐，该盐较稳定，不易再生；（2） CO2能与MEA发生副反应，生成腐蚀性较强的氨基甲酸醋，容易形成污垢。
3.1.1.2甲基二乙醇胺MDEAMDEA法脱碳过程中，CO2与甲基二乙醇胺(MDEA，一种叔胺)生成的碳酸盐稳定性较差，分解温度低，且无腐蚀性。
相对其它工艺，MDEA法有以下优点：（1）能耗和生产费用低；（2）脱碳效率高，净化气中CO2含量可小于100ppm；（3）使用范围广，可用于大、中、小各型合成氨厂；（4）溶剂稳定性好；（5）溶剂无毒、腐蚀性极小；（6）能同时脱硫。
由于MDEA具有以上优点，所以不需要毒性防腐剂，设备管道允许采用廉价碳钢材料，不需要钝化过程，耗热低，设备管道不需要伴热盘管，能达到很好的节能效果[3]。
在MDEA溶液中添加少量活化剂即为aMDEA法，活化剂为眯哇、甲基咪哇等，浓度约为2-5%。
活性MDEA工艺开发于20世纪60年代末，第一套活化MDEA脱碳工艺装置是1971年在德国BAFS公司氨三厂投入使用在此后的几年里，另有8套装置采用了活化MDEA，这些装置的成功使用，使得aMDEA工艺自1982年后备受欢迎。
我国在大型装置中使用MDEA脱碳工艺，乌鲁木齐石化公司化肥厂属于首例[4]。
BAFS公司推出的aMDEA脱碳工艺，主要用于对原来MEA工艺的改造，近几年我国一些研究单位正在对这方面进行积极的研究。
3.1.1.3低热耗苯菲尔法相对上述脱除CO2的吸收剂溶液，碳酸钾溶液更价廉易得，并具有低腐蚀，操作稳定，吸收CO2能力较强等特性。
但碳酸钾溶液本身吸收CO2的速度缓慢，需要添加一些活化剂。
其中如无毒G-V法工艺就是由意大利Giammaro-Vetrocoke公司所开发，最初使用的活化剂和缓蚀剂为As2O3，但对人体有毒。
后来有人用氨基乙酸取代As2O3，消除了毒性，成为无毒G-V法。
我国栖霞山化肥厂就采用了这种工艺。
由美国联碳公司开发的低热耗苯菲尔法，用二乙醇胺(DEA)作活化剂，V2O5作为腐蚀防护剂。
我国于20世纪90年代相继以布朗工艺建了4套装置，即锦西天然气化工厂、建峰化肥厂、四川天华公司化肥厂和乌鲁木齐石化总厂第二化肥厂，规模都是日产氨1000吨。