合成氨.产品方案及生产规模doc

氨的生产

三、主要原料的工业规格要求
工业上采用中压法合成氨的主要原料是氮气和氢气。 1.原料来源生产合成氨，必须制备含有氢和氮的原料气。氢气来源于水蒸气和含有碳氢化合物的各种燃料。
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任务二生产准备
目前工业上普遍采用焦炭、煤、天然气、轻油、重油等燃料，在高温下与法的选择 2 任务二生产准备 3 任务三应用生产原理确定生产条件 4 任务四生产工艺流程的组织 5 任务五正常生产操作
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项目一氨的生产
6 任务六异常生产现象的判断和处理 7 任务七学习拓展
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任务一合成氨生产方法的选择
氮是自然界里分布较)广的一种元素。人们对农作物需要养分的研究发现，碳、氧、氢、氮、磷、钾6种元素是作物生长的主要养分，其中碳、氧、氢可由植物自身的光合作用或通过根部组织所吸收的水分获得，而氮元素则主要从土壤中吸收。因此可以说氮是植物生长的第一需要，从而也就成为动物生存所必需的。由此可见氮元素对生命的重要性。
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任务二生产准备
第一步，原料气的制取。制备含有氢、一氧化碳、氮气的粗原料气。一般由造气、空分工序组成。
第二步，原料气的净化。除去粗原料气中氢气、氮气以外的杂质。一般由原料气的脱硫、一氧化碳的变换、二氧化碳的脱除、原料气的精制工序组成。
第三步，原料气的压缩与合成。将符合要求的氢氮混合气压缩到一定的压力后，在高温、高压和有催化剂的条件下，将氢氮气合成为氨。一般由压缩、合成工序组成。
1.低压法操作压力低于20 MPa的称为低压法，操作温度为450℃~550℃。采用活
性强的亚铁氰化物作催化剂，但它对毒物很敏感，所以对气体中的杂质 (CO,CO2)要求特别严格。该法的优点是由于操作压力和温度较低，对设备、管道的材质要求低，生产容易管理。但低压法合成率不高，合成塔出口气中含氨8%-10%，所以催化剂的生产能力比较低;

30万吨合成氨流程

30万吨合成氨流程
合成氨是化工工业中常见的一种基础化工原料，广泛用于制备各种化
工产品，如氮肥、硝胺、塑料等。

下面将介绍一个30万吨合成氨的生产
流程，以及其原理和关键步骤。

1.原料准备：
合成氨的主要原料是氮气和氢气，通常以空气和天然气作为原料进行
反应。

空气经过预处理、压缩、制冷等步骤，得到高纯度的氮气；天然气
通过脱硫、脱氮等处理后，生成氢气。

同时还需要少量的催化剂和助剂。

2.催化反应：
将氮气和氢气在一定压力和温度下通过一定类型的催化剂（通常为铁、钼等金属）进行反应，生成合成氨。

反应过程中需要控制适当的温度和压力，以提高反应速率和选择性。

3.吸附分离：
将反应产物中的合成氨、未反应的氮气、氢气和副产品进行吸附分离，得到高纯度的合成氨产品。

通常采用吸附剂、脱附剂和再生装置进行吸附
分离过程。

4.处理废气：
在合成氨生产过程中，会产生大量的废气，其中含有大量的氨气、氢
气等有害气体。

需要经过处理设备如洗涤塔、吸收塔、氧化塔等进行处理，以达到环保要求。

5.储存与运输：
合成氨产品需要进行储存和运输，通常采用液氨或氨水的形式进行储存，并通过专用容器和管道进行运输。

同时需要注意氨的毒性和易燃性，
做好安全保护。

综上所述，30万吨合成氨的生产流程主要包括原料准备、催化反应、吸附分离、处理废气和储存与运输等步骤。

通过精细控制各个环节的参数
和操作，可以获得高品质的合成氨产品，满足市场需求，并实现生产目标。

同时需要关注环保和安全等方面，确保生产过程安全高效，符合相关法规
标准。

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。

精选合成氨生产技术

合成氨首先为农业生产提供了充足的肥料，使农业生产产量大大提高，为人类社会发展和人口增长作出了巨大贡献。氨除了主要用作化学肥料的原料外，还是生产染料、炸药、医药、有机合成、塑料、合成纤维、石油化工等的重要原料。合成氨发展的三个典型特点：1. 生产规模大型化。 1000~1500T/日2. 能量的合理利用。用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。3. 高度自动化。自动操作、自动控制的典型现代化工厂。
二段炉温度主要按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后，按平衡甲烷的浓度来确定温度。一般要求yCH4<0.005,出口温度应为1000°C左右。实际生产中，转化炉出口温度比达到出口气体浓度指标对应的平衡温度高，这个差值叫平衡温距。 T＝T－Te（实际温度－平衡温度）平衡温距低，说明催化剂活性好。一、二段平衡温距通常分别为10~15 °C和15~30 °C 。水碳比水碳比高，残余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比，约3.5~4.0。原则：不析碳，原料充分利用，能耗小。
①吹风阶段 ②蒸汽一次上吹③蒸汽下吹④蒸汽二次上吹 ⑤空气吹净
2.气流床连续气化法被誉称为“第三代煤气化炉”的德士古造气技术，是当代国际上最富有竞争力的气流床连续气化法的一种。德士古煤气化法原料煤种广泛，可利用劣质煤，只要灰熔点较低即可，碳转化率为98.5%~99.5%，且炉内耐火材料可以连续使用2年。该法气化强度高，可直接获得低含量烃（甲烷含量<0.1％）的原料气，无需加入蒸汽，不足之处是由于入炉水分大，氧耗较高。因此比较适合有廉价低灰熔点煤种的地区。
2. 工艺条件压力通常为3~4MPa采用加压条件的主要原因：降低能耗能量合理利用提高余热利用价值全厂流程统筹减少设备体积降低投资综合经济效益温度一段炉温度主要考虑投资费用及设备寿命，一般选择760~800°C 原因：一段炉最重要最贵的合金钢管在温度为950°C时寿命8.4万小时，960°C时减少到6万小时。一段炉投资约为全厂30％，其中主要为合金钢管。

年产 10万吨合成氨厂合成工段工艺设计

年产10万吨合成氨厂合成工段工艺设计第一部分设计说明书一、概述产品在国民经济中的地位及用途；国内外生产的发展概况；合成氨工业的展望。

氨在国民经济中占有重要的地位，现在约有80%的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。

除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氨肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氨混肥和复肥，都是以氨为原料的氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维和塑料。

从氨可以制的硝酸，继而再制造硝酸铵、硝化甘油、三硝基甲苯和硝基纤维素等。

在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿酸作为氮源，生产已内酰胺，己二胺、人造丝、全脂树脂和脲醛树脂等产品氨的其他工业用途也十分广泛，例如作为制冰、空调、冷藏等系统的制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药和生物化学方面生产磺胺类生物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。

氨气的发现十七世纪 30 年代末英国的牧师、化学家 S.哈尔斯(HaLes，1677~1761) ,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出， 1774 年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气(氨)，并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体: H2和 N2，其后 H.戴维(Davy， 1778~1829) 等化学家继续研究，进一步证明了 2 体积的氨通过电火花放电后，分解为 1体积的氮气和 3 体积的氢气[2]。

19 世纪以前农业上所需的氮肥来源主要来自于有机物的副产物和动植物的废物，如粪便、腐烂动植物等等，随着农业和军工生产的发展的需要，迫切的需要建立规模巨大的探索性的研究，化学家们设想，能不能把空气中大量的氮气固定下来，从而开始设计以氮和氢为原料的合成氨流程。

19 世纪，大量的化学家开始试图合成氨，他们试图利用高温、高压、电弧、催化剂等手段试验直接合成氨，均未成功。

30万吨合成氨项目建议书

30万吨合成氨联产尿素项目建议书湖滨区大项目办公室2006年9月27日1总论一、工艺技术状况来自厂内的焦炉煤气，压力300mmH2O柱，温度35℃，进入罗茨鼓风机，加压后依次进入两台串联的脱硫塔内与自上而下的与PDS脱硫液逆流接触，吸收气体中的H2S及部分有机硫，出塔后经气液分离器分离液体后，至焦炉气压缩工序。

吸收了H2S及部分在同硫的脱硫液进入循环槽与溶液槽反应救分钟后，由半贫液泵或富液泵打至再生液混合器，经再生喷射器与自吸空气混合，进行强化氧化反应，然后进入喷射再生槽，这硫泡沫及溶液从喷射再生槽迅速返上，在再生槽顶部，浮选出的硫泡沫自流入硫泡沫混和槽，再由空压罐压送至硫泡沫高位槽，用蒸汽加热至85℃左右，自流入熔硫釜，继续用蒸汽加热至95℃左右，不断排出清液，待浓度达到45%左右时，加热至135℃熔融后放入硫磺冷却盘，自然冷却后得副产品硫磺。

从再生槽分离出来的清液经液位调节器进入贫液槽，经贫液泵加压至0.5MPa后，分两股进入脱硫塔。

脱硫过程中所消耗的碱，以及需要补充的ADA、偏钒酸钠、PDS等试剂，均在溶液制备槽配制成溶液后，用溶液泵送反应槽或事故槽而进入系统。

当循环溶液中的硫氰酸钠及硫代硫酸钠积累到一定程度后，从贫液泵出口抽取部分溶液去回收楼提取硫氰酸钠和硫代硫酸钠。

来自贫液泵后的贫脱硫液，流入回收楼的母液槽，由母液泵定期抽入真空蒸发器用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后通过旋转的溜槽将料液放至真空吸滤器，热过滤除Na2CO3等杂质。

滤渣在滤渣溶解槽中用脱硫溶解后予以回收，滤液至结晶槽用夹套冷却水（冷冻水）冷至5℃左右，加入同质晶种使其结晶，最后在离心机中分离得至粗制Na2S2O3产品。

分离得到Na2S2O3的滤液（或NaCNS/Na2 S2O3＞5的脱硫清液）经中间槽用压缩空气压入真空蒸发器，用蒸汽加热浓缩，待蒸发结束后，通过旋转溜槽将料液放至真空吸滤器，进一步除去Na2CO3等杂质。

滤渣同样在溶解槽内溶解后返回脱硫系统。

天然气合成氨年产19万吨_设计说明书

天然气合成氨年产19万吨_设计说明书天然气合成氨年产19万吨_设计说明书《化工设计》年产年产X 万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书一、设计项目：一、设计项目：年产X 万吨天然气合成氨合成段的工艺设计二、设计规模：二、设计规模：X 万吨/年，年生产时间：330 三、设计阶段：三、设计阶段：初步设计四、设计条件与要求四、设计条件与要求1、合成塔进口气体组成（V%）NH3：2.26% H2：58.79% N2：19.55% CH4：17.49% Ar：1.91% 2、合成塔出口气体NH3含量：17.8% 3、水冷器出口温度：35℃4、合成塔操作压力：30.0MPa 五、设计要求和工作量五、设计要求和工作量完成设计报告一份六、设计主要内容六、设计主要内容1、工艺流程设计2、物料衡算3、热量衡算4、主要设备工艺设计与选型化工设计报告（（大体大体章节要求）章节要求）摘要第一章前言第二章天然气合成氨简介第三章合成氨工艺论证第四章工艺计算 4.1 物料衡算 4.2 能量衡算第五章主要设备的工艺计算及选型主要结构参数表第六章设计小结参考文献七、设计主要参考文献七、设计主要参考文献《化工原理》；《化工产品手册》；《化工工艺设计手册》；《小氮肥厂工艺设计手册》；《氮肥工艺设计手册》；《小合成氨厂工艺技术与设计手册》；《合成氨》；《无机化工生产技术》等八、设计时间：八、设计时间：2012.12.18-2012.12.24 《化工设计》II 目录目录摘要1 第一章前言2 第二章天然气合成氨简介3 2.1 氨的性质、用途及重要性3 2.1.1 氨的性质3 2.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用3 2.2 合成氨生产技术的发展3 2.2.1 世界合成氨技术的发展.3 2.2.2 中国合成氨工业的发展概况.5 2.3 合成氨转变工序的工艺原理6 2.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍6 2.3.2 合成氨转化工序的工艺原理7 2.3.3 合成氨变换工序的工艺原理.7 2.4 设计方案的确定8 第三章合成氨工艺论证9 3.1 氨合成过程的基本工艺步骤9 3.2 氨合产工艺的选择10 3.3 工艺参数的确定11 第四章工艺计算13 4.1 物料衡算13 4.1.1 初始条件.13 4.1.2 合成塔出口气组分.134.1.3 氨分离器气液平衡计算.14 4.1.4 冷交换器气液平衡计算.15 4.1.5 液氨贮槽气液平衡计算.16 4.1.6 液氨贮槽物料计算.18 4.1.7 合成系统物料计算.19 4.1.8 合成塔物料计算.20 4.1.9 水冷器物料计算.21 4.1.10 氨分离器物料计算.21 4.1.11 冷交换器物料计算.21 4.1.12 氨冷器物料计算.22 4.1.13 冷交换器物料计算23 4.2 物料衡算结果汇总24 4.3 热量衡算26 4.3.1 冷交换器热量衡算.26 4.3.2 氨冷器热量计算.28 4.3.3 循环机热量计算29 4.3.4 合成塔热量计算30 4.3.5 废热锅炉热量计算32 4.3.6 热交换器热量计算32 4.3.7 水冷器热量计算33 4.3.8 氨分离器热量核算34 《化工设计》II 参考文献.35 第五章设计小结36 化工设计教师评分表37 《化工设计》0 摘要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。

第六章合成氨方案

工业合成氨原料： 1、固体原料：焦炭和煤 2、气体原料：天然气、油田气、焦炉气等 3、液体原料：石脑油、重油、原油等。
五、合成氨发展的三个典型特点：
1.原料构成: 基本完成了从煤、焦炭到油(石脑油、重油)、天然气的转变。
2.生产规模单系列大型化。 1000~1500T/日
3.能量的合理利用。用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。
第一节概述
一、氨的用途
• 85％的氨用来制化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。
• 氨除了主要用作化学肥料的原料外，还是生产染料、炸药、医药、有机合成、塑料、合成纤维、石油化工等的重要原料。
氨的其他工业用途也十分广泛，例如：在制
冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
二、氨的物理性质
标准状态下是无色气体，具有特殊的刺激性臭味。 20℃下将氨气加压0.8MPa时，液化为无色的液体。
加热措施：开车时采用电加热，正常生产时氢氮混合气被反应后的高温气体加热。
氨合成中的反应热进行回收，副产蒸汽。
（3）氨的分离
a、冷凝法
冷却含氨混合气，气氨冷凝为液氨，经气液分离设备将液氨从混合气中分离。
理论依据——拉尔逊公式：具体见教材。由拉尔逊公式可看出，提高压力、降低温度有利于氨的冷凝分离。
2、合成氨的工艺流程
工艺流程图讲解。看课本讲解
2.4
蒸汽精炼气至压缩工段
12 MPa
压缩机来氢氨混合气
气氨至冷冻工段液氨至冷冻工段再生气去回收
冷却水
12 MPa
Hale Waihona Puke 去废铜液地下槽空气来自空压机
气氨来自液氨计量瓶
铜氨液吸收和再生流程

合成氨工艺设计

合成氨合成工段设计1 总论氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。

世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。

根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。

(1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。

以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。

氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主，开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。

(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。

实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。

生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。

提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。

年产18万吨合成氨和30万吨尿素项目建议书

年产18万吨合成氨/30万吨尿素项目建议书XX重化工产业基地办公室目录一、概述 (1)二、产品用途及市场预测分析 (2)三、产品方案和生产规模 (5)四、工艺技术方案 (6)五、原辅材料及燃料供应 (13)六、建厂条件和厂址方案 (14)七、公用工程 (17)八、环境保护 (18)九、工厂组织和劳动定员 (19)十、项目实施计划 (20)十一、投资估算 (20)十二、财务评价 (22)一、概述㈠．项目名称年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目。

㈡．建设地点XX市XX能源重化工产业基地。

㈢．项目区概况XX市XX能源重化工产业基地位于XX市的中心地带，是以XX自治旗XX矿区为中心，向东辐射到牙克石西部地带，向西辐射到海拉尔东部地带。

核心区XX矿区煤炭资源、水资源、土地资源丰富，交通方便。

牙克石和海拉尔矿产资源丰富，可为高载能产业提供原料保障。

㈣．项目建设的必要性XX市近年来以发展为主题，紧紧抓住国家实施西部大开发、振兴东北老工业基地、电力体制改革等这些难得机遇，以市场为导向，积极推进煤炭产业、煤电转化和煤炭气化及煤化工项目建设。

与此同时XX市委、市政府又做出建设XX能源重化工产业基地的重大决策，以XX矿区为核心打造新型工业化产业集群，为基地实现跨越式发展提供了良好的政策保障。

XX市煤炭资源、水资源和土地资源丰富，交通便利，完全满足项目建设的原料需求。

同时地域广阔，总面积25.3万平方公里，东与黑龙江省接壤，南与兴安盟毗邻，而XX市和兴安盟境内均无合成氨和尿素生产厂家，化肥市场广阔，且邻近的东北三省做为农业大省，目前化肥生产亦不能满足农业生产需要。

另一方面，近年来由于国家对“三农”问题的关注，导致化肥市场供不应求，因此在XX能源重化工产业基地建设合成氨及尿素生产项目不但有较好的经济效益，而且还能满足XX市及相邻地区的化肥市场的需求，有着较好的社会效益。

二、产品用途及市场预测分析㈠．合成氨的用途合成氨工业在国民经济中占有重要的地位是因为合成氨的用途广泛。

年产十五万吨合成氨毕业设计

摘要本文主要是合成氨合成工段的设计，主要包括物料计算、热量计算以及设备的选型，生产产品为液氨，生产能力为15万吨液氨/年。

与传统流程相比较，具有节能低耗的特点，通过设计两个串联的氨冷器，在低压下，既减少了动力消耗，又保证了合成塔入口氨含量的要求。

合成塔出口气体经废热锅炉、水冷器冷却至常温，进入氨分离器后部分氨被冷凝并被分离出来，再进入冷凝塔上部的冷交换器冷却后与新鲜气混合，进入氨冷器1冷却至0摄氏度，为降低其负荷进入氨冷器2继续冷却至-15摄氏度使绝大部分氨冷凝下来，并在冷凝塔下部使液氨分离出来，循环气经冷凝塔上的换热器加热至22摄氏度后经循环压缩机补充压力至15MPa后进入合成塔，开始下一个循环。

关键词：合成氨；合成工段；节能低耗AbstractThis article is mainly ammonia synthesis section design, including the calculation of material, heat calculation and equip ment selection, for the production of liquid a mmonia, liquid a mmonia production capacity of 150000 tons / year.Co mpared with the traditional proCess co mpared with energy saving, low consu mption, through the design of the two series of the a mmonia cooler, under low pressure, which reduces power consu mption, and ensures that the synthetic tower entrance a mmonia content require ment.Synthesis tower outlet gas waste heat boiler, water cooler cooling to room temperature, ammonia into ammonia separator after being condensed and separated out again into the condensing tower, the upper part of the cold heat exchanger cooling and fresh gas mixture, into the ammonia cooler 1 is cooled to 0 degrees Celsius, to reduce the load into the ammonia cooler 2 continued cooling to -15 degrees C make most ammonia condensed, and the condensing tower bottom so that the liquid ammonia is separated, circulating gas by condensation tower heat exchanger heating to 22 degrees C after circulating compressor added pressure to 15MPa after entering synthetic tower, the start of the next cycle.Key words: ammonia synthesis; synthesis process; Low energy consumption目录前言 (1)第1章说明书 (2)1.1合成氨的原料组成 (2)1.2合成氨的方法 (2)1.3合成氨的工艺流程 (2)1.3合成氨的机理和反应条件的确定 (4)1.4合成氨的催化剂 (5)第2章原材料及产品主要技术规格 (7)2.1原材料技术规格 (7)2.2氨水产品技术规格 (7)2.3液氨产品技术规格 (7)第3章工艺流程简述 (9)3.1工艺流程图 (9)3.2流程简述 (9)3.3设计规模及特点 (10)第4章物料计算 (11)4.1设计要求 (11)4.2带工作点的工艺流程简图 (11)4.3物料计算 (11)第5章热量衡算 (28)5.1冷交换器热量计算 (28)5.2氨冷凝器热量计算 (30)5.3循环机热量计算 (32)5.4合成塔热量衡算 (33)5.5沸热锅炉热量计算 (34)5.6热交换器热量计算 (35)5.7水冷器热量衡算 (36)5.8氨分离器热量衡算 (37)第6章设备的选型与计算 (38)6.1合成塔催化剂层设计 (38)6.2热锅炉设备工艺计算 (42)6.3热交换器设备工艺计算 (45)6.4水冷器设备工艺计算 (50)6.5冷交换器设备工艺计算 (52)参考文献 (58)致谢 (59)前言氨在国民经济中占有重要地位。

焦炉气制合成氨项目方案及经济技术分析

XXXX公司以焦炉气为原料制合成氨项目方案及经济技术分析一、改造目的现XXX公司附近的焦化厂炼焦时的焦炉煤气经脱除焦油后燃烧放空，本技改项目是把此部分焦炉煤气经净化后回收利用，作为合成氨生产的原料气，从而降低生产成本,增加效益。

二、建设地点、产品及规模1、该项目建设地点:紧邻焦化厂（含化产回收、变压吸附或转化装置、煤气（空气）压缩机）2、产品及规模该项目与70万吨/年焦化厂配套，按年操作8000小时计，粗煤气及化产规模如下：焦炉煤气成分为：粗煤气中杂质含量为（g/m3）：三、工艺路线选择1、工艺路线目前可供选择的工艺路线有以下两种：（1）变压吸附提氢工艺荒煤气经净化（化产回收）后全部进入变压吸附提氢，氢气经加压至16Kg 送往合成氨,解吸气（CH）返回焦炉作为炼焦热源。

工艺流程如下：4（2）甲烷转化工艺荒煤气经净化（化产回收）后，50%净煤气返回焦炉作为炼焦热源，其余净煤气经加压转化后作为合成氨原料气。

工艺流程如下：四、化产回收装置(两方案公共部分)投资估算及运行效益分析1、投资（详细设备投资明细见附表1）2、焦炉气化产回收部分动力消耗一览表3、运行费用4、化产产品销售收入表5、效益（1）含焦油5200×（1-17%）-2112= 2204 万元（2）不含焦油2600×（1-17%）-2112= 46 万元6、结论由此得出以下结论：若回收焦油，年利润相当可观；若不回收焦油，运行费用与产品销售利润相抵后基本持平，按现产品售价计算，管理好的话可略有盈利。

五、制氢装置（变压吸附或转化）投资估算及运行效益分析（一）变压吸附提氢工艺1、投资2、运行费用3、效益分析a、产量净煤气经变压吸附提氢后有效气体（H2）流量约为：30000Nm3/h×50%=15000 Nm3/h,折合氨产量：15000 Nm3/h÷2200=6.8t氨/小时，则年产合成氨5.4万吨b、使用焦炉气合成氨煤气成本15000 Nm3/h×8000h/a×0.1元/Nm3=1200万元c、使用白煤为原料制合成氨白煤成本按白煤单耗1.2t/tNH3,白煤单价550元/t计算，则年产5.4万吨合成氨所需白煤成本为：5.4万tNH3×1.2t/tNH3×550元/t=2916万元d、效益使用焦炉气制合成氨比白煤制合成氨年节省：2916-（1200＋942）=774万元（二）甲烷转换工艺1、投资（精脱硫、转化装置价格明细见附表2）单位：万元2、运行费用3、效益分析a、产量净煤气50%气量（30000Nm3/h×50%=15000 Nm3/h）进入转化工段转化所得有效气：CH415000 Nm3/h×20%×4=12000 Nm3/h，H气量：215000 Nm3/h×50%=7500 Nm3/h转化装置自热需要耗有效气量为：2000 Nm3/h+CO）流量：则有效气体（H212000+7500-2000=17500 Nm3/h，折合氨产量7.9t/h，年产合成氨6.3万吨。

合成氨

合成氨生产技术综述一.合成氨生产技术的发展过程及生产技术现状1.传统型蒸汽转化制氨工艺阶段从20世纪20年代世界第一套合成氨装置投产，到20世纪60年代中期，合成氨工业在欧洲、美国、日本等国家和地区已发展到了相当高的水平。

美国Kellogg公司首先开发出以天然气为原料、日产1 000 t的大型合成氨技术，其装置在美国投产后每吨氨能耗达到了42．o GJ的先进水平。

Keuogg传统合成氨工艺首次在合成氨装置中应用了离心式压缩机，并将装置中工艺系统与动力系统有机结合起来，实现了装置的单系列大型化(无并行装置)和系统能量自我平衡(即无能量输入)，是传统型制氨工艺的最显著特征，成为合成氨工艺的“经典之作”。

之后英国ICI、德国uhde、丹麦T0psoe、德国Br肌n公司等合成氨技术专利商也相继开发出与KeⅡogg工艺水平相当、各具特色的工艺技术，其中Topsoe、ICI公司在以轻油为原料的制氨技术方面处于世界领先地位。

这是合成氨工业历史上第一次技术变革和飞跃。

2.低能耗制氨工艺阶段2．1低能耗制氨工艺具有代表性的低能耗制氨工艺有4种：Kellogg公司的KREP工艺、Braun公司的低能耗深冷净化工艺、uHDE—ICI—AMv工艺、Topsoe工艺。

与上述4种代表性低能耗工艺同期开发成功的工艺还包括：①以换热式转化工艺为核心的IcI公司LCA工艺、俄罗斯GIAP公司的Tandem工艺、Kel．1099公司的KRES工艺、Uhde公司的CAR工艺；②基于“一段蒸汽转化+等温变换+PSA”制氢工艺单元和“低温制氮”工艺单元，再加上高效氨合成工艺单元等成熟技术结合而成的德国Linde公司IAC工艺；③以“钌基催化剂”为核心的Kellogg公司的KAPP工艺。

低能耗制氨工艺技术主要以节能降耗为目的，立足于改进和发展工艺单元技术，其主要技术进展包括：①温和转化。

一段转化炉采用低水碳比、低出口温度、较高的出口cH4含量操作，将负荷转移至二段转化炉；同时二段转化炉引入过量空气，以提高转化系统能力。

年产20万吨合成氨合成工段工艺设计

太原理工大学课程设计题目：年产20万吨合成氨合成工段工艺设计课程设计要求：设计采用中压两级分氨流程，年产20万吨合成氨合成工段的工艺设计。

设计配有设计说明书一份，图纸二张。

说明书内容：原料气来源、流程方案的确定、物料衡算、热量衡算、设备选型及设计计算、车间布置、三废”治理及综合利用。

二张图纸：1.带控制点的合成工段物料流程图； 2.中压合成塔的工艺装配图。

学生应交出的设计文件（纸质及电子版）：1.设计说明书（首页附设计任务书）2.工程设计图（CAD版）（1）主要设备图（2）工艺流程图主要参考资料（电子版）：一．手册1. 小合成氨厂工艺技术与设计手册(上册)，化学工业出版社，1994。

2. 小合成氨厂工艺技术与设计手册(下册) 梅安华主编，化学工业出版社，1994。

3. 氮肥工艺设计手册气体压缩氨合成甲醇合成，化学工业出版社，1989。

4. 氮肥工艺设计手册理化数据分册，石油化学工业出版社，1977。

二．参考文献1中国环球化学工程公司编. 氮肥工艺设计手册[M].19852郝晓刚等编著. 化工原理课程设计. 北京：化学工业出版社，20093陈甘棠主编.化学反应工程[M]. 第三版.北京：化学工业出版社.1990（11）4黄璐. 化工设计. 北京：化学工业出版社，20005陈五平主编.无机化工工艺学.第三版. 北京：化学工业出版社，19856姜胜阶.合成氨工学【J】.石油化学工业出版社，1978（7）7湖北华工设计院.氨合成塔【J】.石油化学工业出版社，1977(12)8化学工业出版社组织编写.中国化工产品大全[M].第二版上卷.9司航主编.化工产品手册[M].第三版.北京：化学工业出版社.10李祥君著.新编精细化工产品手册[M].北京：化学工业出版社.1996.11万家亮曾胜年主编.分析化学[M].第三版. 北京：高等教育出版社.2001（6）．12天津化工研究院编.无机与工业手册【M】.北京:化学工业出版，1988(2)13江寿建. 化工厂共用设施设计手册. 北京：化工工业出版社，200014时均等. 化学工程手册. 北京：化学工业出版社，199615赵国方. 化工工艺设计概论. 北京：原子能出版社，199016化工工程师手册编辑委员会. 化学工程师手册. 北京：机械工业出版社，2000 17陈敏恒等. 化工原理，上下册. 北京：化学工业出版社，198518吴志泉等. 化工工艺计算，物料、能量衡算. 上海：华东理工大学出版社，1992 18倪进方. 化工过程设计. 北京：化学工业出版社，1999专业班级化学工程与工艺0802班学生李林豪组别第四组组员李林豪李旭连文豪马楠宋路华要求设计工作起止日期2011.11.21～2011.12.16指导教师签字日期系主任批准签字日期前言《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。

合成氨产品方案及生产规模

3. 产品方案及生产规模
3.1产品方案的选择
3.1.1 陕西兴化化学股份有限公司长期存在氨加工能力过剩、合成氨短缺的矛盾，合成氨成为扩大硝酸铵产量的瓶颈，导致公司经济效益不能最大化实现。

此外，公司外购合成氨成本也高于公司自产合成氨的成本，且外购合成氨的运输、装卸也增加了生产过程中的安全风险。

3.1.2 结合陕西兴化化学股份有限公司原材料供应、公用工程、辅助设施条件以及市场需求, 在公司原装置系统进行填平补齐改造，与新建一套同原料路线、同产能的装置相比，投资额大幅度的降低。

因此，考虑到投资的经济合理性，公司提出对原合成氨生产装置进行挖潜改造，新增15万吨/年的合成氨产能。

该项目实施完成后，基本实现合成氨供需平衡，使公司主导产品硝酸铵产能得到最大化发挥，大幅降低生产成本，提高产品竞争优势，增强公司的盈利能力，使公司持续、稳定发展。

3.2生产规模
本节能技改工程实施后，其合成氨装置生产规模如下：
3.2.1 年操作日: 300天
3.2.2 产品品种及设计能力
合成氨( 技改后) : 35 万吨/年
3.3 产品规格及质量指标
按国家标准GB536-88（液体无水氨一等品），详见表3-3-1。

表3-3-1 国家标准GB536-88。

70万吨年合成氨项目

70万吨/年合成氨项目1.1 产品概述合成氨是基础化工原料，主要用于生产氮肥、用作尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵等的原料，还可用于各种含氮复合肥的原料，如磷酸铵、硝酸磷肥、NPK复合肥等。

氨作为工业原料可用于制药、炼油、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐、冷冻剂等。

煤化工产业发展规划中尿素和DMF产品需要大量的原料氨，本方案主要为其提供合成氨原料。

目前我国合成氨生产原料中无烟煤、焦炭和土焦占~71%，轻油和重油占~7%，天然气占~22%，我国的天然气资源有限，随着国家西气东输项目的实施，在市场经济条件下，今后天然气将优先流向承受能力较强的其它行业。

以油品为原料的合成氨，由于油价上涨，已处于亏损状态，许多厂在考虑以“煤代油”或“气代油”的改造。

无论从我国能源结构的特点和经济效益来看，煤在较长的时期内，将在我国合成氨原料结构中继续占主导地位。

我国以煤为原料的合成氨装置中，受气化工艺的限制，除少数十几套装置采用烟煤、褐煤等廉价煤种外，其它厂主要采用山西晋城无烟块煤为原料，随着晋城无烟煤价格不断上升，使远离无烟煤的工厂生产成本不断增加。

粉煤在我国分布广泛，若以粉煤为原料，采用连续制气，企业可利用距离较近的煤炭资源，不但减轻了运输负担，企业生产成本和能源效率都得到了提高。

因此，以当地廉价煤为原料，采用粉煤气化技术生产合成氨可降低合成氨生产成本，对提高产品竞争力具有重要意义。

1.2 产品市场分析1.2.1 国外市场分析1.2.1.1 生产及消费现状2003年，世界合成氨生产能力为1.28亿吨（折纯氮，下同），产量为1.09亿吨，贸易量1378万吨。

近6年来世界合成氨的能力、产量和消费增长缓慢，年平均增长率均只有0.7-1.0%。

世界合成氨的贸易量约占世界总产量的11-13%，近年来比例逐渐增加，年增长率达到4.1%。

近年来世界合成氨能力、产量及贸易量变化如下：世界合成氨能力、产量及贸易量变化单位：百万吨2003年，世界主要地区的合成氨能力、产量、出口、进口、消费情况见下表。

焦炉气生产合成

藁城市化肥总厂25000Nm3/h焦炉煤气利用项目产品规划河北省石油化工设计院有限公司2010年 7 月 13 日前言 (3)方案一焦炉煤气生产尿素 (3)一、生产合成氨工艺路线 (3)1. 湿法脱硫 (3)2. 干法脱硫 (4)3. 转化 (4)4. 变换 (4)5. 脱碳 (4)6. 甲醇化 (5)7. 氨合成 (5)二、尿素装置 (5)三、成本及效益 (5)1.成本 (6)2.经济效益 (6)四、主要设备及投资 (7)1.主要设备 (7)2. 投资估算 (8)五、项目占地约200亩。

(8)方案二焦炉煤气生产液化天然气副产合成氨方案 (9)一、产品规模 (9)1.LNG生产规模 (9)2.氨醇生产规模 (9)二.、工艺方案 (9)1. 各工序工艺简述 (10)2.公用工程 (15)3.主要工艺设备 (16)三、投资估算 (17)四、成本估算 (18)25000Nm 3/h 焦炉煤气利用项目产品规划，对焦炉气的再处理和使用，规划出2个产品方案。

1.甲烷转化制氢，作为合成氨原料气合成氨，副产甲醇的“方案一焦炉煤气生产尿素；2.将甲烷液化分离，剩余的氢气和碳氧化物再继之合成氨工艺做合成氨，副产甲醇、液氨的“方案二焦炉煤气生产液化天然气副产合成氨方案”。

方案一焦炉煤气生产尿素藁城市化肥总厂搬迁后与炼焦企业合作，利用炼焦副产的焦炉煤气生产合成氨（副产甲醇），加工成尿素。

既可解决本厂的生产原料问题，也可避免焦炉煤气放散造成的能源浪费和对环境的污染。

年产100万吨焦炭的炼焦装置约可副产焦炉煤气2×108Nm 3/a,装置运行时间按8000h/a 计，小时副产焦炉气25000Nm 3。

焦炉煤气组成（%）：H 2 CH 4 N 2 CO CO 2 O 2/Ar 总硫 58.1 23.96 4.59 8.66 4.38 0.31 1—7g/Nm 3 一、生产合成氨工艺路线富氧空气、水蒸气 25000Nm 3/h 焦炉气1.523t/h 15MPa 甲醇32MPa 11.18 t/h合成氨1.湿法脱硫来自焦化装置的焦炉煤气，从下部进入脱硫塔与上部喷淋下来的脱硫液逆流湿法脱硫低压压缩干法脱硫甲烷转化变换脱碳压缩甲醇化甲烷化高压压缩氨合成接触，脱除H2S后的焦炉煤气经过分离器，分离掉气体中夹带的溶液，除少部分供转化加热炉燃烧外，大部分送往气柜。