年产40万吨合成氨合成工段工艺设计
合成氨的合成工段工艺要点
合成氨的合成工段工艺要点
合成氨的合成工段工艺要点包括以下几个方面：
1. 原料的预处理：首先需要将空气中的氮与天然气中的氢分离出来并进行预处理，去除其中的杂质和水分，以确保反应的质量和效果。
2. 反应器的设计与制造：选择合适的反应器材料和设计形式，以满足反应的条件和要求。
通常采用的是高压蒸汽制氢法和合成氨加氢法。
3. 催化剂的选择和管理：合成氨反应需要使用铁、铑、钯等催化剂，要注意催化剂的选择和管理，以保证反应的稳定性和效率。
4. 反应工艺的控制与管理：合成氨反应需要精准控制反应温度、压力、气体流量等参数，以实现最佳反应效果。
此外还需要对催化剂进行周期性的再生和更换。
5. 后处理和分离：完成合成氨反应后，需要进行后处理和分离，分离出其中的氨气和剩余气体，以便存储和使用。
合成氨的合成工艺要点需要综合考虑以上各个方面，以确保反应的质量、效率和稳定性。
合成氨工艺设计范文
合成氨工艺设计范文引言：合成氨是一种重要的化工原料，在化肥、塑料、石化等行业中有广泛的应用。
合成氨工艺设计是合成氨生产过程中至关重要的一环，它直接关系到合成氨生产的效益和安全性。
本文将针对合成氨工艺设计进行详细的讨论和分析。
一、合成氨的反应原理合成氨的主要反应是氮气与氢气在一定条件下发生气相催化反应，生成氨气。
该反应主要通过催化剂的作用来实现。
合成氨反应的理论产氨量受到压力、温度和催化剂的选择等因素的影响，因此需要合理设计和控制反应条件来提高产氨量。
二、合成氨的工艺流程典型的合成氨工艺流程包括三个主要步骤：进料处理、反应和分离。
进料处理主要是对氮气和氢气进行净化、脱水等处理，以满足反应的要求；反应过程是氮气和氢气在催化剂的作用下发生反应，生成氨气；分离过程是将反应生成的氨气与非反应物进行分离，以得到高纯度的氨气。
三、合成氨的工艺参数选择合成氨工艺参数的选择对于合成氨的生产效率和能源消耗有重要影响。
常见的工艺参数包括反应温度、反应压力、气体比例、催化剂种类和催化剂用量等。
合成氨的最佳工艺参数需要通过实验和模拟计算来确定，以获得最佳的产氨效果。
四、合成氨的工艺优化为了提高合成氨的生产效率和能源利用率，工艺优化是必要的。
优化的方法包括改进催化剂的性能、调整反应条件、提高气体回收率和减少废物排放等。
同时，应注意考虑工艺的经济性和可持续发展性，以确保合成氨工艺的可行性和长期稳定性。
五、合成氨的安全性考虑合成氨是一种有毒的气体，具有较高的爆炸性。
在工艺设计中，需要考虑到安全性的因素，包括设计合理的防护装置、设备排布的合理性和紧急情况下的应急措施等。
同时，应加强操作人员的安全培训，提高他们的安全意识和应急处理能力。
结论：合成氨工艺设计是合成氨生产中至关重要的一环，它直接关系到合成氨的生产效率、能源利用和安全性。
通过合理选择工艺参数、优化工艺条件以及加强安全性考虑，可以提高合成氨工艺的效益和可行性。
然而，合成氨工艺设计也存在一些挑战和难点，需要不断的实验和研究来解决。
合成氨变换工段工艺设计
合成氨变换工段工艺设计合成氨是化工工业中的重要原料，广泛应用于制取尿素、硝化铵等农业肥料，以及制取氨水、氨盐、化肥、染料等合成工艺中。
合成氨变换工段是合成氨生产中的关键环节，其工艺设计对合成氨的产量、质量以及能耗等方面有重要影响。
一、工艺概述合成氨的变换反应器是将反应物氮气和氢气通过催化剂的作用，在一定条件下发生气相合成反应，生成合成氨。
反应器通常采用固定床催化剂反应器，催化剂的选择和催化剂床层的设计都是工艺设计的重要环节。
冷凝器主要用于对反应产生的氨气进行冷凝回收，常见的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种形式，工艺设计中需要根据具体情况选择适用的冷凝方式。
循环气压缩机主要用于将反应器中未反应的气体通入新的循环，提高气相合成反应的转化率。
在工艺设计中，需要考虑压缩机的压比、功率消耗等参数。
氨气的分离净化装置主要用于对合成氨中的杂质进行去除，提高合成氨的纯度。
常用的分离净化装置有吸附装置、膜分离装置等，具体的工艺设计需要根据生产要求和经济效益进行选择。
二、工艺参数及控制合成氨的变换工段的工艺参数主要包括反应温度、反应压力、空速、催化剂活性等。
这些参数直接影响合成氨的产率、选择性和能耗。
反应温度是合成氨变换反应的重要参数，通过控制温度可以提高反应速率和转化率，但过高的温度会导致副反应的发生，降低合成氨的选择性。
反应压力主要用于控制氨气的产量和能耗，压力越高产氨越多，但能耗也相应增加。
空速是指单位时间内通过反应器的氮气体积，可以通过调控压力和进气量来实现，过小的空速会影响反应的效果，而过大会导致固定床催化剂的床层冲击和阻力升高，影响反应转化率。
催化剂活性主要指催化剂的活性组分含量和粒径等参数，这些参数会影响合成氨的选择性和催化剂的寿命。
在工艺设计中，需要考虑这些参数的合理选择和控制，以提高合成氨的产量和质量，并降低能耗。
三、能耗控制合成氨的变换工段是合成氨生产中的能耗重点。
能耗的控制主要体现在压力控制、催化剂选择和热交换等方面。
合成氨生产中变换工段的设计
合成氨生产中变换工段的设计
合成氨是化学工业中重要的基础产品，遍布在各个工业应用之中。
为保证合成氨的质量，改造变换工段绝对是大势所趋。
首先，利用先进的技术来改进变换工段，增加产品的质量和效率。
在传统的合成氨设计中，由于变换工段的设计有很大的不足，耗损了大量的能量和原料，从而导致产品质量下降。
因此，现在开始利用现代化技术对变换工段进行改进。
通过改进，可以减少此工段中能量及原料的损耗，从而保证产品质量，增加产品的产量，同时还可增加效率。
其次，实现工段的自动化。
传统的合成氨设计中，每个工序都是手动完成的，需要大量的人力和物力，会导致成本高，工艺操作尚未实现自动化。
为了节省成本，实现高效的生产，现在可以采用工段的自动化技术来实现。
实施后能够减少生产过程中的人力，加快生产进度，同时实现高效和高质量的生产。
最后，建立完善的质量控制体系。
随着生产技术的发展，合成氨工段的质量控制很重要。
因此，必须建立一套完善的质量保证体系，在于执行有关的质量管理措施。
通过完善的质量保证体系，可以有效地提高产品的质量，满足消费者的需求，有利于长期的企业发展。
总之，改进变换工段是当前合成氨生产中一个必要的改革，它可以减少损耗，提高产品质量，同时实现高生产效率和更高的质量。
采用现代化技术，实现自动化，建立完善的质量控制体系，都对保证合成氨高质量有着不可替代的作用。
合成氨的合成工段工艺要点
合成氨的合成工段工艺要点
合成氨的合成工艺有以下几个要点：
1. 催化剂选择：合成氨的催化剂通常采用铁、钼和钾的化合物。
常见的催化剂有铁钼催化剂和铁钾催化剂。
催化剂的选择要考虑到催化剂的活性、稳定性和寿命等因素。
2. 反应条件：合成氨的合成反应是在高温高压下进行的。
典型的反应条件为350-450摄氏度和100-250大气压。
高温高压有利于提高反应速率和提高氨的产率。
3. 进料气体配比：合成氨的进料气体通常是氢气和氮气。
为了提高氨的产率，进料气体的氢气和氮气的摩尔比要控制在3:1到3.2:1之间。
4. 反应器设计：合成氨的反应器通常采用垂直管式反应器。
反应器内部通常有多层催化剂床。
反应器的设计要考虑到反应器的温度和压力控制，以及催化剂的补给和废物处理等因素。
5. 中间产品的处理：合成氨反应过程中会生成一些副产物和杂质，如水、氨基酸和硫化物等。
这些中间产品需要进行处理和去除，以保证合成氨的纯度和质量。
6. 能源利用：合成氨的合成过程需要大量的能源。
为了提高能源利用效率，可
以采用废热回收和氨合成废气回收等技术手段。
综上所述，合成氨的合成工艺要点包括催化剂选择、反应条件控制、进料气体配比、反应器设计、中间产品的处理和能源利用等方面。
这些要点的合理选择和控制对于提高氨的产率和质量非常重要。
年产40万吨合成氨工艺设计
毕业设计题目名称：年产40万吨合成氨转变工序设计系别：化学工程系专业：班级：学生：学号：指导教师（职称）：摘要本次设计为400 kt/a合成氨变换工段的工艺设计。
本设计采用全低变的工艺流程。
根据有关文献资料，完成物料、热量的计算。
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。
并做出了合成氨变换工段全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；变换；热量衡算；物料衡算AbstractThe task is the design of shift process in 400 kt/a NH3. The low-temperature shift technology was adopted in this calculation.According to the relevant cultural heritage data, complete the calculation of material, calories. Furthermore, the size and type of the equipments were determined such as heat exchanger, shift converter, etc.Also do to synthesize an all of the ammonia transformation work segment low craft flow chart and equipments changing set out diagram.The results meet the requirements of the design task well, the craft process can go.Keywords: ammonia; transformation;heat balance;material calculation equations目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .............................................................................................................................................. I II 1.前言. (1)1.1 氨的性质和用途 (1)1.1.1 物理性质 (1)1.1.2 化学性质 (2)1.1.3氨的用途 (2)1.2合成氨转变工序的工艺原理 (2)1.2.1合成氨生产方法简介 (2)1.2.2 一氧化碳变换在合成氨中的意义 (3)1.2.3合成氨转化工序的工艺原理 (3)1.2.4合成氨变换工序的工艺原理 (4)1.3 重点设计工序（变换工序）的生产方法选择论证 (4)1.3.1中低低工艺 (5)1.3.2全低变工艺 (5)1.4 工艺流程简述 (6)2. 物料衡算及热量衡算 (9)2.1设计条件 (9)2.2 CO全变换过程总蒸汽比的计算 (9)2.3第一变换炉催化剂床层物料与热量衡算 (10)2.3.1入第一变换炉催化剂床层汽气比 (10)2.3.2 CO平衡变换率及出催化剂床层气体的组成 (10)2.3.3 第一变炉热量衡算 (11)2.4 第二变换炉第一段催化剂层物料及热量衡算 (12)2.4.1 第二变换炉第一段催化剂层汽/气比 (12)2.4.2 第二变换炉第一段催化剂层CO的平衡转化率计算 (13)2.4.3 出口温度校核 (14)2.4.4 第二变换炉第一段催化剂热量衡算 (14)2.5 第二变换炉第二段催化剂床层物料及热量衡算 (15)2.5.1 第二变换炉第二段催化剂层CO的平衡转化率计算 (15)2.5.2第二变换炉第二段催化剂热量衡算 (16)2.5.3平衡温距校核 (17)2.6 煤气换热器热量衡算 (17)2.7 变换气换热器热量衡算 (18)2.7.1进设备热量计算 (18)2.7.2出设备热量计算 (18)3. 主要设备计算 (19)3.1第一变换炉的计算 (19)3.1.1 催化剂用量计算 (19)3.1.2 催化剂床层阻力计算 (20)3.2第二变换炉的计算 (21)3.2.1 第二变换炉第一段催化剂用量计算 (21)3.2.2 第二变换炉第二段催化剂用量计算 (22)3.2.3 第二变换炉催化剂床层阻力的计算 (23)3.3 煤气换热器的计算 (25)3.3.1 设备直径及管数确定 (25)3.3.2 设备规格的确定 (26)3.3.3 传热系数计算 (27)3.3.4 传热面积计算 (31)3.3.5 列管长度的计算 (32)主要设备一览表 (33)设计结果及总结 (34)参考文献 (35)致谢 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。
合成氨 工艺流程
合成氨工艺流程
《合成氨工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、塑料、药品等行业。
它的工艺流程一直以来都备受关注，因为合成氨的生产需要高温、高压和复杂的催化反应。
下面我们来了解一下合成氨的工艺流程。
首先，合成氨的工艺流程主要分为两步：氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成。
氮气一般来自空气中的分离，氢气则通常是通过蒸汽重整、乙烷裂解等方式制备。
其次，氮氢气混合气的合成是合成氨的关键步骤。
这一步通常使用哈勃－波希过程，即在高温高压下，利用铁、铁钾、铁钼等金属作为催化剂，使氢气和氮气在反应器中发生化学反应，生成合成氨。
在这个过程中，需要对反应温度、压力和催化剂进行精确控制，以确保合成氨的产率和质量。
最后，合成氨的后续处理包括冷凝、脱碳、洗涤等步骤，以去除反应器中产生的杂质和副产物，使得合成氨的纯度达到要求。
这样就得到了可供工业生产和应用的合成氨。
综上所述，《合成氨工艺流程》涉及氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成和合成氨的后续处理等关键步骤，通过精确控制各项参数和操作条件，才能产生高质量的合成氨，为化工行业提供了重要的原料。
年产40万吨合成氨合成工段工艺设计
目录摘要 (3)ABSTRACT (4)第一章总论 (5)1.1 概述 (5)1.2 氨的性质 (5)1.2.1 氨的物理性质 (5)1.2.2氨的化学性质 (6)1.3 原料气来源 (6)1.4 文献综述 (6)1.4.1 合成氨工业的发展 (7)1.4.2我国合成氨工业的现状 (7)1.4.3合成氨工业的发展趋势 (7)1.5 设计任务的项目来源 (8)第二章流程方案的确定 (9)2.1生产原理 (9)2.2各生产方法及特点 (9)2.3工艺条件的选择 (10)2.4合成塔进口气的组成 (11)第三章工艺流程简述 (13)3.1 合成工段工艺流程简述 (13)3.2 工艺流程方框图 (14)第四章工艺计算 (15)4.1 物料衡算 (15)4.1.1设计要求 (15)4.1.2计算物料点流程图 (16)4.1.3合成塔入口气组分 (16)4.1.4合成塔出口气组分 (17)4.1.5合成率 (18)4.1.6氨分离器气液平衡计算 (18)4.1.7冷交换器气液平衡计算 (20)4.1.8液氨贮槽气液平衡计算 (21)4.1.9合成系统物料计算 (24)4.1.10合成塔物料计算 (25)4.1.11水冷器物料计算 (26)4.1.12氨分离器物料计算 (27)4.1.13冷交换器物料计算 (27)4.1.15氨冷器物料计算 (30)4.1.17液氨贮槽物料计算 (30)4.2 热量衡算 (30)4.2.1冷交换器热量计算 (30)4.2.2 氨冷凝器热量衡算 (33)4.2.3循环机热量计算 (33)4.2.4合成塔热量衡算 (35)4.2.5废热锅炉热量计算 (37)4.2.6热交换器热量计算 (38)4.2.7水冷器热量衡算 (39)第五章设备选型及设计计算 (40)5.1 合成塔催化剂层设计 (40)5.2 废热锅炉设备工艺计算 (42)5.2.1计算条件 (42)5.2.2管内给热系数的计算 (42)5.2.3管外给热系数 (46)5.2.4传热总系数K (46)5.2.5传热温差 (47)5.2.6传热面积 (47)参考文献 (50)致谢 (51)摘要氢气和氮气合成氨反应的反应特点：是体积缩小的反应，反应需要在高温，有催化剂的条件下进行。
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。
年产万吨合成氨厂合成工段工艺设计工艺流程选择
年产18万吨合成氨厂合成工段工艺设计
工艺步骤选择
原料气为天然气
1、进行原料气预脱硫（钴钼加氢转化）
2、气态烃类蒸汽转化, CH4+H20==CO+3H2
3、一氧化碳变换, 除去CO, 得到制取尿素原料CO2
4、脱除和回收CO2,
5、甲烷化控制CO 和CO2 含量,
6、氨合成
此次设计关键设计氨合成工段
选择工艺步骤为新乡心连心氨合成工艺, 工艺步骤图以下:
具体工艺步骤为:
自烃化工段来原料气和循环机出口循环气精制原料气和循环机出口循环气一起进入油分离器, 分离油污后, 进入塔前预热器, 预热至适宜温度送入氨合成塔, 进行多段合成反应, 反应后热气经合成塔下部换热器冷却进入废热锅炉用锅炉软水回收热量, 以后送入塔前预热器管间冷却, 以后经过冷排器冷却, 温度降至常温进入冷交换管间回收冷量, 下部分离氨后进入卧式氨冷器, 温度降至约10℃左右进氨分离器分离液氨, 气氨回收处理, 液氨经冷交换管内换热升温至25℃进循环机加压与新鲜气混合进氨合成塔进行循环反应, 大部分液氨由氨分离器出口送入液氨储罐。
合成氨精制合成工段工艺初 步设计
合成氨精制合成工段工艺初步设计合成氨，这可是个在化工领域里响当当的存在！要说合成氨精制合成工段工艺初步设计，那可真是一门大学问。
你想想，这就好比盖房子，得先有个精细的规划蓝图，咱这工艺设计就是那蓝图。
精制合成工段呢，就像是房子的核心结构，得稳稳当当，不能有半点马虎。
咱先说这原料气的净化，那得跟给水果削皮一样，得把杂质削得干干净净，不然杂质就像混在米饭里的沙子，会影响整个合成氨的质量和效率。
这净化过程里的各种方法和设备，就像是不同的刀具，得选对了，用好了，才能把这“皮”削得漂亮。
再看合成氨的反应条件，温度、压力、催化剂，这三个家伙就像舞台上的三位主角，缺一不可，而且配合得还得恰到好处。
温度高了不行，低了也不行，这不就跟炒菜掌握火候一样嘛！压力也是，太大了设备受不了，太小了反应又不积极。
催化剂呢，那就是化学反应的“神助攻”，选对了催化剂，反应就能顺顺利利地进行，选错了，那就像迷路的孩子，找不到方向。
还有这工艺流程的设计，得像设计城市的交通路线一样，既要保证畅通无阻，又要避免走冤枉路。
各个设备之间的连接，物料的流动，都得安排得明明白白。
设备的选型也是个关键，这就好比选鞋子，得合脚、舒适、耐用。
大了小了都不行，质量不好走两步就坏了，那可就麻烦大了。
在整个设计过程中，安全问题更是重中之重。
这就像是开车要系安全带一样，容不得半点疏忽。
一旦出了事故，那后果不堪设想。
所以说，合成氨精制合成工段工艺初步设计，可不是拍拍脑袋就能搞定的。
得精心策划，仔细琢磨，每一个环节都要考虑周全。
只有这样，才能设计出高效、稳定、安全的工艺流程，让合成氨的生产顺顺当当，为化工行业的发展添砖加瓦！这工艺设计做好了，那就是为化工事业打下了坚实的基础，能带来巨大的效益和价值，难道不是吗？。
年产40万吨合成氨脱碳工段工艺设计毕业设计
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。轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。
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。嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。
1.1.3
合成氨是一个传统的化学工业，诞生于二十世纪初。就世界范围来说，氨是最基本的化工产品之一，其主要用于制造硝酸和化学肥料等。合成氨的生产过程一般包括三个主要步骤:鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。
（l）造气，即制造含有氢和氮的合成氨原料气，也称合成气；
（2）净化，对合成气进行净化处理，以除去其中氢和氮之外的杂质；
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合成氨合成工段工艺设计
合成氨合成工段工艺设计嘿，朋友！咱们今天来聊聊合成氨合成工段工艺设计这事儿。
你知道吗，合成氨就像是一场精心编排的舞蹈，而合成工段工艺设计就是这场舞蹈的编导。
这可不是一件简单的活儿，它需要我们像建筑师精心设计大楼一样，细致入微，考虑周全。
先来说说合成氨的原理，就好比是一场化学反应的马拉松。
氮气和氢气在特定的条件下，经过一系列复杂的步骤，最终变成了我们需要的氨。
这过程中，温度、压力、催化剂，每一个因素都像是赛道上的关键节点，影响着最终的结果。
温度这玩意儿，太高或者太低都不行。
温度太高，就像运动员跑得太快，体力消耗过度，反应可能会失控；温度太低，又像运动员跑得太慢，根本达不到终点。
所以，找到那个恰到好处的温度范围，可不是一件容易的事儿。
再看看压力，它就像是给反应加的一把劲儿。
压力大了，反应可能会被逼得太紧，出问题；压力小了，反应又懒洋洋的，没效果。
这中间的平衡，得好好把握。
还有那催化剂，简直就是这场反应的魔法棒。
有了它，反应就能更顺畅、更高效地进行。
但选什么样的催化剂，怎么用它，这可都是大学问。
说到合成工段的工艺流程设计，那更是要精心策划。
各个设备的安排，物料的流动，就像一条生产线上的各个环节，一个都不能出错。
设备选得不好，就像战士拿着不称手的武器，怎么能打胜仗？物料流动不顺畅，就像道路堵塞，整个生产都会停滞不前。
而且，安全问题也是重中之重啊！这就像我们出门要系好安全带一样，不能有丝毫马虎。
一旦出了事故，那可真是不堪设想。
总之，合成氨合成工段工艺设计是一项极其复杂又极其重要的工作。
它需要我们有足够的知识、经验和细心，才能设计出高效、安全、可靠的工艺流程。
咱们可不能掉以轻心，得认真对待，才能让这个“舞蹈”跳得精彩，让合成氨的生产顺顺利利！。
合成氨合成工段年产万吨工艺设计毕业设计
合成氨合成工段年产万吨工艺设计毕业设计合成氨是工业生产中的重要化学物品之一，被广泛应用于肥料、塑料、药物等多个领域。
本文将以合成氨合成工段年产万吨工艺设计为主题，为大家介绍合成氨合成过程以及其关键工艺参数的设计要点。
一、合成氨合成过程合成氨的制备主要通过哈伯-卡尔斯过程实现，其反应方程式为：N2 + 3H2 → 2NH3该过程需要高压和高温条件下的催化反应，通常以铁和钼等金属为催化剂。
合成氨合成工段的设计需要精确控制反应条件和原料的配比，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
二、合成氨合成工段年产万吨工艺设计要点1.反应压力控制反应压力是直接影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的重要参数。
在设计合成氨合成工段时，需要通过合理的变量控制方案，确保反应压力的平稳控制。
例如，采用压力传感器和配套控制设备等技术手段，可以根据反应情况及时调整反应压力，以达到最佳工艺效果。
2.反应温度控制反应温度是影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的另一个重要参数。
在合成氨合成工段设计中，需要精确控制反应温度，以在确保催化剂稳定性的情况下，使反应率达到最大值。
常见的反应温度控制手段包括热传导油式加热器、蒸汽加热器等。
3.催化剂的选择及生命周期控制在哈伯-卡尔斯过程中，催化剂的选择及其生命周期对合成氨合成工段的效率和质量具有重要影响。
通常采用铁-钼催化剂，具有较高的催化活性和稳定性。
催化剂衰减是一个不可避免的问题，通常采取“烧结-还原”等手段进行再生，以保证催化剂的长期稳定使用。
4.废气净化合成氨合成工段会产生大量的废气，其中含有大量的氮气和氢气等有害气体。
因此，在设计合成氨合成工段时，需要加强废气处理，以防止的环境污染和危害工作人员身体健康。
综上所述，合成氨合成工段的年产万吨工艺设计需要有序、合理地规划反应压力、温度、催化剂及废气净化等关键工艺参数，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
未来，随着科学技术的不断发展，合成氨合成工段的工艺设计将得到更完善和优化，提高其在工业生产中的重要性和市场竞争力。
合成氨变换工段工艺设计
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智能化：自动化控制，提高生产 效率，降低人工成本
挑战：技术研发投入大，市场竞 争激烈，环保要求不断提高
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合成氨变换工段工艺设计
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目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 合成氨变换工段概述 合成氨变换工段工艺流程 合成氨变换工段设备与操作 合成氨变换工段安全与环保 合成氨变换工段优化与改进
01
添加目录项标题
02
合成氨变换工段概述
合成氨变换工段定义
合成氨变换工段是 合成氨生产过程中 的一个重要环节
冷却目的：降低变换气的温度，提高反应效率 冷却方式：采用水冷或气冷方式 分离目的：将变换气中的氨和氮气分离，提高氨的纯度 分离方式：采用冷凝、吸收或膜分离等方式
04
合成氨变换工段设备与操作
设备组成及功能
压缩机：用于提高气体压力， 提高反应速率
冷凝器：用于气体冷凝，回 收热量和氨气
换热器：用于热量交换，提 高反应效率
净化效果：提高原料气纯度，降低有害物 质含量
净化后原料气输送：输送至合成氨变换工 段进行反应
变换反应
反应原理：氮气和氢气在催化剂作用下生成氨气 反应条件：高温、高压、催化剂 反应产物：氨气、氮气、氢气 反应过程：氮气和氢气在催化剂作用下发生反应，生成氨气和氮气，同时释放出热量和压力。
变换气冷却与分离
防火防爆：设置 防火防爆设施， 防止火灾爆炸事 故
环保措施：采用 环保技术，减少 废气、废水、废 渣排放，保护环 境
环保要求及排放控制
废水处理：采用先进处理技 术，实现废水循环利用
废气处理：采用高效净化设 备，减少废气排放
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。
【精品】毕业答辩-年产40万吨合成氨脱硫工段的设计(可编辑
4m 29036.455 m2
21 m 5.57 m 5.97 m 10 m
8
喷嘴孔径 混合管规格 混合管长度 空气入口管规格 吸气室规格
尾管规格 扩散管长度
0.0595 m Φ194×5
5m Φ245×6.5 Φ400×8 Φ299×7.5
0.752 m
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循环系统溶液温度的影响
影响栲胶液 再生的因素
再生压力的影响 再生温度的影响 再生槽液位的影响
液位的影响
脱硫塔底部液位的影响 循环槽液位的影响
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（ 工）艺条件
溶液组成
由钒酸盐液浓度和碱浓度决定，也就是由栲胶液的浓度 决定
温度
提高反应温度可加快分子碰撞也就加快了反应速度， 对吸收和再生都有利，
再生空气量
空气的作用是供给氧气和形成捕集硫粒的气泡，过大 空气会使得碱耗增加
喷淋密度和液气比的控制
加大喷淋密度可明显增加洗脱硫化氢气体的速 率，即增加了脱硫效率
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立面布置
车间的立面布置主要考虑生产厂房的层数和高度，并且这些层 数和高度的选取根据设备尺寸工艺计算和设备选型进行合理的 取值，进而进行规划。
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（三） 结论
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目录摘要 (3)ABSTRACT (4)第一章总论 (5)1.1 概述 (5)1.2 氨的性质 (5)1.2.1 氨的物理性质 (5)1.2.2氨的化学性质 (6)1.3 原料气来源 (6)1.4 文献综述 (6)1.4.1 合成氨工业的发展 (7)1.4.2我国合成氨工业的现状 (7)1.4.3合成氨工业的发展趋势 (7)1.5 设计任务的项目来源 (8)第二章流程方案的确定 (9)2.1生产原理 (9)2.2各生产方法及特点 (9)2.3工艺条件的选择 (10)2.4合成塔进口气的组成 (11)第三章工艺流程简述 (13)3.1 合成工段工艺流程简述 (13)3.2 工艺流程方框图 (14)第四章工艺计算 (15)4.1 物料衡算 (15)4.1.1设计要求 (15)4.1.2计算物料点流程图 (16)4.1.3合成塔入口气组分 (16)4.1.4合成塔出口气组分 (17)4.1.5合成率 (18)4.1.6氨分离器气液平衡计算 (18)4.1.7冷交换器气液平衡计算 (20)4.1.8液氨贮槽气液平衡计算 (21)4.1.9合成系统物料计算 (24)4.1.10合成塔物料计算 (25)4.1.11水冷器物料计算 (26)4.1.12氨分离器物料计算 (27)4.1.13冷交换器物料计算 (27)4.1.15氨冷器物料计算 (30)4.1.17液氨贮槽物料计算 (30)4.2 热量衡算 (30)4.2.1冷交换器热量计算 (30)4.2.2 氨冷凝器热量衡算 (33)4.2.3循环机热量计算 (33)4.2.4合成塔热量衡算 (35)4.2.5废热锅炉热量计算 (37)4.2.6热交换器热量计算 (38)4.2.7水冷器热量衡算 (39)第五章设备选型及设计计算 (40)5.1 合成塔催化剂层设计 (40)5.2 废热锅炉设备工艺计算 (42)5.2.1计算条件 (42)5.2.2管内给热系数的计算 (42)5.2.3管外给热系数 (46)5.2.4传热总系数K (46)5.2.5传热温差 (47)5.2.6传热面积 (47)参考文献 (50)致谢 (51)摘要氢气和氮气合成氨反应的反应特点：是体积缩小的反应，反应需要在高温，有催化剂的条件下进行。
目前氨合成的方法，由于采用的压力，温度，催化剂种类的不同。
一般分为低压法，中压法和高压法。
本设计采用中压法，设计温度450℃，压力30Mpa。
该方法的有点是从综合经济效果来看，设备投资费用和生产费用都比较低。
本设计氢氮比为3:1，通过物料衡算，热量衡算确定合成塔，冷交换器，热交换器，水冷器，氨冷器等相关设备的型号。
关键词：合成氨；合成工段；压力；温度；组成ABSTRACTThe reaction characteristics: hydrogen and nitrogen in ammonia is smaller reaction, reaction needs in high temperature, catalyst under the conditions of.The ammonia synthesis method, due to the pressure, temperature, type of catalyst. Generally divided into low pressure method, middle pressure method and pressure method. This design adopts the method of medium voltage, design temperature 450 ℃, 30 mpa pressure. A little from the comprehensive economic effect of the method, equipment investment cost and production cost is low.The design of hydrogen nitrogen ratio of 3:1, through the material balance, heat balance to determine the synthesis tower, cold exchanger, heat exchanger, water cooler, ammonia cooler and other related equipment models.Key words: Ammonia; Synthesis section; Pressure; Temperature; composition第一章总论1.1 概述氮元素是生物所需的大量元素之一，是组成蛋白质不可缺少的成分。
大气中存在有大量的氮，在空气中氮占78％（体积分数）以上，但是它是以游离态存在的。
通常状况下不能为生物直接吸收，只有将空气中的游离氮转化为化合物状态，才能被植物吸收，然后再转化成人和动物所需的营养物质。
把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程，称为固氮。
固氮的方法可分为三大类，自然界通过打雷放电固氮；有些植物能直接吸收游离态的氮气进行固氮；人工固氮。
目前，人工固氮最常用的方法是合成氨，也就是由氢气和氮气在一定条件下反应生成氨，再通过进一步处理生成化学肥料或用于其它工业原材料。
在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。
我国是农业大国氨的合成更为重要，氨主要用来制作化肥。
液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有尿素、硝酸铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混合肥等。
氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己内酰胺、尼龙-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。
由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各种炸药。
硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。
氨在其他工业中的应用也非常广泛。
在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。
1.2 氨的性质1.2.1 氨的物理性质氨在常温下是无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，有毒，能刺激人体感官粘膜，空气中含氨大于0.01％时即会引起人体慢性中毒。
常压下气态氨需冷却到-33.35 ℃（沸点）才能液化。
液氨为无色液体，气化时吸收大量的热，常做制冷剂。
1.2.2氨的化学性质氨极易溶于水形成氨水，氨水呈碱性。
氨与氧气在催化剂和一定温度的条件下反应是生产硝酸的主要反映之一，氨还能与酸或酸酐及某些盐反应生成络合物等。
在化肥厂合成氨的后续工段中就是利用氨与酸酐二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵进一步脱水形成尿素。
氨与空气(或氧)的混合气,在一定浓度范围内能发生剧烈的氧化作用而爆炸。
在常温常压下，氨与空气爆炸极限为15%～28%(NH3)。
100℃，0.1 MPa下，爆炸极限为14.5%～29.5%(NH3)。
1.3 原料气来源从压缩工段来的原料气主要是由氮气和氢气组成。
氮气主要是从空气中提取。
氢气可以以水和煤，水和甲烷，及重油为原料制取。
在我国氢气是从半水煤气中提取的，以煤为原料，在一定的高温条件下通入空气、水蒸气或富氧空气-水蒸气混合气，经过一系列反应生成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、及甲烷等混合气体的过程。
在气化过程中所使用的空气、水蒸气或富氧空气-水蒸气混合气等称为汽化剂。
这种生成的混合气称为煤气。
煤气的成分取决于燃料和汽化剂的种类以及进行汽化的条件。
根据所用汽化剂的不同，工业煤气可分为下列四种：空气煤气，水煤气，混合煤气，半水煤气。
本设计采用半水煤气，半水煤气经过净化后得到纯净的氢气，再配制适量的氮气，成为合成氨的原料气，其中含有氮气、氢气、以及惰性气体甲烷和氩。
1.4 文献综述我国作为一个农业大国化肥的生产关系到国家的命脉，氨是合成化肥的重要原料，也是很多工业部门的基础性原料，所以合成氨的迅速发展促进了一系列科学技术和化学合成工业的发展。
随着科学技术的发展，氨合成技术也在不断地得到完善。
1.4.1 合成氨工业的发展合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作为火炸药工业的原料，为战争服务；第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。
随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长，近30年来合成氨工业发展很快。
目前，国内合成氨年生产能力30万吨以上的大型企业有26家，合成氨年生产能力10万吨以上的中型企业有100多家，其他还有800多家小氮肥厂也生产约占总量60%的合成氨。
1.4.2我国合成氨工业的现状我国合成氨工业存在一些特殊问题，一是氮肥资源紧张。
国际上以天然气为原料的氮肥占85%。
而我国氮肥原料以煤为主，天然气仅占20%，我国氮肥行业急需解决采用成熟的粉煤气化技术，以本地粉煤代替无烟块煤。
建议针对不同企业采用不同的技术路线。
内技术进行改造。
同时，对于有廉价天然气资源的地区，鼓励采用天然气改造现有装置或建设天然气化肥基地。
二是企业结构不合理，产业集中度低，技术水平不高。
在氮肥行业，要推广新型煤气化技术，包括粉煤气化、水煤浆气化技术等；新型净化技术，如低温变换、低温甲醇洗MDEA等净化技术；新型氨合成塔及大型低压合成的成套技术和装备。
1.4.3合成氨工业的发展趋势合成氨工业的发展趋势: ①原料路线的变化方向。
煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后,从煤制氨路线重新受到重视,但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20世纪末,世界大多数合成氨厂仍将以气体燃料为主要原料。
②节能和降耗。
合成氨成本中能源费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化剂、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。
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。
1.5 设计任务的项目来源本课题是指导老师提高毕业生设计能力而选定的。
希望通过此次课程设计让学生可以较好地把理论学习中的分散知识点和实际生产操作有机结合起来，得到较为合理的设计成果，达到课程设计训练的目的，提高学生分析和解决化工实际问题的能力。
第二章 流程方案的确定2.1生产原理氨是氮和氢在适宜温度和压力，并有触媒的作用下发生反应的，其反应式为：22331 46.22 22H N NH KJ +→+ 氨合成的反应特点：⑴反应过程要在高压下进行，压力越高，越有利于氨的合成。