年产10万吨合成氨变换工段工艺设计

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年产10万吨合成氨变换脱碳甲烷化工序设计

毕业设计题目名称年产10万吨合成氨变换脱碳甲烷化工序设计系别化学工程系专业/班级应用化学09101班学生孙毅学号********指导教师（职称）顾海平（副教授）、解鹤（助教）摘要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。

在农业方面，氨主要用于制造氮肥和复合肥料。

工业上，氨是重要的无机化学和有机化学工业基础原料。

氨是由氮气与氢气在一定温度、压力、以及催化剂条件下反应生成。

本设计是以天然气为原料年产十万吨合成氨的变换脱碳与甲烷化工序的设计。

我国是传统的农业大国，对氨的需求量很大，更多合成氨厂的建立对农业的发展尤为重要。

通过比较，选择了以天然气为原料合成氨的工艺流程，因为天然气是一种洁净环保经济的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，能从根本上改善环境质量，以天然气为原料合成氨耗能较少，运输方便，而且现在以天然气为原料合成氨的工艺已经很成熟，我国的天然气储量也比较丰富。

本设计主要流程如下：原料气转化→变换→脱碳→甲烷化本设计主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨变换工序的流程、脱碳部分对CO2主要采用的化学吸收方法—本菲尔法；变换与脱碳工序的工艺参数的确定。

最后列出了选择以天然气为原料合成氨的优越性。

工艺计算部分设计主要对变换、脱碳、甲烷化进行了物料衡算、热量衡算，各换热器的热量衡算，设备计算并绘制了合成氨净化工序带控制点的工艺流程图。

本文还进行了脱碳系统的物料衡算、热量衡算，并进行高变炉的设备工艺计算，计算结果与生产实际十分相符。

最后，绘制出了该工序带控制点的工艺流程图。

根据计算得出的设计结果与实际10万吨合成氨生产十分接近。

关键词：合成氨变换脱碳甲烷化AbstractAmmonia is one of the important inorganic chemical products, occupies an important position in the national economy.In agriculture, the ammonia is mainly used in the manufacture of nitrogen fertilizer and compound fertilizer.Industrial ammonia is an important basic raw materials of inorganic and organic chemistry industry. Ammonia is a by nitrogen and hydrogen in a certain temperature, pressure, and catalyst under the conditions of reaction. The design is based on natural gas as raw material with an annual output of 10 million tons of synthetic ammonia conversion the decarbonization and methanation process design.China is a traditional agricultural country, the great demand for ammonia, ammonia plant establishment is particularly important to the development of agriculture. By comparison, select a process flow of natural gas as the raw material of synthetic ammonia, because natural gas is a clean green economy quality energy, almost no sulfur, dust and other harmful substances, can fundamentally improve the quality of the environment, using natural gas as raw material ammonia synthesis less energy, transportation, and natural gas as raw material ammonia synthesis process has been very mature, China's natural gas reserves are also rich. The design process is as follows:Feed ga s into → Tr a nsform → dec arburiza tion → meth anationThis design mainly on the current situation and development trend of the ammonia industry at home and abroad, the ammonia process of the transformation process, decarburization part of the CO2is mainly used in chemical absorption method - this Phil Law; determination of the technological parameters of the process of transformation and decarbonization . Listed at the end of the superiority of natural gas as raw material ammonia synthesis.The process calculation part of the design of the transformation, decarbonization, methanation material balance, heat balance, heat balance of the heat exchanger device calculated and plotted ammonia purification process with the process flow diagram of the control points.Article also decarburization system material balance, heat balance, and the hypervariable furnace equipment and technology, the calculation results with the production of the actual very consistent.Finally, draw out the process with a process flow diagram of the control points.Calculated design results very close to the actual 100,000 tons of synthetic ammonia production.Keywords: ammonia transform decarburization methanation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章综述............................................................................................................................ - 1 -1.1氨的结构与性质......................................................................................................... - 1 -1.1.1氨的结构.......................................................................................................... - 1 -1.1.2氨的主要性质.................................................................................................. - 1 -1.1.3氨的主要用途................................................................................................... - 1 -1.2 合成氨工业产品的用途............................................................................................. - 2 -1.2.1 氨气用途.......................................................................................................... - 2 -1.2.2氨水用途.......................................................................................................... - 2 -1.3 合成氨工业的重要性................................................................................................. - 2 -1.3.1农业对化肥的需求........................................................................................... - 2 -1.3.2氨与能源工业关系密切.................................................................................. - 2 -1.4 合成氨的生产工艺..................................................................................................... - 3 -1.4.1原料气制备....................................................................................................... - 3 -1.4.2一氧化碳变换过程.......................................................................................... - 3 -1.4.3脱硫脱碳过程................................................................................................... - 3 -1.4.4甲烷化过程....................................................................................................... - 3 -1.4.5氨合成............................................................................................................... - 4 -1.5 合成氨的催化剂......................................................................................................... - 4 -1.5.1合成氨的催化机理.......................................................................................... - 4 -1.5.2催化剂的中毒.................................................................................................. - 5 -1.6影响合成氨的因素...................................................................................................... - 5 -1.6.1温度对氨合成反应的影响............................................................................... - 5 -1.6.2压力对氨合成反应的影响............................................................................... - 5 -1.6.3空速对氨合成反应的影响............................................................................... - 6 -1.6.4氢氮比对氨合成反应的影响........................................................................... - 6 -1.7发展趋势...................................................................................................................... - 7 -1.7.1原料路线的变化方向....................................................................................... - 7 -1.7.2节能和降耗....................................................................................................... - 7 -1.7.3与其他产品联合生产....................................................................................... - 7 -1.8 选择以天然气为原料合成氨的优越性..................................................................... - 7 -1.9 本设计基本工艺流程................................................................................................. - 9 - 第二章工艺计算.................................................................................................................. - 10 -2.1高温变换炉................................................................................................................ - 10 -2.1.1物料衡算......................................................................................................... - 10 -2.1.2热量衡算......................................................................................................... - 11 -2.1.3高变炉平衡温距核算..................................................................................... - 12 -2.1.4高变炉干空速核算......................................................................................... - 13 -2.2低温变换炉................................................................................................................ - 13 -2.2.1物料衡算......................................................................................................... - 13 -2.2.2热量衡算......................................................................................................... - 14 -2.2.3 废热锅炉103- C及甲烷化进气换热器104-C热负荷计算 .................... - 16 -2.3脱碳........................................................................................................................... - 16 -2.3.1进吸收塔总气量A总计算............................................................................. - 16 -2.3.2吸收塔出口气体组成计算............................................................................. - 17 -2.3.3苯菲尔溶液循环量的计算：......................................................................... - 19 -2.3.4低变再沸器热负荷计算................................................................................. - 21 -2.4甲烷化........................................................................................................................ - 22 -2.4.1甲烷化炉的物料衡算.................................................................................... - 22 -2.4.2甲烷化炉热量衡算......................................................................................... - 24 -2.4.3锅炉给水换热器热平衡................................................................................. - 24 -2.4.4水冷器热衡算................................................................................................. - 25 - 第三章高变炉的催化剂含量计算...................................................................................... - 27 -3.1变换炉中气体的绝热温升........................................................................................ - 27 -3.2各层气体组成............................................................................................................ - 27 -3.3催化剂用量计算........................................................................................................ - 28 - 参考文献.................................................................................................................................. - 30 - 结束语...................................................................................................................................... - 31 -致谢.......................................................................................................................................... - 32 -第一章综述1.1氨的结构与性质1.1.1氨的结构氨分子为三角锥型分子，是极性分子。

10万吨年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计毕业设计

10万吨年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计毕业设计10万吨/年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计学院：化学化工学院班级：20101331班学号：2010133108姓名：姚正贤指导老师:王智娟完成时间:2013年8月30日目录绪论 (6)一、合成氨原料 (6)1、合成氨生产工艺 (6)2、氨的用途 (6)二、合成氨的生产现状 (7)1、世界合成氨生产现状 (7)2、我国合成氨生产现状 (7)三、合成氨技术的发展趋势 (8)设计条件 (9)一、最佳设计条件式的建立 (9)二、最佳温度变换率分配方案和接触时间的计算 (10)1、已知条件 (10)2、在T~x 图上标绘出平衡曲线和最佳温度曲线 (12)3、由条件式I 确定第一段出口状态和第二段入口状态。

(13)（1）绝热操作线方程及绝热温升的确定 (13)4.用条件式2T ∏确定二段出口状态 (17)三、催化剂用量的计算 (19)1、第一段11001V C R υτ= ................................ 19 2、第二段20022V C V T R ∴= ................................ 19 3、总用量3+13.5310.4214.95m 12V V V RT R R ==+= ........... 19 四、变换炉工艺尺寸的确定 . (19)五、附录 (22)1、正负面积求变化率： (22)2、求接触时间 (23)10万吨/年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计摘要本设计根据效益最好的原则，以变换炉催化剂体积最小为目标函数，导出了间接换热式变换炉最佳设计的条件式，并通过计算机求解，得出年产十万吨合成氨厂变换炉所需B113型催化剂的理论体积，可供有关设计部门和生产单位参考。

关键词间接换热式最佳设计变换炉绝热温升接触时间前言一氧化碳变化是合成氨生产中一个重要组成部分。

年产十万吨合成氨变换工艺和设备设计核算参考

5、工艺流程
本设计主要是变换工序的工艺设计，所选流程为：
H2O
原料气
饱
和
热
水
塔
中
温变
换热器
换
炉
低变换气温变换炉
选用中串低工艺。从压缩工段来的变换气进入饱和
热水塔，在饱和塔出口加入水蒸汽使汽气比达3-5，以后
再进入中变炉将转换气中一氧化碳含量降到3%以下。
再通过换热器将转换气的温度降到180℃左右，进入低
物量在设备里无物量的变化。
水带入热Q1=XCpT 变换气带入热Q2=nCpmT 同理求得变换气带出热Q3；水带出热Q4。热量平衡：0.96×(Q1+ Q2)= Q3+ Q4 则X=288.305koml
中变炉一段催化床层的物料衡算
假设CO在一段催化床层的实际变换率为60％求出在一段催化床层反应后剩余各组分的量得到出中变炉一段催化床层的变换气干组分的含进而求得出中变炉一段催化床层变换气湿组分含量出中变炉一段催化床层的变换气湿组分的含量根据：Kp=（H2％×CO2％）/（H2O％×CO％）计算得Kp，查出对应温度t
主换热器的物料与热量的计算
进出设备的变换气的量：190.97kmol 进出设备的水的量： Xkmol
变换气进设备的温度： 365℃ 变换气出设备的温度： 250℃
水进设备的温度：水出设备的温度：
20℃ 90℃
变换气带入热Q1=nCpmT；水带入热Q2=XCpT 同理求变换气带出热Q3水带出热Q4 0.96×（Q1+Q2）=Q3+Q4
低变炉的物料计算
要将CO％降到0.2％（湿基）以下，
由CO实际变换率为：Xp=
Ya Ya

年产10万吨合成氨装置制工段

年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。

硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨常用作制冷剂。

合成氨工艺涉及众多工段，本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计，烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，以达到合成氨入塔要求。

对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。

二、原料的选择合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。

本设计以煤作为原料，因为我国煤炭资源丰富。

在原料来源方面有着先天的优势，从而降低生产过程的成本。

合成氨的生产需要氢气和氮气，氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后，输出地精制气体（主要含量为H2）作为合成氨工段的生产原料。

氮气的来源主要是空气中的氮气，可以在低温下将空气液化、分离而得到，作为合成氨工段的另一重要原料。

三、厂址的选择本设计合成氨厂选址选于省六盘水市盘县两河新区。

1. 原料来源便捷两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带，以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。

2.交通便利新区沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入，即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区海铺呈十字交汇，正在修建的长昆快速铁路家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口，320国道贯穿全境。

3.水资源丰富新区邻近的托长江为珠江水系分支，为工业的发展带来甘霖。

4.电力资源丰富两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座，为配合搞好新区的建设，盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组，确保正常供电。

（可研报告）天然气年产10万吨合成氨合成段

学院毕业设计1引言氮是植物营养的重要成分之一，大多数的植物不能直接吸收存在于空气中的游离氮，只有当氮与其他元素化合以后，才能被植物吸收利用。

将空气中的游离氮转变为化合态氮的过程称为“固定氮”。

20世纪初，经过人们的不懈探索，终于成功的开发了三种固定氮的方法：电弧法、氰氨法、和合成氨法。

其中合成氨法的能耗最低。

1913年工业上实现了氨合成以后，合成氨法发展迅速，30年代以后，合成氨法已成为人工固氮的主要方法。

1.1氨的性质氨化学式为NH3常温下为无色有刺激性辛辣味的恶臭气体，会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸道器官粘膜，空气中氨的质量分数占0.5% ~ 1.0%就会使人在几分钟内窒息。

氨的主要物理性质见表0-1。

氨在常温加压易液化，称为液氨。

氨易溶于水，与水反应形成水合氨（NH3 + H2O=NH3·H2O）简称氨水，呈弱碱性，氨水极不稳定，受热分解为氨气和水，氨含量为1%的水溶液PH为11.7。

浓氨水氨含量为28% ~ 29%。

氨的化学性质比较活泼，能与酸反应生成盐，如与盐酸反应生成氯化铵；与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵，脱水后生成尿素等等。

表1-1氨的主要物理性质[1]年产10万吨合成氨合成工段设计1.2氨的用途氨主要用于制造化学肥料，如农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥等；也作为生产其他化工产品的原料，如基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业的含氮中间体，制药工业中磺胺类药物、维生素，化纤和塑料工业中的己酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等都需要直接或间接地以氨为原料。

另外在国防工业尖端技术中，作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料。

氨还可以做冷冻，冷藏系统的制冷剂。

1.3合成氨的发展历史1.3.1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]。

年产10万吨合成氨造气工段设计

1 绪论 (5)1.1 煤气化发展史 (5)1.2 煤气化技术发展趋势 (5)2 生产方法的选择及论证 (6)2.1 生产方法的介绍 (6)2.1.1 固定床气化法 (6)2.1.2 流化床气化 (6)2.1.3 气流床气化 (7)2.1.4 熔浴床气化 (7)2.2 生产方案的选择及论证 (7)3 常压固定床间歇气化法 (8)3.1 半水煤气定义 (8)3.2 固定床气化法的特点 (8)3.3 生产半水煤气对原料的选择 (8)3.4 半水煤气制气原理 (9)3.5 发生炉内燃料分布情况 (10)3.6 各主要设备的作用 (10)3.6.1 煤气发生炉 (10)3.6.2 燃烧室 (11)3.6.3 废热锅炉 (12)3.6.4 洗气箱 (12)3.6.5洗涤塔 (12)3.6.6 烟囱 (12)3.6.7 自动机 (12)3.7 间歇式制半水煤气的工艺条件 (12)3.8 生产流程的选择及论证 (13)3.9 间歇式气化的工作循环 (14)3.10 间歇式制半水煤气工艺流程 (15)4 工艺计算 (16)4.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (16)4.2 物料及热量衡算 (17)4.3制气阶段的计算 (20)4.3.1 物料衡算 (20)4.3.2 热量衡算 (22)4.4 总过程计算 (24)4.5 配气计算 (26)4.6 消耗定额 (27)4.7 吹净时间核算 (27)4.8 废热锅炉的热量衡算 (28)4.9 夹套锅炉的物料及热量衡算 (32)5 设备计算 (33)5.1 煤气炉指标计算 (33)5.2 煤气台数的确定 (34)5.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (34)6 各设备的选型及工艺指标 (35)6.1 Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标 (35)6.2 燃料室的工艺指标 (35)6.3 洗气箱工艺指标 (36)6.4索尔维式废热锅炉工艺指标 (36)6.5填料式洗涤塔工艺指标 (37)6.6 煤气发生炉自动加煤机工艺指标 (37)6.7 10000m3螺旋式气柜的工艺指标 (38)6.8 集尘器 (38)7 车间布置简述 (39)8 安全技术与节能 (39)8.1 安全技术 (39)8.2 节能 (40)9.1 人员工资 (41)9.2 总投资计算 (41)9.3 成本计算 (43)参考文献 (44)致谢............................................................... 错误!未定义书签。

年产10万吨合成氨合成工艺设计

合成氨是一种重要的化学原料，广泛用于生产农药、肥料、染料、塑料等。

年产10万吨合成氨的合成工艺设计是一个复杂而重要的任务，下面我将简要介绍该设计。

1.原料和质量要求：合成氨的原料主要包括氢气和氮气，其中氢气的纯度要求大于99.9%，氮气的纯度要求大于99.99%。

同时，还需要考虑进口原料的安全运输和储存条件。

2.选择合适的合成工艺：常用的合成氨工艺包括海勒过程、普朗特-阿谷耳过程、卡尔费-波斯特过程和道尔顿法等。

根据不同的条件和需求，选择适合的合成工艺。

3.反应装置设计：反应装置是合成氨工艺的核心部分，一般采用催化剂床反应器。

设计时需要考虑反应器的尺寸、催化剂的选择、温度和压力的控制等因素，以确保合成氨反应的高效进行。

4.适当的温度和压力控制：合成氨的反应温度通常在300-450摄氏度之间，反应压力则在100-300兆帕之间。

温度和压力的控制对于合成氨生成率、选择率和产量等方面有着重要影响。

5.废热利用和能源消耗：设计过程中应考虑废热的利用和能源的消耗。

常见的做法包括采用余热锅炉进行废热回收、通过换热器进行能量的转移和节约等。

6.安全生产和环境保护：在工艺设计中，安全生产和环境保护是至关重要的。

需要加强对装置的安全设计和监控，采取相应的防爆措施和防火措施。

同时，合成氨生产工艺会产生一定的废水和废气，需要采取相应的处理措施，保护环境。

7.过程控制和自动化：为了实现稳定、高效的生产，需要引入先进的自动化设备和系统进行过程控制。

采用先进的仪表、自控设备和自动控制系统，实现对合成氨生产过程的自动控制和调节。

以上是年产10万吨合成氨合成工艺设计的一些主要内容。

当然，实际的工艺设计还需要详细考虑其他因素，如设备选型、物料流动和传热、工艺流程优化等。

希望以上内容对您有所帮助！。

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。

毕业设计论文年产10万吨合成氨变换工段工艺设计

摘要：本毕业设计论文针对年产10万吨合成氨变换工段的工艺设计进行了研究和探讨。

合成氨作为一种重要的工业原料，在农业、化工等领域有着广泛的应用。

本论文通过对合成氨的生产工艺进行研究，设计了一个能够满足年产10万吨合成氨需求的变换工段工艺。

关键词：合成氨、工艺设计、变换工段、年产10万吨第一章引言1.1研究背景合成氨是一种重要的工业化学品，广泛应用于农业肥料、化工原料等领域。

随着工业化进程的不断推进和全球化经济的发展，对合成氨的需求不断增加。

为了满足生产需求，设计年产10万吨合成氨变换工段工艺是非常重要的。

1.2研究目的和意义本论文的研究目的是设计一种合成氨变换工段工艺，以满足年产10万吨合成氨的生产需求。

通过对工艺参数的研究和分析，实现合成氨的高效生产和优质产品的制备。

第二章合成氨的工艺流程和原理2.1合成氨的制备方法合成氨的制备方法主要有催化剂法、电化学法和生物法等。

本论文选用催化剂法进行合成氨的制备，因为催化剂法具有成本低、效率高的优点。

2.2合成氨的工艺流程合成氨的工艺流程一般包括气体净化、催化转化和分离纯化等步骤。

本论文设计的工艺流程包括氨合成反应器、冷却系统、分离塔等工艺单元。

3.1工艺参数的确定工艺参数的确定是设计合成氨变换工段工艺的基础。

本论文根据生产需求和催化剂特性，确定了合成氨的最佳反应温度、压力和催化剂用量等参数。

3.2工艺单元的设计根据合成氨的工艺流程，设计了氨合成反应器、冷却系统和分离塔等工艺单元。

通过对每个工艺单元的分析和计算，确定了各个单元的结构和尺寸。

第四章工艺优化和改进4.1工艺优化方法本论文采用模拟和计算的方法对合成氨变换工段工艺进行了优化。

通过对不同工艺参数的变化进行模拟和计算，得出了最佳的工艺条件。

4.2工艺改进措施在进行工艺优化的基础上，提出了一些工艺改进措施，以提高合成氨变换工段的效率和产品质量。

第五章结论通过对年产10万吨合成氨变换工段工艺设计的研究，本论文设计了一个能够满足生产需求的合成氨工艺。

年产10万吨合成氨变换工段工艺设计(终稿)

合成氨厂变换车间工艺设计摘要：本设计主要是对合成氨工厂变换工段的设计，此设计选用中变串低变工艺流程。

工艺计算过程主要包括物料衡算，能量衡算以及设备选型计算等。

关键词：合成氨；变换；计算The Technological Design on transform System forAmmonia PlantAbstract：This design was mainly for the synthetic ammonia plant shift conversion section. The technological process used the middle temperature change first ，and then used the low temperature change .Process calculation mainly included material balance, energy balance and equipment selection.Key words:ammonia synthesis, transform , calculation.目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 目的和意义 (1)1.3 合成氨工业概况 (2)1.3.1 基本现状 (2)1.3.2 发展趋势 (2)1.3.3 应用领域 (2)1.4 变换工艺介绍 (3)1.4.1 中温变换工艺 (3)1.4.2 中串低变换工艺 (3)1.4.3 中低低变换工艺 (3)1.4.4 全低变工艺 (4)1.5 变换工艺的选择 (4)1.5.1 工艺原理 (4)1.5.2 工艺条件 (4)1.5.3 工艺流程确定 (5)1.5.4 主要设备的选择说明 (6)第2章物料与热量衡算 (7)2.1 已知生产条件 (7)2.2 水气比的确定 (7)2.3 中变炉CO的实际变换率的求取 (8)2.4 中变炉催化剂平衡曲线 (9)2.5 最佳温度曲线的计算 (10)2.6 中变炉一段催化床层的物料衡算 (10)2.6.1 中变炉一段催化床层的物料衡算 (11)2.6.2 对出中变炉一段催化床层的变换气的温度进行估算 (13)2.6.3 中变炉一段催化床层的热量衡算 (13)2.7 中变一段催化剂操作线的计算 (16)2.8 中间冷凝过程的物料和热量计算 (17)2.9 中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (18)2.9.1中变炉二段催化床层的物料衡算： (19)2.9.2 中变炉二段催化床层的热量衡算： (21)2.10 中变炉物料、热量恒算结果列表 (23)2.11 低变炉的物料与热量衡算 (24)2.11.1 低变炉的物料衡算 (24)2.11.2 低变炉的热量衡算 (26)2.12 低变炉催化剂平衡曲线 (28)2.13 最佳温度曲线的计算 (29)2.14 废热锅炉的热量和物料衡算 (30)2.15 水蒸汽的加入 (32)2.16 主换热器的物料与热量的衡算 (33)2.17 调温水加热器的物料与热量衡算 (34)第3章设备的选型 (36)3.1 中变炉的计算 (36)3.1.1触媒用量的计算 (36)3.1.2第一段床层触媒用量 (36)3.1.3 第二段床层触媒用量 (37)3.1.4 触媒直径的计算 (39)3.2主换热器的计算 (41)3.2.1传热面积的计算 (41)3.2.2 设备直径与管板的确定 (42)3.2.3 传热系数的验算 (42)3.2.4 壳侧对流传热系数计算 (44)3.2.5 总传热系数核算 (45)3.2.6传热面积的核算 (45)3.3 其他主设备 (46)第4章设备一览表 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第1章绪论1.1 概述氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。

年产10万吨氨合成及甲烷化工艺技术

年产10万吨氨合成及甲烷化工艺技术作者：龚传艮来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第01期摘要：降低合成氨成本、適应环境要求、实现节能环保可持续发展已是化肥企业的主要课题。

而在合成氨原料气精制工艺多种多样，原料气中CO+CO2含量低于0.1%可选择甲烷化净化工艺，净化度高、运行能耗低、操作简单、投资省。

关键词：氨合成;甲烷化;净化71工艺技术设计方案某公司利用LNG和甲醇装置尾气配空分送来的氮气混合，设计10万吨/年氨合成装置，设计压力22MPa。

LNG及甲醇装置尾气含CO、CO2，氨合成原料气进口配套甲烷化净化装置。

设计思路的主要有：①甲烷化自身反应热量低，需提温，可采用过热蒸汽提温，也可用塔内电加热炉提温的手段，本设计采用电加热炉提温方式;②采用“甲烷化工艺”将原料气里的CO+CO2+O2～600ppm转化成甲烷和水，甲烷化出口CO+CO2+O2≤lOppm。

2工艺设计2.1设计参数装置的生产能力：10万t/aNH3;运行时间：8000h/a;压力：操作压力为18-2IMPaG，设计压力为22.OMPaG;操作弹性：50-110%。

2.2原料气规格2.3产品规格①产品液氨：2.OMPaG，-14℃，12.5t/h。

产品液氨至少满GB/T536-2017优等品的要求，其中氨含量≥99.9%（wL）、残留物含量≤0.1%（w L）;②副产品：饱和蒸汽：3.8MPaG.249℃。

2.4工艺原理2.4.1甲烷化甲烷化是在催化剂存在下CO、CO2与H2反应生成甲烷的一种方法。

通过甲烷化法可将原料气中的碳氧化物总含量脱除到lOppm以下，以达到对氨合成原料气精制的目的。

2.4.2氨合成氨的合成是整个合成氨流程中的核心部分。

氨合成过程属于气固催化反应过程，反应是在较高压力下进行。

由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10-25%，为了提高氢氮气的利用率，通常将未反应彻底的氢氮气用循环机增压，再次循环反应。

以天然气为原料的年产10万吨合成氨合成工段毕业设计

关键词：合成氨；物料衡算；热量核算；工艺设计
Using natural gas as raw material with annual output of 100000 tons of synthetic ammonia plant of the section in process design
Design specification
(2)The ways of reaction heat recovery and utilization
Heat recovery focuses on the synthetic tower, it involves in waste heat boiler heat recovery utilization and how scientific setting problem of heat exchanger of synthetic tower outside, waste heat boiler configuration is actually how to improve reaction heat recovery rate and obtainhigh grade heat problem. This design is the choice of the process route is that the heat exchanger in behind of the tower and post boiler. Set behind the tower heat exchanger made of waste heat boiler outlet gas and synthesis tower two into the gas heat exchanger,fully improve the synthetic tower two inlet gas temperature, increase the synthesis tower two outlet gas temperature.The temperature of the gas that is into the waste heat boiler is 365 degrees, and produce 1.372MPa steam pressure,so it improve recovery of heat grade.

年产10万吨合成氨合成车间工艺设计任务书

化工设计概论课程（年产10万吨合成氨合成车间工艺设计）年产10万吨合成氨合成车间工艺设计目录一、设计任务 (2)1.1.1项目名称 (2)1.1.2生产产品 (2)1.1.3设计规模 (2)1.1.4全年生产时间 (3)1.1.5生产模式 (3)1.1.6建厂地区 (3)1.1.7水电气供应 (3)1.1.8广西扶绥地区水文地质资料 (3)二、概论 (3)2.1.1氨的历史背景 (3)2.1.2氨的性质 (4)2.1.3氨的用途 (4)三、合成氨工艺流程 (5)3.1合成氨原料(氮气)的制备 (5)3．1.1氮气的性质 (5)3.1.2氮气的制备 (6)3.1.3深冷空分制氮 (6)3.1.4分子筛空分制氮 (6)3.1.5膜空分制氮 (7)3.1.6 PSA制氮装置 (8)3.1.7几种空分方法的比较 (8)3.2合成氨原料（氢气）的制备 (10)3.2.1氢气的性质 (10)3.2.2氢气的制备 (12)3.2.3电解制氢技术 (12)3.2.1制氨典型流程 (12)3.2.2以焦炭（无烟煤）为原料的流程 (12)3.2.3 以天然气为原料的流程 (13)3.2.4 以重油为原料的流程 (13)一、设计任务1.1.1项目名称：年产10万吨合成氨合成车间工艺设计1.1.2生产产品：合成氨（NH3）1.1.3设计规模：10万吨/年1.1.4全年生产时间：330天1.1.5生产模式：连续性生产1.1.6建厂地区：广西扶绥1.1.7水电气供应：由本厂提供1.1.8广西扶绥地区水文地质资料：亚热带季风气候，全年平均气温21.9。

C,全年平均降水量1000～2000mm。

二、概论2.1.1氨的历史背景利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题。

从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。

1795年有人试图在常压下进行氨合成。

后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。

19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向，提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小，催化剂对反应将产生重要影响。

(完整版)年产10万吨合成氨合成工艺设计毕业设计论文

优秀论文审核通过未经允许切勿外传宁夏大学本科生毕业设计工艺设计姓名：王康洲指导教师：陈学文院系：化工学院专业：化学工程与工艺提交日期：目录中文摘要 (2)外文摘要 (3)1．总论 (4)1.1设计任务的依据 (4)1.2概述……………………………………………………………………………1.2.1设计题目 (7)1.2.2设计具体类容范围及设计阶段 (7)1.2.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (8)1.2.4简述产品的几种生产方法及特点 (8)1.3产品方案 (8)1.4设计产品所需要的主要原料规格、来源 (8)1.4.1设计产品所需要的主要原料来源 (8)1.4.2涉及产品所需要的主要原料规格 (8)1.5生产中产生有害物质和处理措施 (8)1.5.1氨气和液氨 (8)1.5.2合成氨废水 (8)2．生产流程及生产方法的确定 (8)3．生产流程简述 (14)4．工艺计算 (16)4.1原始条件 (16)4.2物料衡算 (16)4.2.1合成塔物料衡算……………………………………………………184.2.2氨分离器气液平衡计算 (19)4.2.3冷交换器气液平衡计算 (19)4.2.4液氨贮槽气液平衡计算 (25)4.2.5液氨贮槽物料计算 (29)4.2.6热交换器热量计算 (35)4.2.7水冷器热量计算 (36)4.2.8氨分离器热量核算 (39)5.主要设备选型 (39)5.1废热锅炉设备工艺计算 (40)5.1.1计算条件 (40)5.1.2官内给热系数α计算 (41)5.1.3管内给热系数αi计算 (42)5.1.4总传热系数K计算 (43)5.1.5平均传热温差mΔt计算 (44)5.1.6传热面积 (45)5.2主要设备选型汇总 (46)6.环境保护与安全措施 (47)6.1环境保护 (48)6.1.1化学沉淀—A O 工艺处理合成氨废水 (49)6.1.2合成氨尾气的回 (50)6.2安全措施 (51)6.2.1防毒 (52)6.2.2防火 (53)6.2.3防爆 (54)6.2.4防烧伤 (55)6.2.6防机械伤 (56)6.2.5防触电 (57)结束语 (40)注释………………………………………………………………………………40 参考文献 (42)致谢…………………………………………………………………………………4 3 附录…………………………………………………………………………………43年产10万吨合成氨合成工艺设计指导老师：王绪根摘要：介绍合成氨合成生产工艺流程，着重通过对此工艺流程的物料衡算，能量衡算确定主要设备选型。

年产10万吨合成氨装置精制工段

年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复合肥料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。