1500t_d合成氨工艺粗煤气变换工段第三变换热交换器设计毕业设计
合成氨变换工段工艺中变串低变换热设计
合成氨变换工段工艺中变串低变换热设计合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于农业、化工、制药等领域。
合成氨变换工段是合成氨生产过程中的核心环节，其主要目的是将天然气和氮气催化转化为氨气。
变换热设计在合成氨变换工段中起到至关重要的作用，影响着变换器的热平衡和工艺效率。
合成氨变换工段工艺中的变换热设计主要包括换热管束和变换器结构的设计两个方面。
换热管束的设计主要考虑到换热面积的确定、管束布置和流体参数的选择。
变换器结构的设计则包括变换器壳体的形状和材质选择、空气和水的进出口位置等。
在合成氨变换工段中，变换热设计的关键是保证足够的换热面积，使得催化剂能够充分利用，同时又要考虑到压降、流阻等因素对工艺效率的影响。
为了实现这一目标，可以采用多种方式进行变换热设计。
首先，可以通过增大换热管束的数量和长度来增加换热面积。
可以采用多层管束并且每层管束之间留有一定的间隙，以增加空气和水的流动路径，提高换热效果。
此外，还可以通过增加管束的内径和减小换热管的壁厚，增加有效的换热面积。
其次，可以通过选择合适的流体参数来优化变换热设计。
例如，可以通过调整空气和水的流量、温度、压力等参数，以达到最大的换热效果。
另外，变换器结构的设计也起到非常重要的作用。
变换器壳体的形状和材质的选择直接影响着换热器的热传导性能和机械强度。
一般来说，可以选择球形、管式或壳管式的结构，以满足不同工艺要求。
材质方面，可以选择耐高温、耐腐蚀的材质，以延长换热器的使用寿命。
最后，合成氨变换工段的变换热设计还需要考虑到安全性和可靠性。
例如，需要保证换热器的壳体有足够的强度，能够承受工作压力和温度的变化。
此外，还需要考虑到清洗和维护的便利性，以减少生产中的停机时间和成本。
总之，合成氨变换工段工艺中的变换热设计是一个复杂而关键的问题。
通过合理的换热管束和变换器结构设计，可以实现高效、安全、可靠的合成氨生产。
合成氨变换工段工艺设计
1.4 工艺流程简述全低变的工艺流程示意图见图1-1。
图1-1 低温变换工艺流程示意图Fig1-1 Schematic diagram of the low tem p erature conversion p rocess半水煤气首先进入油水分离器，脱除部分固体和液体杂质后进入活性炭滤油器，进一步脱除杂质。
经净化的半水煤气进入变换气换热器与从第二变换炉出来的变换气进行逆向热交换，使其温度上升到180 ℃左右，变换气温度下降到160 ℃左右。
出变换气换热器的半水煤气再进入煤气换热器与从第一变换炉出来的变换气进行逆向热交换，变换气自身的温度下降到300 ℃左右，半水煤气升温到200 ℃左右。
出煤气换热器的半水煤气与来自管网的中压水蒸气混合，一方面使半水煤气温度上升到变换反应温度，另一方面使半水煤气增湿，并达到设计要求所需要的汽气比进入第一变换炉发生变换反应，在第一变换炉内CO 的变换率可达到60%左右。
经第一变换炉变换后出来的变换气进入煤气换热器与半水煤气逆向换热后进入淬冷过滤器I ，逆向与喷淋下来的冷却水换热并使冷却水汽化，此时变换气的温度下降到230 ℃左右，冷却水和变换气换热后汽化，从而使蒸汽含量达到设计要求，湿变换气进入第二变换炉第一段催化剂床层进行变换反应。
经第二变换炉第一段催化剂床层变换反应后CO 的变换率可达到85%左右，温度上升到280 ℃左右进入淬冷过滤器II ，逆向与喷淋下的冷却水进行热交换，使其温度下降到190 ℃左右，同时补充水蒸气，达到设计要的汽气比进入第二变换炉第二段催化剂床层进行变换，最终CO 的变换率可达到99%。
出第二变换炉第二段的变换气经过变换气换热器后，再经过变换气冷却器降温至40 ℃左右，去后续工段。
第二章 物料衡算及热量衡算2.1设计条件计算基准：1吨NH 3。
设备生产能力：t/h 7222.92430010703=⨯⨯ 由设计所给条件取每吨氨耗用半水煤气3520Nm 3,则每小时的半水煤气用量为：3520×9.7222=34222.2 Nm 3/h初始半水煤气组成见下表2-1。
【精编完整版】年产5200吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计_毕业论文任务书
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)化工原理课程设计任务书设计题目：年产5200 吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计一．基础数据1.半水煤气的组成（体积%）H 36.69 CH 0.31CO 32.07 HS 0.2CO 8.75 O 0.2N 21.782.水蒸汽饱和半水煤气时的体积比为 1.2:1 ;饱和水蒸汽后湿混合煤气压力为7.45 kgfcm (绝)；温度为144 ℃；要求经热交换器后温度达到378 ℃后再进变换炉。
3.变换率为90 % ;变换炉出口变换气温度为480 ℃，压力为7.15 kgfcm (绝)。
4.每年估计大修、中修两个月，年工作日按300天计。
5.每生产一吨氨需耗半水煤气量为3562 标准米。
6.要求热交换器管、壳程的压力降均小于250 毫米水柱。
二．设计范围1.列管热交换器传热面积；2.列管热交换器结构及工艺尺寸；3.绘制列管热交换器结构图。
目录摘要 (5)一．概述 (6)二．热交换器设计的主要因素 (6)三．列管式换热器的设计步骤 (7)3.1.物料衡算 (7)3.1.1.净化前组成 (7)3.1.2.净化后组成 (8)3.1.3.混合后组成 (9)3.1.4.变换气组成 (10)3.2.热量衡算及物性数据 (11)3.2.1.冷、热流体的摩尔流率 (11)3.2.2.冷流体的物性参数 (11)3.2.2.1.冷流体的定性温度 (11)3.2.2.2.冷流体的比热 (12)3.2.2.2.1.常压下，各气体在时的比热 (12)3.2.2.2.2.常压下，混合气在时的比热 (12)3.2.2.2.3.比热的校正 (12)3.2.2.3.冷流体的黏度 (13)3.2.2.3.1.各气体在时的黏度 (13)3.2.2.3.2.混合气在时的黏度 (13)3.2.2.4.冷流体的导热系数………………………………………………………143.2.2.4.1.各气体在时的导热系数 (14)3.2.2.4.2.混合气在时的导热系数 (14)3.2.2.5.冷流体的密度……………………………………………………………143.2.2.5.1.各气体在时的密度 (14)3.2.2.5.2.混合气在时的密度 (15)3.2.2.6.冷流体的吸热量…………………………………………………………153.2.2.7.冷流体的平均摩尔质量…………………………………………………153.2.3.热流体的物性参数…………………………………………………………153.2.3.1.热流体的出口温度T2 (15)3.2.3.2.热流体的定性温度………………………………………………………163.2.3.3.热流体的比热……………………………………………………………163.2.3.4.热流体的黏度……………………………………………………………163.2.3.4.1.各气体在时的黏度 (17)3.2.3.4.2.变换气在时的黏度 (17)3.2.3.5.热流体的导热系数………………………………………………………173.2.3.5.1.各气体在时的导热系数 (17)3.2.3.5.2.变换气在时的导热系数 (17)3.2.3.6.热流体的密度 (18)3.2.3.6.1.各气体在时的密度 (18)3.2.3.6.2.变换气在时的密度 (18)3.2.3.7.热流体的平均摩尔质量 (18)3.2.4.冷、热流体的物性表 (18)3.3.冷热流体的流程安排 (19)3.4.管、壳程数的确定 (19)3.5.传热平均温差的计算 (19)3.6.估算传热面积 (20)3.7.结构设计 (20)3.7.1.管程设计—确定换热管规格、管数和布管 (20)3.7.2.设置拉杆 (21)3.7.3.确定管程流速 (22)3.7.4.壳程设计 (22)3.7.4.1.确定换热管长度 (22)3.7.4.2.管外传热面积的设计值A。
合成氨变换工艺毕业设计
目录1.前言 (1)1.1概述 (2)1.2 产品性质与用途 (4)1.2.1 产品性质 (4)1.2.2 产品用途 (4)1.2.3 产品世界产业状况 (4)2项目名称、地址、承办单位及性质 (7)2.2 项目背景 (7)2.3 项目意义 (8)2.4 研究范围 (8)2.5 研究结论 (8)2.5.1 项目产品及生产规模 (8)2.5.2生产制度 (8)2.5.3 生产工艺 (8)3工艺介绍 (9)3.1工艺简述 (9)3.2煤气风机工段： (9)3.3常压脱硫工段： (9)3.4一氧化碳变换工段： (10)3.5精脱硫工段： (10)3.6脱碳工段： (11)3.7 工艺优化→热水循环 (11)4 设备选型 (11)4.1煤气风机工序设备一览表 (11)4.2常压脱硫工序设备一览表 (12)4.3一氧化碳变换工序设备一览表 (13)4.4精脱硫工序设备一览表 (13)4.5脱碳工序设备一览表 (14)5.物料衡算和热量衡算 (16)5.1全流程物料简算 (16)5.2计算基准及已知条件 (16)5.3一号变换炉物料及热量衡算 (17)5.4变换炉一段催化剂层及热量衡算 (17)5.5变换炉二段催化剂层及热量衡算 (19)5.6变换炉三段物料及热量衡算 (20)5.7饱和热水塔物料及热量衡算 (21)5.7.1热水塔出水温度的估算 (21)5.7.2饱和塔物料及热量衡算 (22)5.7.3热水塔物料及热量衡算 (24)5.8水加热器的物料和热量衡算 (25)6 列管式换热器设计 (26)7 厂址选择 (28)8 公用工程设施 (29)8.1 公用工程方案 (29)8.2 给排水 (29)9 节能 (29)10 环境保护 (29)10.1执行的环境保护法规 (29)11 劳动安全卫生 (30)11.1 设计依据 (30)11.2 危险化学品分类储存全预防措施 (31)12 经济概算 (31)13. 结论 (32)参考文献 (34)附图 (34)致谢 (35)1.前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨毕业设计doc
合成氨毕业设计doc合成氨毕业设计篇一：合成氨本科毕业设计摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。
本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，第一步是造气，即制备含有氢、氮的原料气；第二步是净化，不论选择什么原料，用什么方法造气，都必须对原料气进行净化处理，以除去氢、氮以外的杂质；第三步是压缩和合成，将纯净的氢、氮混合压缩到高压，在铁催化剂与高温条件下合成为氨。
目前氨合成的方法，由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同，一般可分为低压法、中压法和高压法三种。
本设计主要是对合成塔工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温高压条件下来制得氨气。
本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。
在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等，在合成效率方面也有进一步研究。
关键词:氮气；氢气；四氧化三铁催化剂；氨合成塔AbstractAmmonia production design determines the size of the production of synthetic ammonia, equipment requirements, as well as the status process. The design of the method used was semi-water gas synthesis, the main raw material is coal and nitrogen, the use of coal to generate hydrogen, while the design is a synthesis of the main section of the tower design, it is the direct use of raw materials used in nitrogen and hydrogen, itssynthesis tower as the main equipment, in the ammonia cooler, water coolers, gas - gas exchange, recycling machines, separators, auxiliary equipment, such as condensation of the tower under the four iron oxide catalyst, in the high-temperature conditions of 485-500 ℃ obtained from ammonia. The first step is to build gas,Preparation that contains hydrogen, nitrogen gas; second step is purification, regardless of what materials, what methods of gas must be carried out on the feed gas purification to remove hydrogen and。
合成氨变换工段换热器设计
合成氨变换工段换热器设计合成氨变换工段换热器设计，说起来，啊，真是个“活儿”。
说它难吧，不至于，毕竟我们现在是做了这么多年化工设备了，手上有的是经验；但要说简单，嗯，也不那么简单。
每个小细节都可能影响到工艺的效率，甚至整个生产线的稳定性。
所以呢，咱们就得好好琢磨琢磨这个换热器的设计，弄明白它为什么这么重要，怎么把它设计得又经济又高效，做到事半功倍。
得先弄个大概的概念，换热器就像是一个“温暖的桥梁”，把不同温度的物质连接起来。
想象一下，工厂里气体温度很高，反应物要在一个合适的温度下进行反应，冷却液却得保持低温，这时候就得用换热器把热量从一个流体传递到另一个流体。
说起来挺简单的，但实际操作中，可是需要一点“巧劲”的。
要设计得合适，得考虑的因素可多了，比如流体的性质、流速、温差，还有热效率。
设计得好，节省的就是能耗，能省一分是一分，谁不愿意省呢？你想，整条生产线运行下来，能省点钱，那可是相当可观的。
换热器的基本结构到底是啥呢？不就是管子嘛，管里流气体，管外流液体，热量通过管壁传递。
听起来简单吧？但如果细究起来，那就不那么容易了。
这个管子得有合适的材质，耐高温，耐腐蚀，还得有足够的导热性，不然你光给它买个好看又贵的管子，那效果可就差了。
再说了，换热器里面的流体，流速得合适，既不能太快，也不能太慢，要不然热量根本传不过去。
太快了，热交换时间不够，效率低；太慢了，反而会浪费空间和材料。
所以，合适的流速是设计的关键。
你还得考虑压力损失的问题。
这个压力差一旦大了，流体的流动就会变得困难，甚至会影响到整个生产过程的稳定性。
换热器设计得不合理，可能流体流动不顺畅，甚至会堵塞，这时候你就得花费更多的精力去清理和维护了。
很多时候换热器在运行的时候，由于热膨胀的关系，温度变化也会引起一些机械应力，这也是我们得考虑的一点。
说到这里，可能有人会想，设计一个换热器就这么复杂，怎么办呢？很多时候我们不是“头痛医头，脚痛医脚”，而是从整体角度去设计。
合成氨变换工段设计
合成氨变换工段设计合成氨是一种广泛应用的化学品，用途包括制造肥料、燃料电池等。
合成氨的生产过程是一个复杂的工程过程，在工段设计中需要综合考虑原料、设备、工艺和安全等因素。
首先，在合成氨的生产过程中，主要原料是氢气和氮气。
这两种原料通过压缩和净化等预处理工序后，进入合成反应器进行化学反应。
从合成反应器出来的产物需要经过进一步的冷却、净化和分离工序，才能得到合格的合成氨。
在合成氨的工段设计中，为了提高反应效率，需要合理选择反应器的类型和条件。
常用的反应器有固定床反应器和流化床反应器。
固定床反应器具有结构简单、操作稳定等特点，适合小规模生产。
而流化床反应器具有热量和质量传输效果好的特点，适合大规模生产。
根据实际情况，可以选择合适的反应器进行设计。
在反应器的设计中，需要考虑反应的热力学和动力学特性。
合成氨反应是一个放热反应，需要控制反应温度和压力以保证反应的进行。
同时，还需要考虑反应速度和产物选择性等因素，以提高反应的效率和产品质量。
在产物的冷却和净化工序中，主要考虑的是如何高效地将合成氨从反应器中分离出来，并去除反应产物中的杂质和不稳定物质。
常用的分离和净化方法有吸收、吸附和蒸馏等。
根据实际情况，可以选择合适的方法进行设计。
除了原料和产物，合成氨的工段设计中还需要考虑废气的处理和安全措施。
由于合成氨的生产过程中产生的废气中含有大量的氮气和氢气，需要进行安全处理，以防止爆炸和污染。
常用的处理方法有燃烧、吸附和压缩等。
同时，还需要配备相应的安全设施，如安全阀、警报器等，以保证生产过程的安全性。
在合成氨的工段设计中，还需要考虑设备的选型和布局。
设备的选型要根据生产量、质量要求和经济效益等因素进行综合考虑。
设备的布局要根据设备之间的流程要求和工艺条件进行合理安排，以提高生产效率和安全性。
总之，合成氨的工段设计是一个综合考虑原料、设备、工艺和安全等因素的过程。
只有根据实际情况进行合理的设计，才能保证合成氨的生产过程稳定、高效和安全。
合成氨一氧化碳变换工艺毕业论文 精品
毕 业设 计（论文）（说 明 书）题 目： 合成氨一氧化碳变换工艺姓 名： 刘 冬 冬编 号： 20102002077平顶山工业职业技术学院2013 年3 月18 日毕业设计（论文）任务书姓名刘冬冬专业煤炭深加工与利用任务下达日期 2013 年 3 月 5 日设计（论文）开始日期 2013 年 3 月 15 日设计（论文）完成日期 2013 年 4 月 25 日设计（论文）题目：合成氨一氧化碳变换工艺A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师陈宇系（部）主任吴济民2013 年 3 月15 日毕业设计（论文）答辩委员会记录化工系煤炭深加工与利用专业，学生刘冬冬于 2013 年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：合成氨一氧化碳变换工艺专题（论文）题目：合成氨一氧化碳变换工艺指导老师：陈宇答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：摘要本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产五十万吨合成氨系统流程，介绍了一氧化碳变换的基本原理，工艺条件以及工艺参数和变换催化剂的选择原则。
并且对第一和第二变换炉进行热量和能量衡算，对催化剂装填量进行计算，掌握变换系统的工艺方法以提高从造气工序生产出的粗煤气中的氢含量，降低其中的一氧化碳含量。
关键词：合成氨半水煤气变换工艺条件一氧化碳含量论文类型：基础研究SummaryThis article introduces the basic situation of ammonia production as well as producing 500,000 tons of synthetic ammonia system processes, describes basic principles of transformation of carbon monoxide, process conditions and the principle of process parameters and selection of catalyst. And the first and second transform furnace heat, and energy balance, perform calculations on the amount of catalyst packing, master the shift system technology to improve from the crude gas in gas-making process to produce hydrogen, reducing the concentration of carbon monoxide.Keywords: Synthetic ammonia Semi-water gas Transform Process conditions Carbonmonoxide content目录第1章合成氨概述 (1)1.1合成氨的生产过程 (1)1.1.1氨的性质 (1)1.1.2氨的用途 (1)1.1.3氨合成的原料 (1)1.2合成氨工业在国民经济中的重要地位 (2)1.3合成氨工业发展简介 (2)1.4晋开集团合成氨的生产方法 (3)第2章工艺说明 (4)2.1工艺目的 (4)2.2工艺原理 (4)2.3工艺条件对CO含量的影响 (4)2.3.1反应温度的影响 (4)2.3.2水蒸气含量的影响 (5)2.3.3压力的影响 (6)2.4催化剂的选择 (6)2．5 热量回收 (7)第3章工艺计算 (8)3.1 已知条件与要求 (8)3.2 核算 (8)3.3 计算煤气成分 (8)3.4变换炉温升估算 (9)第4章物料衡算 (10)4.1变换炉的物料衡算 (10)4.1.1 第一变换炉的物料衡算 (10)4.1.2第二变换炉的物料衡算 (5)4.2 变换炉催化剂用量的物料衡算 (14)4.2.1运用《无机物工艺学》上册变换催化剂用量计算 (15)4.2.2通过触媒床气体的体积确定 (15)第5章热量衡算 (17)5.1第二换热器进口煤气温度的计算 (17)5.2第一换热器进口煤气温度的计算 (18)5.3第一换热器热量衡算 (20)5.4第二换热器热量衡算 (20)5.5第一变换炉的热量衡算 (21)5.6第二变换炉的热量衡算 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第1章合成氨概述1.1合成氨的生产过程20世纪初，德国物理化学家哈勃（F.Haber）成功的采用化学合成的方法，将氢氮气通过催化剂的作用，在高温高压下制取氨。
合成氨变换工段设计
合成氨变换工段设计一、工艺简介合成氨（NH3）是一种重要的化学原料，广泛应用于肥料、化工、冶金等领域。
合成氨通常是通过哈伯-博士过程进行合成的，该过程主要有三个阶段：气化反应、变换反应和分离装置。
其中，变换反应是合成氨反应的核心环节。
二、工艺流程1.进料系统：将氮气（N2）和氢气（H2）以一定的比例通入反应器。
进料系统应包括氮气和氢气的净化装置，以确保进入反应器的气流中不含有不利于反应的杂质。
2.反应器：反应器是合成氨变换的关键装置，需要选择适当的催化剂，并控制合适的反应温度和压力。
反应器的设计应满足以下要求：具有高的转化率和选择性、较小的压力损失、对催化剂具有良好的分布和稳定性。
3.除尘装置：合成氨反应会产生一些固体杂质，如烟尘颗粒等。
除尘装置主要用于去除这些固体杂质，以确保产品的纯度。
4.产品收集系统：将合成氨收集并进行后续的分离和提纯。
收集系统应包括冷凝器、吸收塔等设备，以确保合成氨的回收率。
三、工艺参数1.反应温度：合成氨变换反应通常在300-500°C的温度范围内进行，具体温度的选择应考虑催化剂的活性和热力学平衡等因素。
2.反应压力：合成氨变换反应的压力通常在10-30MPa之间，压力的选择应使反应的平衡位置有利于产生高的氨气浓度。
3.氮气和氢气的比例：氮气和氢气的比例对合成氨反应的转化率和选择性有重要影响，一般通过调节氮气和氢气的流量比例来控制。
4.催化剂的选择：催化剂的选择应考虑其活性和稳定性，促使反应的进行，并提高催化剂的利用率。
四、工艺设备1.反应器：选用合适的反应器，如固定床反应器或流化床反应器，确保催化剂的分布均匀和反应的高转化率。
2.净化装置：包括氮气和氢气的净化装置，用于去除进料中的杂质。
3.冷凝器：用于冷却和冷凝反应器出口的气体，以便进行后续的分离和提纯。
4.吸收塔：用于收集合成氨气体，并进行后续的分离和提纯。
五、工艺控制1.温度控制：根据反应的热力学特性，控制反应温度在适当的范围内，以提高反应的转化率和选择性。
五万吨合成氨变换工段工艺初步设计
五万吨合成氨变换工段工艺初步设计合成氨（NH3）是一种广泛应用于肥料生产、化工工业和能源领域的重要中间体。
在这个问题中，我们将进行五万吨合成氨的变换工段工艺初步设计。
1.工艺选择合成氨的常见工艺路线包括谷氨酸法、煤气化法、重整法和协同催化法等。
鉴于规模和技术可行性，我们将选取协同催化法作为工艺路线。
2.原料准备合成氨的主要原料是氮气（N2）和氢气（H2）。
N2可通过空分设备分离出来，而H2可通过天然气蒸汽重整装置或制氢装置生产。
原料气体经过净化步骤去除杂质，确保质量符合要求。
3.催化反应催化反应采用协同催化剂，具体是煤基催化剂和铁基催化剂的组合。
反应器采用固定床反应器，进料气体在催化剂上进行反应。
反应条件包括压力、温度和气体配比等，根据实际情况进行确定。
常用的反应条件为高压（3-10MPa）、高温（350-550℃）和适当的氮氢比例。
4.产品分离反应生成的氨气通过冷却、减压和吸附等步骤进行分离。
氨气与水通过冷却器进行热交换，降低温度。
然后通过分离器进行减压，使氨气从溶液中析出。
氨气回收后，通过吸附剂去除残余的杂质，以达到纯度的要求。
最后，通过压缩机将氨气压缩到适当的压力，以供应下游工艺。
5.傍热回收在冷却和减压过程中，需要高能量输入。
为了节约能源，可以采用傍热回收技术，将部分废热回收利用。
具体的方案包括采用换热器进行热交换和采用适当的废热锅炉等。
6.废水处理合成氨过程中会产生废水，其中含有氨氢离子和少量的有机物。
为了达到环保要求，需要进行废水处理。
常见的废水处理方法包括中和、沉淀、过滤和氨气脱除等步骤。
7.安全措施在合成氨生产过程中，需要采取一系列安全措施，包括定期检查设备，防止泄漏和爆炸，储存和运输氨气等。
同时，要培训和教育操作人员，提升他们的安全意识。
8.自动化控制合成氨生产是一个复杂的过程，需要精确的控制和监测。
可以采用自动化控制系统，实时监控反应温度、压力、流量等参数，并进行相应的调整，以保证产品质量和工艺的稳定运行。
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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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
(完整版)合成氨厂变换工段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四川理工学院毕业设计题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计作者系别材料与化学工程系专业无机化工011指导教师接受任务日期2005年2月28日完成任务日期2005年6月1 日四川理工学院毕业设计说明书题目年产3吨合成氨厂变换工段设计作者系别材料与化学工程系专业无机化工指导教师接受任务日期2005年2月28日完成任务日期2005年6月1 日四川理工学院毕业设计任务书材化系无机化工专业01 级 1 班题目年产3吨合成氨厂变换工段设计起讫日期 2005 年2 月28 日起至2005 年6 月1 日止指导老师教研室主任系主任学生姓名批准日期 2005 年 2 月 28 日接受任务日期 2005 年 2 月 28 日完成任务日期 2005 年 6 月 1 日一．计要求：1.进行工段工艺流程设计，绘制带主要控制点的工艺流程图。
2.进行工段物料计算、热量计算，并绘制物料衡算表、热量衡算表。
3.进行工段设备设计、选型，制备设备一览表。
4.编写工段工艺初步设计说明书。
5.绘制主要设备结构图。
二．设计原始数据：以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为原始数据组分CO2CO H2N2O2CH4合计含量，％9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100目录说明书 (4)前言 (4)1.工艺原理 (4)2.工艺条件 (4)3.工艺流程的选择 (5)4.主要设备的选择说明 (5)5.工艺流程的说明 (6)第一章物料与热量衡算 (7)1．水汽比的确定 (7)2．中变炉C O的实际变换率的求取 (8)3．中变炉催化剂平衡曲线 (9)4.最佳温度曲线的计算 (10)5．中变炉一段催化床层的物料衡算 (11)6．中变一段催化剂操作线的计算 (17)7．中间冷淋过程的物料和热量衡算 (17)8．中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (19)9．中变二段催化剂操作线计算......................................................2 3 10.低变炉的物料与热量衡算 (24)11低变催化剂操作线计算 (29)12低变炉催化剂平衡曲线 (29)13.最佳温度曲线的计算 (30)14废热锅炉的物料和热量衡算 (31)15.水蒸汽的加入 (34)16主换热器的物料与热量的衡算......................................................3 4 17.调温水加热器的物料与热量衡算...................................................3 6 第二章设备的计算 (37)1.中变炉的计算 (37)2.主换热器的计算 (42)设计的综述 (6)参考文献 (49)致谢……………………………………………………………………………… (50)第一章物料与热量衡算已知条件：组分CO2CO H2N2O2CH4合计含量，％9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100 计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（100017）×22.4（2×22.56）=2920.31 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5 M3(标)年产3万吨合成氨生产能力（一年连续生产330天）：日生产量：=90.9Td=3.79T(水)=52.862kmol因此进中变炉的变换气湿组分组分CO2CO H2N2O2CH4H2O 合计含量％6.86 8.16 39.80 16.12 0.24 0.27 28.56 100M3(标) 284.42 338.32 1650.42 668.34 9.77 11.26 1184.124146.61kmol12.69 15.10 73.68 29.84 0.44 0.50 52.86 185.122.中变炉CO的实际变换率的求取：假定湿转化气为100mol，其中CO湿基含量为8.16％，要求变换气中CO 含量为2％，故根据变换反应：CO+H2O＝H2+CO2，则CO的实际变换率公式为：X p％=×100 （2-1）式中、分别为原料及变换气中CO的摩尔分率（湿基）所以：X p==74％则反应掉的CO的量为：8.16×74％=6.04则反应后的各组分的量分别为：H2O％=28.56％-6.04％+0.48％=23％CO％=8.16％-6.04％=2.12％H2％=39.8％+6.04％-0.48％=45.36％CO2％=6.86％+6.04％=12.9％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H2％×CO2％）（H2O％×CO％）=12查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知Kp=12时温度为397℃。
年产15万吨合成氨变换工段
xxxxxxxxxx学院课程名称：化工工艺学课程设计课题名称：年产15万吨合成氨变换工段的工艺设计目录一、概述 (1)二、工艺路线的选择 (2)三、工艺流程的设计 (2).压力： (2).温度： (3).流程图 (3)合成气 (3).工艺选择 (3)四、工艺计算 (4)中温变换物料衡算及热量衡算 (4)．1.确定转化气组成： (4)水汽比的确定： (5)中变炉一段催化床层的物料衡算 (6)中变炉一段催化床层的热量衡算 (7)中变炉催化剂平衡曲线 (9)最佳温度曲线的计算 (10)操作线计算 (12)中间冷淋过程的物料和热量衡算： (12)中变炉二段催化床层的物料衡算： (14)中变炉二段催化床层的热量衡算： (15)低变炉的物料与热量计算 (16)已知条件： (16)低变炉的物料衡算： (16)低变炉的热量衡算： (17)低变炉催化剂平衡曲线 (18)最佳温度曲线的计算 (20)最适宜温度曲线 (20)主换热器的物料与热量的计算 (21)已知条件： (12)热量计算： (21)五、设备的工艺计算及选型 (22). 低温变换炉计算 (22)已知条件： (22)催化剂用量计算 (22)催化剂床层直径计算 (23)六、设备一览表 (24).固定板式换热器参数 (24).主要设备一览表 (25)七、总结 (25)一、概述氨气的物理性质在常温下是一种无色无味的气体，占空气体积分数约78%，难液化的气体。
在及低温下会液化成无色液体，通常采用黑色钢瓶盛放。
氨气的化学性质由于氮分子中三键键能很大，不容易破坏，因此其化学性质十分稳定，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氮。
氨气的用途主要用于制造氮肥和复合肥料，氨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、聚酰胺纤维和丁晴橡胶等都需要直接以氨为原料。
液氨常作冷凝剂。
我国合成氨工业的发展情况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。
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。
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工业上重要的基础化工原料之一，广泛应用于农业、化工、制药和塑料等领域。
合成氨的工艺过程设计涉及到合成氨反应器、氨分离系统、废气处理系统以及其他辅助设备。
一、合成氨反应器合成氨的反应器一般采用固定床催化剂的方式进行，反应温度常在350-550℃，反应压力常在80-200atm之间。
催化剂常采用以铁为主的复合催化剂，其主要成分有铁、铝、钾等金属氧化物。
该反应器的主要作用是将反应物氮气和氢气在催化剂的催化下发生氧化还原反应生成氨气。
二、氨分离系统由于氨合成反应气体中还含有大量的未反应氢气、氮气以及少量的二氧化碳、水蒸汽和甲烷等杂质物，因此需要将氨与这些杂质物进行分离。
首先对反应气体进行冷凝和除湿处理，以去除水蒸汽；然后采用吸附剂进行氨的吸附和脱附，以去除未反应的气体；最后再通过精馏系统进行氢、氮等杂质物的分离，得到高纯度的氨。
三、废气处理系统氨合成反应会产生一些副产物和废气，包括尾气、废液、废水等。
尾气中主要含有未反应的氮气、未分离的氢气、氧气和少量氨等物质。
因此需要对这些废气进行深度处理，以降低对环境的污染。
常见的处理方法包括尾气洗涤、氨的催化氧化等。
四、其他辅助设备合成氨生产过程中还需要用到一些辅助设备，如氢气制备系统、氮气制备系统、冷却系统、压缩系统、脱硫系统、催化剂再生系统等。
这些设备的作用是为合成氨反应提供所需的气体原料、冷却剂以及对反应物质进行净化和处理。
总结起来，合成氨的工艺过程设计主要涉及合成氨反应器、氨分离系统、废气处理系统以及其他辅助设备。
通过合理设计和配置这些设备，能够实现高效、稳定和环保的合成氨生产过程。
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1500t_d合成氨工艺粗煤气变换工段第三变换热交换器设计毕业设计太原理工大学毕业设计（论文）任务书第1页第2页第3页第4页1500t/d合成氨工艺粗煤气变换工段第三变换热交换器设计摘要本次设计在安全前提下，以经济实用为原则，从原始数据开始经工艺计算、机械设计和强度校核三步详尽地阐述了本台换热器的设计过程。
此设计过程有五个部分：绪论，工艺计算，机械设计，强度校核和技术条件的编制。
在绪论中主要叙述了合成氨生产生产中的变换工段在本次这个天脊集团合成氨装置增产节能改造项目中的作用及简单介绍。
控制方案的设计主要是通过对整体设备的综合分析，确定设备的控制方案，达到自动控制目的；工艺计算主要是通过对热量负荷的计算得到换热器的传热面积、初步确定换热器的基本尺寸，为下一步提供依据；机械设计主要任务是在设计条件下，从主体到部件，进行材料和零部件的设计入手，设计合理的结构；强度校核是在满足工艺条件的要求下，对所设计的设备进行强度校核，以便生产可以顺利的进行。
关键词：换热器，工艺计算，机械设计A Design of 1500t / d of crude ammonia process gas shiftconversion section third heat exchangerAbstractThe premise of the design in a safe, economical and practical principle to begin the process calculated from the raw data by the mechanical design and strength check-step detailed exposition of this station heat exchanger design process.This design process has five parts: the preparation of the introduction, process calculations, mechanical design, strength check and technical conditions.Described in the introduction the main role in the production of ammonia production in the second section of this transformation Tianji Group ammonia unitincrease in energy-saving projects and brief. Control scheme designed primarily through a comprehensive analysis of the whole device to determine device control solutions, to achieve automatic control purposes; process calculation is mainly through the calculation of the heat load to get the heat exchanger heat transfer area of the heat exchanger initially identified the basic dimensions provide the basis for the next step; mechanical design of the main tasks is under design conditions, from the body to the parts, and materials and components designed to start, well-designed structures; strength check is to meet the requirements under process conditions, equipment designed for the strength check, in order to produce a smooth conduct. Key words: Heat Exchanger;Process calculation;Mechanical Design目录1.绪论 (14)1.1变换工段的说明 (14)2 工艺设计 (16)2.1 确定设计方案 (16)2.1.2 管程安排 (16)2.2 确物性数据 (16)2.3 估算传热面积 (16)2.3.1 热流量（忽略热损失） (16)2.3.2 粗煤气用量（忽略热损失） (17)2.3.3 平均传热温差 (17)2.4 工艺结构尺寸 (17)2.4.1 管径和管内流速 (17)2.4.2 管程数和传热管数 (17)2.4.3 平均传热温差校正及壳程数 (17)2.4.4 传热管排列和分程方法 (18)2.4.5 壳体直径 (18)2.4.6 折流板 (18)2.5 换热器核算 (19)2.5.1 传热面积校核 (19)2.5.2 换热器内内压降核算 (21)3 .机械结构设计 (24)3.1 设计压力 (24)3.2 设计温度 (24)3.3 管壁温度 (24)3.3.1 符号 (24)3.3.2 管程壁温 (24)3.3.3 壳程壁温 (25)3.4 筒体壁厚 (25)3.4.1 筒体选材 (25)3.4.2 筒体壁厚计算 (25)3.5 管箱厚度 (26)3.5.1 管箱选材 (26)3.5.2 筒体壁厚计算 (26)3.6 管箱法兰 (27)3.6.1 材料选择 (27)3.6.2 法兰尺寸 (27)3.6.3 法兰型式 (29)3.6.4 法兰垫片 (29)3.6.5 法兰螺柱螺母 (30)3.7 封头的设计 (30)3.7.1 封头选材 (30)3.7.2 封头壁厚计算 (30)3.7.3 封头尺寸 (31)3.8 液压实验 (32)3.9 拉杆设计 (33)3.9.1 拉杆选材 (33)3.9.2 拉杆参数 (33)3.9.3 拉杆的布置 (33)3.10 管板设计 (34)3.10.1 材料的选择 (34)3.10.2 管板结构 (34)3.10.3 管板布管 (34)3.10.4 管孔设计 (34)3.10.5 拉杆孔设计 (34)3.10.6 管板尺寸 (35)3.11 实际布管 (36)3.12 换热管设计 (36)3.13 接管设计 (37)3.13.1 管程接管设计 (37)3.13.2 壳程接管设计 (37)3.13.3 排气管与降液管设计 (38)3.13.4 各接管法兰和垫片的设计 (38)3.14 保温层的设计 (40)3.15 各接管尺寸设计 (40)3.15.1 接管的外伸长度 (40)3.15.2壳程接管位置 (40)3.15.3管程接管位置 (41)3.16 防冲挡板 (42)3.16. 1管程 (42)3.16.2 壳程 (43)3.17折流板与支持板 (43)3.17.1材料 (43)3.17.2折流板设计 (43)3.17.3折流板和支持板管孔 (44)3.17.4 折流板布置 (44)3.17.5 折流板重量计算 (45)3.18 管箱设计 (46)3.18.1 管箱结构形式 (47)3.18.2 管箱长度 (48)3.19 吊耳与顶丝 (48)3.19.1 左管箱质量 (48)3.19.2 右管箱质量 (48)3.19.3 吊耳 (49)3.20 支座设计 (49)3.20.1 支座所承受的载荷 (49)3.20.2 支座尺寸 (50)3.20.3 支座材料 (51)3.20.4 支座安装尺寸 (52)4. 焊缝设计 (52)5 强度校核 (55)6 技术条件编制 (94)6.1 技术条件说明 (94)6.1.1 钢材 (94)6.1.2 冷热加工成型 (94)6.1.3 焊接条件 (95)6.1.4 热处理 (95)6.1.5 无损探伤 (95)6.2 装配图的技术条件 (95)6.3 零件图的技术条件 (96)6.3.1 管箱部件图的技术条件编制 (96)6.3.2 管板零件图技术条件 (96)6.3.3 折流板技术条件 (96)结束语 (97)参考文献 (98)致谢 (101)1.绪论1.1变换工段的说明在合成氨工艺生产过程中，变换工艺是一个重要的净化工序，通过变换工序，不尽能制取氢气为合成氨提供原料，而且还减少了CO对氨合成催化剂的毒害。
这张工艺物料流程图就是天脊集团合成氨装置增产节能改造项目，针对粗煤气中的CO含量高、水碳比低的特点，对CO变换工艺进行设计与优化。
天脊煤化工集团有限责任公司是我过于20世纪80年代初从国外成套引进技术和设备而兴建的，以煤为原料生产生产硝酸磷复合肥的大型煤化工基地。
其年产30万吨合成氨装置采用MARK-ⅠV型鲁奇加压气化炉气化制成的粗煤气，在一氧化碳变换工序中经过两段钴钼系耐硫催化剂床层进一步提高H2含量，冷却后的变换气进入低温甲醇洗工序除去变换气中的CO2、H2S，除去CO2、H2S的合成气再进入液氮洗工序，脱除CO的同时将N2和H2配比成适当的比例经过合成气压缩机提压后送入托普索100型合成塔进行氨合成。
一氧化碳和水蒸气在催化剂作用下反应生成二氧化碳和氢气。
其反应方程式：CO+ H2O=CO2+H2+410894kJ/kmol称做水煤气变换反应，简称变换反应。
变换反应为放热等分子可逆反应。
因此降低反应温度和增加蒸汽用量都可降低变换气中CO的平衡浓度，若温度高，蒸汽量少，将不利于变换反应甚至还可能发生逆变换反应过程。
在要求变换气中CO浓度一定的条件下，降低反应温度是降低蒸汽用量的必要手段。
在不能降低温度条件下，片面追求降低CO浓度，将会造成极大的蒸汽浪费。
从300#工段出来的粗煤气的主要成分是CO2，H2，CO，CH4，H2S，N2，O2及碳化物等。
除N2、H2外，其他物质的存在都对合成氨的催化剂有毒害作用，和影响合成氨的质量，还可能造成设备仪器的损害等，需要进行脱除，只至百分之几的数量级为止。
本次节能改造时先把来自200#的粗煤气用液氮洗涤，在深度冷冻（-100℃）下用液氮吸收少量CO，而且还能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气体。
粗煤气经过煤气水分离器分离气体，再经过变换热交换器利用高温变换煤气与进入换热器的相对低温的粗煤气进行换热，以达到加热粗煤气同时冷却变换煤气的目的，节省了资源的利用。