合成氨合成工段课程设计说明书讲解
氨合成课程设计
氨合成课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握氨的合成原理、流程和应用，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握氨的合成原理，包括哈柏-博施法和其他合成氨的方法。
b.了解氨的物理和化学性质。
c.掌握氨的用途，包括肥料、合成材料、能源等方面。
2.技能目标：a.能运用氨的合成原理分析实际生产问题。
b.能运用氨的化学性质进行实验操作。
c.能查阅相关资料，了解氨合成的最新研究动态。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对化学科学的兴趣和热情。
b.培养学生爱护环境、珍惜资源的意识。
c.培养学生团队合作、创新探究的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.氨的合成原理：介绍哈柏-博施法、其他合成氨方法及其优缺点。
2.氨的物理和化学性质：包括氨的分子结构、溶解性、反应性等。
3.氨的用途：介绍氨在农业、工业、能源等领域的应用。
4.氨合成实验：演示氨的合成实验，让学生掌握实验操作技能。
5.氨合成技术的进展：介绍氨合成领域的新技术、新工艺。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解氨的合成原理、物理化学性质和应用。
2.讨论法：学生讨论氨合成技术的发展和应用。
3.案例分析法：分析实际生产中的氨合成问题，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：进行氨合成实验，提高学生的实验技能。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的氨合成教材。
2.参考书：提供氨合成相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，生动展示氨合成的原理和实验。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能动手操作。
5.网络资源：利用互联网，为学生提供氨合成领域的最新研究动态。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等，以体现学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的氨合成作业，评估学生的理解和应用能力。
《工业合成氨》 教学设计
《工业合成氨》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）了解工业合成氨的反应原理、主要设备和工艺流程。
（2）理解温度、压强、浓度等条件对合成氨反应速率和平衡的影响。
（3）掌握化学平衡移动原理在工业合成氨中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过对工业合成氨反应条件的讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力。
（2）通过对工业合成氨工艺流程的学习，培养学生的观察能力和思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受化学科学对工业生产的重要作用，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生的创新精神和环保意识。
二、教学重难点1、教学重点（1）工业合成氨的反应原理和化学平衡移动原理的应用。
（2）温度、压强、浓度等条件对合成氨反应的影响。
2、教学难点（1）化学平衡移动原理在工业合成氨中的综合应用。
（2）对工业合成氨工艺流程的理解。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法四、教学过程1、导入新课通过展示农业生产中氮肥的重要性，引出合成氨工业。
提问学生：“你们知道氮肥是怎么来的吗？”引发学生的思考和兴趣，从而导入新课。
2、讲解工业合成氨的反应原理（1）写出合成氨的化学反应方程式：N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃，并强调该反应是一个可逆反应，且是一个放热反应。
（2）从化学键的角度分析反应的特点，解释为什么该反应需要在一定条件下才能进行。
3、分析影响合成氨反应的条件（1）温度展示不同温度下合成氨反应的平衡常数和反应速率的数据，引导学生分析温度对反应速率和平衡的影响。
得出结论：温度较低时，平衡有利于氨的生成，但反应速率太慢；温度过高，反应速率加快，但平衡不利于氨的生成。
综合考虑，工业上选择的温度约为 500℃左右。
（2）压强通过比较不同压强下合成氨反应的平衡常数和设备成本，让学生讨论压强对反应的影响。
最终得出：增大压强有利于氨的生成，但过高的压强对设备要求高，成本大。
工业上一般选择 20MPa 50MPa 的压强。
（3）浓度引导学生思考如何通过改变浓度来提高氨的产量。
氨合成工段仿真实训讲义一、实验目的
氨合成工段仿真实训讲义一、实验目的１、深入了解化工过程操作原理。
提高学生对化工过程的开车、停车运行能力。
2 、掌握控制系统的投运和调整技术。
3 、提高对复杂化工过程动态运行的分析和决策能力。
4 、提高识别和排除事故的能力。
5 、科学的严格的考核与评价学生经过训练后所达到的操作水平和理论联系实际的能力。
二、 工艺原理氨的合成是氨厂最后一道工序，任务是在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混和气直接合成为氨。
然后将所生成的气体氨从未合成为氨的混和气体中冷凝分离出来，得到产品液氨，分离氨后的氢氮气体循环使用。
(一) 氨合成反应的特点氨合成的化学反应式如下：Q NH N 21H 23322+⇔+ 这一化学反应具有如下几个特点：（1） 是可逆反应。
即在氢气和氮气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。
（2） 是放热反应。
在生成氨的同时放出热量，反应热与温度、压力有关。
（3） 是体积缩小的反应。
（4） 反应需要有催化剂才能较快的进行。
(二) 氨合成反应的化学平衡氨合成反应的平衡常数p K 可表示为：p K =)N (p )H (P )NH (p 25.025.13∙ 式中p(NH 3)、p(H 2)、p(N 2)-----为平衡状态下氨、氢、氮的分压。
由于合成反应是可逆、放热、体积缩小的反应，根据平衡移动定律可知，降低温度，提高压力，平衡向生成氨的方向移动，平衡常数增大。
所以，在实际生产中，氨的合成反应均在加压下进行。
(三) 氨合成动力学（1）反应机理氮与氢自气相空间向催化剂表面接近，其绝大部分自外表面向催化剂毛细孔的内表面扩散，并在表面上进行活性吸附。
吸附氮与吸附氢及气相氢进行化学反应，一次生成NH 、NH 2、、NH 3。
后者至表面脱附后进入气相空间。
可将整个过程表示如下：)(2N H )(2N H )(2N H )2N H ()()(N 33H22H2H222气相吸附吸附吸附吸附气相脱吸气相中的气相中的气相中的−−→−−−−−→−−−−−→−−−−−→−→N在上述反应过程中，当气流速度相当大，催化剂粒度足够小时，外扩散光和内扩散因素对反应影响很小，而在铁催化剂上吸附氮的速度在数值上很接近于合成氨的速度，即氮的活性吸附步骤进行的最慢，是决定反应速度的关键。
合成氨 示范-概述说明以及解释
合成氨示范-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在编写本文之前，先要对合成氨进行一定的概述。
合成氨是一种重要的化学品，也是工业生产中的关键物质之一。
它被广泛应用于农业、化肥、医药、化工等领域，并对现代社会的发展起到了至关重要的作用。
合成氨的化学式为NH3，它是由氮气和氢气在高温高压条件下催化反应生成的。
合成氨具有较强的还原性和碱性，能与酸发生反应，形成盐和水。
由于其与氮肥和农作物的关系密切，合成氨被广泛用于制造各类化肥，提高农作物的产量和质量。
在合成氨的制备方法方面，目前主要有哈柏－博斯特法、威斯卡法、龙宁法等。
这些方法具有不同的优势和适用范围，能够满足不同行业的需求。
此外，随着科学技术的不断进步，新的合成氨制备方法也在不断涌现，为合成氨产业的发展提供了更多的选择和可能性。
总的来说，合成氨在农业和工业生产中具有重要地位和广泛的应用前景。
本文将会从合成氨的历史背景和制备方法入手，探讨其重要性和未来发展的展望。
通过该文章的撰写，我们希望能够更深入地了解合成氨这一化学品的特性和用途，并为其在工业领域的应用提供一定的指导和参考。
1.2 文章结构文章结构本文主要包括以下几个部分：引言、正文和结论。
下面将对每个部分的内容进行详细介绍。
1. 引言：引言部分将对本文要讨论的主题——合成氨进行概述，旨在为读者提供一个整体的认识和了解。
首先，简要介绍合成氨的背景和意义，包括其在农业、化肥生产和工业领域的重要作用。
接着，给出本文的目的和结构，引导读者理解本文的主要内容和脉络。
2. 正文：正文是本文的核心部分，主要分为两个部分：合成氨的历史背景和合成氨的制备方法。
在合成氨的历史背景部分，将回顾合成氨研究的起源和发展历程，介绍了早期科学家的贡献以及相关的重要里程碑。
同时，还可以提及合成氨在农业领域的应用和对全球粮食安全的重要意义。
在合成氨的制备方法部分，将详细介绍目前常用的几种制备方法，如哈柏二氮烷法、费伦斯法和奥斯特瓦尔德法等。
液氨合成工段工艺设计
2014 届化工原理课程设计设计《年产20万吨天然气合成氨合成段的工艺设计》说明书学生姓名学号所属学院专业班级指导教师二Ｏ一二年十二月年产39万吨天然气合成氨合成段的工艺设计任务书一、设计项目：年产20万吨天然气合成氨合成段的工艺设计二、设计规模：20万吨/年，年生产时间：330三、设计阶段：初步设计四、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、设计要求和工作量完成设计报告一份六、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《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：2012.12.18-2012.12.24目录设计任务书........................................................................................... 错误！未定义书签。
目录.. (III)摘要............................................................................................................................................ - 1 -Abstract ...................................................................................................................................... - 2 -1 正文........................................................................................................................................ - 3 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................................................................... - 3 -1.1.1 氨的性质.......................................................................................................... - 3 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用.............................................................. - 3 -1.2 合成氨生产技术的发展.............................................................................................. - 4 -1.2.1世界合成氨技术的发展................................................................................ - 4 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况........................................................................ - 6 -1.3天然气合成氨转变工序的工艺原理.......................................................................... - 8 -1.3.1 天然气合成氨的典型工艺流程介绍.......................................................... - 8 -1.3.2 天然气合成氨转化工序的工艺原理.............................................................. - 9 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理......................................................................... - 10 -1.4 设计方案的确定....................................................................................................... - 10 -1.4.1 原料的选择................................................................................................... - 10 -1.4.2 工艺流程的选择.............................................................................................- 11 -1.4.3 工艺参数的确定............................................................................................ - 12 -2 设计工艺计算...................................................................................................................... - 14 -2.1 转化段物料衡算........................................................................................................ - 14 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算................................................................................ - 15 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算................................................................................ - 18 -2.2 转化段热量衡算........................................................................................................ - 21 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算................................................................................ - 21 -2.2.2 二段炉的热量衡算........................................................................................ - 28 -2.3 变换段的衡算........................................................................................................... - 29 -2.3.1 高温变换炉的衡算........................................................................................ - 29 -2.3.2 低温变换炉的衡算........................................................................................ - 32 -2.5 设备工艺计算........................................................................................................... - 34 -结论.......................................................................................................................................... - 38 -致谢.......................................................................................................................................... - 39 -参考文献.................................................................................................................................. - 40 -主要符合说明.......................................................................................................................... - 41 -附录.......................................................................................................................................... - 42 -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。
第三章 无机化工单元 合成氨 合成工段[PPT课件]
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4、氨合成流程和设备
大型氨厂的流程主要有： ★美国凯洛格 ★丹麦托普索 ★日本NEC ★英国ICI 虽然各公司的合成工艺有差异，但氨合成 反应的特性使各工艺具有许多相同之处：
氨合成是一个循环过程：由于受平衡制约， 氨的合成率不高，大量未反应的N2、H2气 体需循环利用。 基本步骤：氨的合成、氨的分离．新鲜氢 氮气的补入，未反应气体的压缩与循环， 反应热的回收与惰性气体排放。 氨合成工艺流程的设计关键：在于合理组 合上述几个步骤，其中主要是合理确定循 环机、新鲜气补入及惰性气体放空的位置 以及氨分离的冷凝级数和热能的回收方式。
径向多段冷激式合成塔（托普索）
反应气出口
冷副线气体入口
径向多段冷激式合成塔
内部间接连续换热式合成塔
反应气
反应气
合成气入口
并流双套管
近期国内开发的合成氨有关技术
计算机应用技术。 造气生产集散控制系统； 造气炉炉况监测与优化系统； 造气专用集散系统； 合成、变换工段优化控制系统。 低温变换工艺技术。 全低变工艺技术(一氧化碳低温变换技术)； 一氧化碳低硫低温变换工艺技术；
3、反应机理和动力学 合成氨反应是气固相催化反应，经历内外 扩散、吸附解吸、反应等过程。其反应机 理如下： N2+σ-Fe=[σ-Fe]N2 [σ-Fe]N2=2 [σ-Fe]N 2[σ-Fe]N+H2=2[σ-Fe]NH 2[σ-Fe]NH+H2=2[σ-Fe]NH2 2[σ-Fe]NH2+H2=2[σ-Fe]NH3 [σ-Fe]NH3=[σ-Fe]+NH3
●驰放气 由于惰性气体的不断累积，当到一定量时会影 响合成反应，降低合成率和氨的平衡含量。因此， 需定期或连续放空一些循环气。
合成氨合成工段课程设计说明书
太原理工大学前言《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根底知识、设计原如此与方法；学会各种手册的使用方法与物理性质、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。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的根本原理、标准、规X、技巧和经验。
本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型与其他非工艺专业等内容。
在全面介绍化工设计的根底知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算与车间布置等内容，并结合工艺计算、工程经济，力求表现当今化工设计的水平。
合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以与工艺流程的状况。
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，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，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、别离器、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展操作计算。
在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算与设备选型计算等。
生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以与工艺流程的状况。
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，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，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、别离器、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展操作计算。
第一章合成氨教学设计
百度文库《第一章合成氨》教学设计一、教材分析和教学设想本章内容包括化学反应的方向、限度、速率和化学反应条件的优化四部分内容。
前三节教材内容安排的是化学反应的方向和限度，化学反应速率的知识，分别从化学热力学角度介绍化学反应方向的判据以及浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响，从化学动力学角度介绍影响化学反应速率的因素并进行定量研究和理性分析。
而在实际生产中，从化学热力学角度实现高转达化率所需的条件往往与从化学动力学角度实现高速率所需的条件相互矛盾。
为了以较高速率获得较好的转化率，人们通常对这两方面的研究结果进行综合分析，即进行反应条件的优化。
本节内容就是对前两部分知识的综合应用，以工业合成氨为例探究化学反应条件优化的选择方法，体现化学反应的方向、限度、速率等理论在优化选择化学反应条件方面的作用，使学生了解化学理论的学习对生产实际的指导作用。
本节课的教学设想为：在教学过程中，为学生提供关于合成氨反应的热力学、动力学实验数据，使他们能够利用这些资料就合成氨反应的热力学、动力学问题分别展开讨论，初步尝试利用理论分析化工生产中的实际问题，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素；再结合生产中的数据向学生介绍合成氨的实际生产条件，对合成氨的适宜条件进行选择，使他们在解决实际问题的过程中提升对化学反应的价值的认识；课堂中通过“动手”“动脑”“动口”等师生互动的方法来完成教与学的任务，达成教与学的目标。
二、教学设计思路三、教案课题化学反应条件的优化——合成氨授课人杨薇知识与技能1.使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。
2.使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
过程与方法教学 1. 教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识为中心，结目标合工业生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生的归纳思维能力。
2. 在运用理论的过程中，可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。
化工设计课程设计---合成氨工艺
Keywords: ammonia synthesis section
energy balance accounting
material balance accounting
1.总论..................................................................................................................... 1 1.1 设计任务的依据...................................................................................... 3 1.2 概述.......................................................................................................... 3 1.3 产品方案................................................................................................. 6 1.4 设计产品所需的主要原料规格、来源.................................................. 6 1.5 生产中产生有害物质和处理措施.......................................................... 8 2. 生产流程及生产方法的确定........................................................................... 9 2.1 合成氨生产的特点.................................................................................. 9 2.2 氨合成过程的基本工艺步骤................................................................. 9 2.3 氨合产工艺的选择................................................................................ 12 3. 物料衡算......................................................................................................... 13 3.1 原始条件............................................................................................... 13 3.2 物料衡算............................................................................................... 13 3.2.1 合成塔物料衡算................................................................................ 13 3.2.2 氨分离器气液平衡计算..................................................................... 15 3.2.3 冷交换器气液平衡计算..................................................................... 17 3.2.4 液氨贮槽气液平衡计算..................................................................... 17 3.2.5 液氨贮槽物料计算............................................................................. 20 3.2.6 合成系统物料计算............................................................................. 22 3.2.7 合成塔物料计算................................................................................. 23 3.2.8 水冷器物料计算................................................................................. 24 3.2.9 氨分离器物料计算............................................................................. 25 3.2.10 冷交换器物料计算........................................................................... 25 3.2.11 氨冷器物料计算 ............................................................................... 27 3.2.12 冷交换器物料计算.......................................................................... 29 3.2.13 液氨贮槽物料计算........................................................................... 31 3.2.14 物料衡算结果汇总.......................................................................... 33 4. 热量衡算......................................................................................................... 37 4. 1 冷交换器热量衡算............................................................................... 37
合成氨变换工段毕业设计说明书
合成氨变换工段毕业设计说明书摘要本文是关于重油为原料年产8万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。
在合成氨的生产中，一氧化碳变换反应是非常重要的反应。
用重油制造的原料气中，含有一部分一氧化碳，这些一氧化碳不能直接做为合成氨的原料，而且对合成氨的催化剂有毒害作用，必须在催化剂的催化作用下通过变换反应加以除去。
一氧化碳变换反应既是原料气的净化过程，又是原料气的制造过程。
本设计主要包括工艺路线的确定、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、触媒用量的计算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算以及设备选型等。
并且综合各方面因素对车间设备布置进行了合理的设计，最终完成了20 000字的设计说明书及生产工艺流程图、车间平立面布置图及主体设备装配图的绘制。
关键词：重油；一氧化碳变换；中温变换炉；流程图AbstractThis article was about the annual output of heavy oil as raw materials to transform eight thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using heavy oil feed gas which containa part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, the calculation of the amount of catalyst, in the variable furnace process of calculation and selection of equipment, heat exchanger of the material balance and heat balance as well as equipment selection type and so on. Taking all factors and workshop equipment to carry out a reasonable arrangement of the design. In the end, the20 000-word statement and map production process, shopping facade and the main equipment layout drawing assembly were completed.Key words: Heavy oil; Transformation of carbon monoxide; Temperature shiftconverter; Flow chart目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 一氧化碳变换反应的意义与作用 (1)1.1.2 国内外研究现状 (1)1.2 设计依据 (1)1.3 厂址的选择 (2)1.3.1 厂址选则 (2)1.3.2 方案比较 (2)1.4 设计规模与生产制度 (3)1.4.1 设计规模 (3)1.4.2 生产制度 (3)1.5 原料与产品规格 (3)1.5.1 原料规格 (3)1.5.2 产品规格 (3)第2章工艺设计与计算 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺路线的选择 (4)2.3 工艺流程简述 (4)2.4 工艺参数 (5)2.4.1 原料气体组分 (5)2.4.2 工作压力 (5)2.4.3 工作温度 (5)2.4.4 计算基准 (6)2.5 物料衡算 (6)2.5.1 变换气量及变换率计算 (6)2.5.2 总蒸汽量计算 (7)2.5.3 中变炉物料衡算 (7)2.6 热量衡算 (16)2.6.1 中变炉一段CO变换反应热量衡算 (16)2.6.2 中变炉二段CO变换反应热量衡算 (17)2.6.3 中变炉三段CO变换反应热量衡算 (18)2.6.4 换热器热量衡算 (18)2.6.5 物料衡算和热量衡算一览表 (18)第3章设备选型 (22)3.1 设备选型原则 (22)3.2 主要设备计算 (22)3.2.1 中变炉设备计算 (22)3.2.2 换热器设备计算 (29)3.3 其他主要设备 (30)第4章设备一览表 (31)第5章车间设备布置设计 (33)5.1 车间布置设计的原则 (33)5.1.1 车间设备布置的原则 (33)5.1.2 车间设备平立面布置的原则 (34)5.1.3 本工段设计设备布置原则 (28)第6章自动控制 (29)6.1 主要的控制原理 (29)6.2 自控水平与控制点 (29)第7章安全和环境保护 (30)7.1 三废产生情况 (36)7.2 三废处理情况 (37)第8章公用工程 (37)8.1 供水 (37)8.2 供电 (38)8.3 通风 (38)8.4 供暖 (38)8.5 电气 (38)结束语 (39)参考文献..................................................................................................... 错误!未定义书签。
年产15万吨合成氨合成工段设计说明
毕业设计说明书题目年产15万吨液氨合成工段工艺设计另0 材料与化学工程系专业班级无机化工九八级一班学生姓名____________________________ 指导教师----------------------------部分说明书3原材料及产品主要技术规格危险性物料主要物性表生产原理及流程简述主要设备的选择与计算原材料及动力消耗分析废排第八存在问题及建议第九主要参考第十工艺设计计算书第二部分料衡算和衡算第三部分备的选型与计算27第四部分带主要控制点的工艺流程图46第一部分说明书第一章概述1-1 工段的概况及特点：1 ．设计依据：本设计按照材化系下达设计任务书进行编制，参照鸿鹄化工总厂的现场生产，以及中国五环化学工程总公司（原化工部第四设计院），和石油化工部化工设计院的有关资料设计而成。
2 ．设计规模及特点：本工段生产液氨，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；现具体起来如下：（ 1 ）循环机位置：本工段设置在氨分离系统后，合成塔之前，从而充分利用循环机压缩功，提高进合成塔温度，减少冷量消耗，降低氨冷器负荷，同时提高进塔压力，提高合成率，而进循环机的氨冷量较低，避免了塔后循环机流程容易带液氨而导致循环机泄漏。
（ 2 ）反应热回收的方式及利用：这涉及到废热锅炉的热量利用几合成塔塔外换热器如何科学设置的问题，废热锅炉的配置实际上是如何提高反应热的回收率和获得高品位热的问题，本设计选择塔后换热器及后置锅炉的工艺路线，设置塔后换热器使废热锅炉出口气体与合成塔二进气体换热，充分提高合成塔二进温度，相应提高了合成塔二出温度，进废热锅炉的气体温度为360 度，副产 1.3 兆帕的中压蒸汽，充分提高回收热量品位。
（ 3 ）采用“二进二出”合成流程：全部冷气经合成塔环隙后进入热交换器，可使合成塔体个点温度分布均匀，出口气体保持较低温度，确保合成塔长期安全稳定运行，与循环机来的冷气直接进入热交换器相比，使热交换器出口温度增大。
化工设计课程设计---合成氨工艺
《化工设计》课程设计
材料项目 件数 1 1 1 1
1
备注
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A1 A1 A1 A1
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年产 20 万吨合成氨合成工段工艺设计
摘要： 本次课程设计任务为年产 20 万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合
成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述 基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。 其中氨合成工段是合成氨工艺的 中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H2 74.5%、N224%、CH4 1.2%、 Ar 0.3% 合 成 操 作 压 力 为 32MPa ， 合 成 塔 入 口 气 的 组 成 为 NH3(3.5%),CH4+Ar(21%),要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 15%。通过查 阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程，并借助 CAD 技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图。最后对该工艺流程进行了物料衡 算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸 和材质进行了选择。
4.2 氨冷器热量计算.................................................................................... 40 4.3 循环机热量计算................................................................................... 42 4.4 合成塔热量计算................................................................................... 44 4.5 废热锅炉热量计算............................................................................... 46 4.6 热交换器热量计算............................................................................... 48 4.7 水冷器热量计算................................................................................... 49 4.8 氨分离器热量核算............................................................................... 50 5.主要设备计算................................................................................................... 51 5.1 废热锅炉设备工艺计算........................................................................ 51 5.2 热交换器设备工艺计算: ................................................................... 56
合成氨计算说明书
安徽建筑大学毕业设计专业化学工程与工艺班级13化工（1）班学生姓名程爽学号***********课题年产30万吨合成氨合成工段工艺设计指导教师邵群2016年 3 月 1 日目录30万吨/年合成氨合成工艺设计 ...........................................................................第一章文献综述....................................................................................................1.1 合成氨项目简介 ...............................................................................................................1.1.1 合成氨物理性质 ........................................................................................................1.1.2 合成氨化学性质 ........................................................................................................1.1.3 合成氨市场预测 ........................................................................................................1.1.4 合成氨国内产能，消耗 ............................................................................................1.1.5 合成氨国外产能，消耗 ............................................................................................1.2生产规模及产品方案 ........................................................................................................1.2.1 产品方案 ....................................................................................................................1.2.2 生产规格 ....................................................................................................................1.2.3 产品质量 ....................................................................................................................1.3工艺技术方案的选择 ........................................................................................................1.3.1 工艺路线 ....................................................................................................................1.3.2 工艺路线的比较与选择 ............................................................................................1.3.3 本设计研究内容 ........................................................................................................第二章物料衡算....................................................................................................2.1 设计要求...........................................................................................................................2.2 工艺流程图 .......................................................................................................................2.3 全流程物料衡算 ...............................................................................................................2.4 单个单元的物料衡算 .......................................................................................................2.4.1 鼓风机物料衡算 ........................................................................................................2.4.2 混合器物料衡算 ........................................................................................................2.4.3 换热器1物料衡算 ....................................................................................................2.4.4 反应器物料衡算 ........................................................................................................2.4.5 换热器2物料衡算 ....................................................................................................2.4.6 闪蒸罐物料衡算 ........................................................................................................2.4.7 循环混合器物料衡算 ................................................................................................2.4.8 循环压缩机物料衡算 ................................................................................................第三章能量衡算....................................................................................................3.1全流程的能量衡算 ............................................................................................................3.2 单个单元的能量衡算 .......................................................................................................3.2.1 鼓风机热量衡算 ........................................................................................................3.2.2 换热器1能量衡算 ....................................................................................................3.2.3 反应器能量衡算 ........................................................................................................3.2.4 换热器2能量衡算 ....................................................................................................3.2.5 闪蒸罐能量衡算 ........................................................................................................3.2.6 循环压缩机能量衡算 ................................................................................................第四章设备的选型和计算....................................................................................4.1设备选型............................................................................................................................4.1.1 设备简述 ....................................................................................................................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 ................................................................................................................1.4文献引用............................................................................................................................30万吨/年合成氨合成工艺设计摘要：氨是人体的基本元素之一，在粮食生产中占据着重要地位，是重要的基础化工产品，在国民经济中有重要地位。
化工设计课程设计---合成氨工艺
《化工设计》课程设计
材料项目 件数 1 1 1 1
1
备注
A1 A1 A1 A1
1
年产 20 万吨合成氨合成工段工艺设计
摘要： 本次课程设计任务为年产 20 万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合
成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述 基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。 其中氨合成工段是合成氨工艺的 中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H2 74.5%、N224%、CH4 1.2%、 Ar 0.3% 合 成 操 作 压 力 为 32MPa ， 合 成 塔 入 口 气 的 组 成 为 NH3(3.5%),CH4+Ar(21%),要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 15%。通过查 阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程，并借助 CAD 技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图。最后对该工艺流程进行了物料衡 算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度压力按相关标准对工艺管道的尺寸 和材质进行了选择。
关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算
The Design of 200kt/a Synthetic Ammonia Process
Abstract: There are many types of Ammonia synthesis technology and process,
Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic steps turnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(74.5%)、N2(24%)、CH4(1.2%)、 Ar(0.3%), the temperature is 34℃, the operating pressure is 32MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.5%),CH4+Ar(21%),it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 15% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and
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4.1.7冷交换器气液平衡计算：23
4.1.8液氨贮槽气液平衡计算：24
4.1.9液氨贮槽物料计算：27
4.1.10合成系统物料计算:28
4.1.11合成塔物料计算：30
4.1.12水冷器物料计算：31
4.1.13氨分离器物料计算：32
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。
4黄璐. 化工设计. 北京：化学工业出版社，2000
5陈五平主编.无机化工工艺学.第三版. 北京：化学工业出版社，1985
6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.
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。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
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，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，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。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。
本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等内容。在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等内容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。
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，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，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℃的高温条件下来制得氨气。
太 原 理 工 大 学
课 程 设 计 任 务 书
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。
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，2000
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。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
14时均等.化学工程手册.北京：化学工业出版社，1996
15赵国方.化工工艺设计概论.北京：原子能出版社，1990
16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，1985
18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
3. 氮肥工艺设计手册 气体压缩 氨合成 甲醇合成ห้องสมุดไป่ตู้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].1985
2郝晓刚等编著. 化工原理课程设计. 北京：化学工业出版社，2009
3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）
[关键词]：半水煤气合成法合成塔催化剂
符号说明6
第一章总论7
1.1概述7
1.2氨的性质7
1.2.1氨的物理性质7
1.2.2氨的化学性质8
1.3原料气来源8
1.4文献综述9
1.4.1合成氨工业的发展9
1.4.2合成氨工业的现状9
1.4.3合成氨工业的发展趋势10
1.5设计任务的项目来源10
第二章流程方案的确定11
2.1生产原理11
2.2各生产方法及特点11
2.3工艺流程的选择12
2.4合成塔进口气的组成14
第三章工艺流程简述16
3.1合成工段工艺流程简述16
3.2工艺流程方框图17
第四章工艺计算18
4.1物料衡算：18
4.1.1设计要求：18
4.1.2计算物料点流程图：18
4.1.3合成塔入口气组分：19
4.1.4合成塔出口气组分：20