毕业设计论文—30万吨合成氨设计概要
年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计
（签字）
年月日
注：本表可根据内容续页。
六．进度安排及参考文献
1．进度安排
2013.10-------2013.12工厂实习，采集数据
2014.2.23-------2014.3.08查阅文献，选定脱碳工艺方案，准备开题
2014.3.10-------2014.4.10脱碳工段主要装置工艺计算
2014.4.10-------2014.5.10绘制脱碳塔、脱水塔、氨冷器设备图，脱碳工段工艺流程图，脱碳工段车间平面图
电耗×10-6／KJ
1.302
1.1
1．016
冷却水／m3
15
80
70
综合能耗×10-6／KJ
2.725
5.233
4.186
①注：以氨计。
4．NHD脱Βιβλιοθήκη 脱碳技术通过比较，我选择的是NHD脱硫脱碳技术，它是一种新型的低能净化工艺。NHD溶剂的主要成分为聚乙二醇二甲醚的混合物，属于物理吸收溶剂.该工艺适用于天然气为原料的氨厂，也可用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量较高的氨合成气、甲醇合成气等气体的净化。其优点有：吸收气体能力强、净化度高。溶剂的化学稳定性和热稳定性好，不氧化、不降解、不起泡，溶剂蒸汽压极低，使用过程中挥发损失少，运行中不需添加消泡剂、活化剂，生产运行稳定，操作方便，且运行及维修费低。NHD溶液无毒、挥发少、对环境无污染。溶剂无腐蚀性，吸收能力强。
四．在毕业设计中我要完成的任务
1.绘制脱碳塔氨冷气、脱水塔设备装配图、NHD脱碳系统带控制点流程图、脱碳车间平面布置图
2.对主要设备作物料衡算和热量衡算
五．本课题的研究目标和意义
通过对本课题的研究，对现在生产过程中的各种脱碳方法的研究和比较，对脱碳工段各个单元生产指标的计算和对比，可以对以往所学的专业知识进行全方位的巩固和梳理，将所学到的理论知识完全应用到生产实践上。本课题的目的是为了寻找出一套合理的脱碳工艺，以获得较高纯度的净化气，提高二氧化碳的回收率，简化合成氨脱碳流程，降低生产能耗，达到生产的较高经济效益指标。
【毕业设计】年产30万吨合成氨工艺设计
毕业设计题目名称：年产30万吨合成氨转变工序设计系别：化学工程系专业：应用化学班级： 06101学生：学号：指导教师（职称）：（教授）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转变工序的设计。
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。
设计采用的工艺流程简介：天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉，把CH4和烃类转化成H2，再经过二段炉进一步转化后换热进入高变炉，在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2，再经过低变炉使CO降到合格水平，去甲烷化工序。
本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势以及工艺流程、参数的确定和选择，论述了建厂的选址；介绍了氨变换工序的各种流程并确定本设计高-低变串联的流程。
工艺计算部分主要包括转化段和变换段的物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。
设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，并根据设计任务做了转化和变换工序带控制点的工艺流程图。
本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。
另外，就是尽量减少设备投资费用。
关键字：合成氨；天然气；转化；变换；AbstractAmmonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes. The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc.The design process used in brief are: compressed natural gas afterdesulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location; introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance, heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points.Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the good conditions, reasonable catalyst and energy utilization. In addition, investment in equipment designed to minimize costs.Keywords: ammonia; natural gas; transformation; transformation；目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)1 综述.................................................................. - 1 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 -1.1.1 氨的性质................................................... - 1 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 -1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 -1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 5 -1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 -1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 -1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 -1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 -1.4.1 原料的选择................................................. - 9 -1.4.2 工艺流程的选择............................................ - 10 -1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 -1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 -2 设计工艺计算......................................................... - 13 -2.1 转化段物料衡算................................................. - 13 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算...................................... - 14 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算...................................... - 17 -2.2 转化段热量衡算................................................. - 20 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算...................................... - 20 -2.2.2 二段炉的热量衡算.......................................... - 27 -2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算............................. - 28 -2.3 变换段的衡算................................................... - 30 -2.3.1 高温变换炉的衡算.......................................... - 30 -2.3.2 低温变换炉的衡算.......................................... - 32 -2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算......................... - 35 -2.4.1 换热器103-C热负荷........................................ - 35 -2.4.2 换热器104-C热负荷........................................ - 35 -2.5 设备工艺计算................................................... - 36 -参考文献............................................................... - 40 -致谢................................................................... - 41 -附录................................................................... - 41 -1 综述1.1 氨的性质、用途及重要性1.1.1 氨的性质氨分子式为NH，在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。
年产30万吨合成氨课程设计
年产30万吨合成氨课程设计目录1概述 (2)1.1设计题目 (2)1.2 设计具体内容范围及设计阶段 (2)1.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (2)1.4设计任务的依据 (3)1.5 产品方案 (4)2 技术分析 (4)2.1合成氨反应的特点 (4)2.2合成氨反应的动力学 (4)2.2.1反应机理 (4)2.3氨合成工艺的选择 (5)2.4系统循环结构 (5)2.5分离工艺 (6)3 生产流程简述 (6)4 工艺计算 (7)4.1 原始条件 (7)4.2 物料衡算 (8)4.3热量衡算 (16)5主要设备选型 (24)5.1 废热锅炉设备工艺计算 (24)5.2主要设备选型汇总表 (26)5.3主要设备图 (27)6设计心得 (29)参考文献 (30)1.概述1.1设计题目：年产30万吨合成氨合成工段设计1.2 设计具体内容范围及设计阶段本次设计的内容为合成氨合成工段的设计，具体包括以下几个设计阶段：1. 进行方案设计，确定生产方法和生产工艺流程。
2. 进行化工计算，包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。
3. 绘制带控制点的工艺流程图。
4. 进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置图。
5. 进行管路配置设计，并绘制管路布置图。
6. 撰写课程设计报告。
1.3设计的产品的性能、用途及市场需要(1) 氨的物化性能合成氨的化学名称为氨，氮含量为82.3%。
氨是一种无色具有强烈刺激性、催泪性和特殊臭气的无色气体，比空气轻，相对密度0.596，熔点－77.7℃；沸点－33.4℃。
标准状况下，1米3气氨重0.771公斤；1米3液氨重638.6公斤。
极易溶于水，常温（20℃）常压下，一个体积的水能溶解600个体积的氨；标准状况下，一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水，呈强碱性。
因此，用水喷淋处理跑氨事故，能收到较好的效果。
氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐；氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵，脱水成尿素；在铂催化剂存在的条件下，氨与氧作用生成一氧化氮，一氧化氮继续氧化并与水作用，便能得到硝酸。
(完整版)年产30万吨合成氨合成工段工艺设计毕业论文
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章合成氨综述............................................................................................................1.1 氨的用途....................................................................................................................................1.2 氨的性质....................................................................................................................................1.2.1 氨的物理性质 .......................................................................................................................1.2.2 氨的化学性质 .......................................................................................................................1.3 合成氨的生产方法 .................................................................................................................1.4 合成工艺条件的选择.............................................................................................................1.4.1操作压力.................................................................................................................................1.4.2 反应温度 ................................................................................................................................1.4.3空速..........................................................................................................................................1.4.4合成塔进口气体组成..........................................................................................................1.5 合成氨工业的发展 .................................................................................................................第二章合成工段工艺简介..............................................................................................2.1 合成工段工艺流程简述 ............................................................................................2.2 工艺流程方框简图 ....................................................................................................2.3 设备简述.....................................................................................................................2.3.1 氨合成塔..................................................................................................................2.3.3 冷交换器..................................................................................................................2.3.4 氨冷器......................................................................................................................第三章工艺设计计算 .......................................................................................................3.1 设计要求.....................................................................................................................3.2 工艺流程图.................................................................................................................3.3 物料计算.....................................................................................................................3.3.1合成塔入口气体组分 ..............................................................................................3.3.2 合成塔出口气体组分 .............................................................................................3.3.3 合成率......................................................................................................................3.3.4 氨分离器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.5 冷交换器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 .........................................................................................3.3.7 液氨储槽物料计算 .................................................................................................3.3.8 合成系统物料计算 .................................................................................................3.3.9 合成塔物料计算 .....................................................................................................3.3.10 水冷器物料计算 ...................................................................................................3.3.11 氨分离器物料计算................................................................................................3.3.12 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.13 氨冷器的物料计算 ...............................................................................................3.3.14 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.15 液氨贮槽物料计算 ...............................................................................................3.4 热量衡算.....................................................................................................................3.4.2 氨冷凝器热量计算 .................................................................................................3.4.3 循环机热量计算 .....................................................................................................3.4.4 合成塔热量衡算 .....................................................................................................3.4.5 废热锅炉热量计算： .............................................................................................3.4.6 热交换器热量计算 .................................................................................................3.4.7 水冷器热量衡算： .................................................................................................3.4.8 氨分离器热量衡算： .............................................................................................第四章设备的选型与计算..............................................................................................4.1 设备选型.....................................................................................................................4.1.1 设备简述..................................................................................................................4.1.2 流程说明..................................................................................................................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..............................................................................................................4.3 辅助设备选型 ............................................................................................................4.3.1 废热锅炉..................................................................................................................4.3.2 热交换器..................................................................................................................4.3.3 水冷器......................................................................................................................4.3.4 冷交换器..................................................................................................................4.3.5 氨冷器I ...................................................................................................................结论......................................................................................................................................致谢......................................................................................................................................参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：氨是一种重要的化工产品，在国民经济中有重要的作用。
(论文)年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计毕业论文[精选整理]
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本科毕业设计年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计Decarbonization Process design on synthetic ammoniaAt an output of 300,000 t/a目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................................................................ I I 引言 . (1)第一章总论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 氨的性质 (2)1.1.2 氨的用途及在化工生产中的地位 (2)1.2 合成氨的发展历史 (3)1.2.1 氨气的发现 (3)1.2.2 合成氨的发现及其发展 (3)1.2.3 世界合成氨工业发展 (3)1.3 文献综述 (4)1.3.1合成氨脱碳 (4)1.3.2合成氨脱碳的方法概述 (5)1.4 设计的依据 (5)第二章流程方案的确定 (6)2.1各脱碳方法对比 (6)2.1.1化学吸收法 (6)2.1.2物理吸收法 (6)2.1.3物理化学吸收法 (7)2.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳工艺基本原理 (8)2.2.1 PC法脱碳技术国内外现状 (8)2.2.2发展过程 (8)2.2.3技术经济 (9)第三章生产流程的简述 (6)3.1.2 解吸气体回收流程 (10)3.2液体流程 (10)3.2.1 碳酸丙烯酯脱碳流程简述 (10)3.2.2 稀液流程循环 (11)3.3存在的问题及解决的办法 (11)3.3.1综合分析PC法脱碳存在的主要问题有 (11)3.3.2解决办法 (11)第四章物料衡算和热量衡算 (13)4.1工艺参数及指标 (13)在PC中的溶解度关系 (13)24.1.2 PC的密度与温度的关系 (14)4.1.3 PC的蒸汽压 (14)4.1.4 PC的黏度 (14)4.2物料衡算 (14)4.2.1各组分在PC中的溶解量 (14)4.2.2溶剂夹带量 (15)4.2.3溶液带出的气量 (15)4.2.4出脱碳塔净化气量 (15)4.2.5 计算PC循环量 (16)4.2.6 入塔液中CO2夹带量 (16)4.2.7 带出气体的质量流量 (16)4.2.8 验算吸收液中净化气中CO2的含量 (16)4.2.9出塔气的组成 (17)4.3热量衡算 (17)第五章吸收塔的结构设计 (20)5.1确定吸收塔塔径及相关参数 (20)5.1.1基础数据 (20)5.1.2求取塔径 (21)5.1.4填料层高度的计算 (22)5.1.5 气相总传质单元高度 (24)5.1.6塔附属高度 (29)第六章塔零部件和辅助设备的设计与选取 (31)6.1 吸收塔零部件的选取 (31)6.1.1筒体、封头等部件的尺寸选取 (31)6.1.2防涡流挡板的选取 (31)6.1.3液体初始分布器 (32)6.1.4 液体再分布器 (33)6.1.5 填料支撑装置 (33)6.1.6接管管径的确定 (33)6.2 解吸塔的选取 (33)贮槽的选择 (34)6.4泵的选择 (34)结论 (34)致谢 .............................................................................................................................错误!未定义书签。
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II) (IV)1 综述.................................................................. - 1 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 -1.1.1 氨的性质................................................... - 1 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 -1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 -1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 -1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 -1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 -1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 -1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 -1.4.1 原料的选择................................................. - 9 -1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 -1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 -1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 -2 设计工艺计算......................................................... - 13 -2.1 转化段物料衡算................................................. - 13 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算...................................... - 14 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算...................................... - 17 -2.2 转化段热量衡算................................................. - 20 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算...................................... - 20 -2.2.2 二段炉的热量衡算.......................................... - 27 -2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算............................. - 28 -2.3 变换段的衡算................................................... - 30 -2.3.1 高温变换炉的衡算.......................................... - 30 -2.3.2 低温变换炉的衡算.......................................... - 32 -2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算......................... - 35 -2.4.1 换热器103-C热负荷........................................ - 35 -2.4.2 换热器104-C热负荷........................................ - 35 -2.5 设备工艺计算................................................... - 36 -参考文献............................................................... - 40 -致谢................................................................... - 41 -附录................................................................... - 42 -1 综述1.1 氨的性质、用途及重要性1.1.1 氨的性质氨分子式为NH3，在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。
年产30万吨合成氨基础工艺设计
毕业设计题目名称: 年产30万吨合成氨转变工序设计系别: 化学工程系专业: 应用化学班级: 06101 学生: 学号: 指导老师（职称）: （教授）摘要氨是关键基础化工产品之一, 在国民经济中占相关键地位。
合成氨生产经过多年发展, 现已发展成为一个成熟化工生产工艺。
本设计是以天然气为原料年产三十万吨合成氨转变工序设计。
多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主流, 技术改善关键方向是开发性能愈加好催化剂、降低氨合成压力、开发新原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。
设计采取工艺步骤介绍: 天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉, 把CH4和烃类转化成H2, 再经过二段炉深入转化后换热进入高变炉, 在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2, 再经过低变炉使CO降到合格水平, 去甲烷化工序。
本设计综述部分关键叙述了中国外合成氨工业现实状况及发展趋势以及工艺步骤、参数确定和选择, 叙述了建厂选址; 介绍了氨变换工序多种步骤并确定本设计高-低变串联步骤。
工艺计算部分关键包含转化段和变换段物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。
设备计算部分关键是高变炉催化剂用量具体计算, 并依据设计任务做了转化和变换工序带控制点工艺步骤图。
本设计优点在于选择较为良好厂址和原料路线, 确定良好工艺条件、合理催化剂和能源综合利用。
另外, 就是尽可能降低设备投资费用。
关键字: 合成氨; 天然气; 转化; 变换;AbstractAmmonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes.The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc.The design process used in brief are: compressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location; introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance,heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points.Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the good conditions, reasonable catalyst and energy utilization. In addition, investment in equipment designed to minimize costs.Keywords: ammonia; natural gas; transformation; transformation;目录摘要........................................................ 错误!未定义书签。
年产三十万吨合成氨合成工段任务书
题目：
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计
学院
化学与材料工程学院
专 业
煤炭利用与深加工
班 级
1013101
学 号
101310127
学生姓名
庞雷
指导教师
赵海鹏
发放日期
2013.4.1
河南城建学院毕业设计（论文）任务书
一、主要任务与目标：
设计任务：合成氨厂合成工段的工艺设计
设计题目：年产30万吨合成氨合成工段的工艺设计
指导教师意见：
（建议就任务书的规范性；任务书主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量等方面写出意见。）
指导教师签名：
年月日
教研室审核意见：
教研室主任签名：
年月日
注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。
5、工艺流程图绘制
以单线图的形式绘制，表出主题设备和辅助设备的物料流向、物流量、能量流量和主要工艺参数测量点和控制点（即带控制点的工艺流程图）。
6、主要设备结构图的绘制
7、编写设计说明书：对工段概况的说明，流程叙述，设计特点，主要设备选型或计算说明，生产制度，并列表说明原材料与产品技术规格。
基本要求
设计条件:
新鲜氮氢气组成
组分
H2
N2
CH4
Ar
合计
体积％
73.16
25.17
1.29
0.38
100
新鲜气体温度：35℃
合成操作压力：30
水冷却器的冷却水温：25℃
气体部位的温度和压力自定
设计目标：
年产30万吨合成氨工艺设计
合成氨是一种重要的工业原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
为了满足市场需求，设计一套年产30万吨合成氨的工艺流程是非常必要的。
以下是一个关于年产30万吨合成氨工艺设计的详细描述。
1.原料合成氨的主要原料是氢气和氮气。
在设计工艺流程时，需要考虑原料的纯度和供应。
可以选用化工厂附近的气体供应公司作为原料供应商，以确保原料的质量和稳定性。
2.反应器反应器是合成氨工艺中最关键的设备之一、合成氨的主要反应是哈贡斯法，即通过高温和高压下将氮气和氢气反应生成氨气。
反应器的设计需要考虑反应温度、压力、催化剂的选择和载体的设计等因素。
3.冷凝器由于反应生成的氨气含有大量热能，需要通过冷却过程将其转化为液态。
冷凝器的设计需要考虑冷却剂的选择、冷却剂的流量和温度等因素，以确保氨气能够高效地冷凝成液体。
4.吸收器合成氨工艺中经常使用吸收器来去除氨气中的杂质，如二氧化碳等。
吸收器的设计需要考虑吸收剂的选择、吸收剂的流量和浓度等因素，以确保氨气的纯度符合要求。
5.除尘器合成氨工艺中会产生一些固体颗粒，需要通过除尘器去除。
除尘器的设计需要考虑除尘剂的选择、过滤面积和过滤速度等因素，以确保固体颗粒能够有效地被去除。
6.控制系统合成氨工艺中，需要精确控制反应温度、压力、物料流量等参数。
设计一个可靠的自动控制系统，能够对这些参数进行监控和调节，以确保工艺的稳定性和安全性。
7.能耗优化在工艺设计中，需要考虑能耗的优化，以减少生产成本和环境影响。
可以采用节能设备、优化工艺流程和回收废热等措施，减少能源的消耗。
8.安全设计合成氨是一种具有较高毒性和易燃性的化学物质，因此在工艺设计中需要重视安全性。
需要设计安全设施，如泄漏报警系统、防爆设备等，并制定严格的操作规程和应急预案，以确保工艺的安全进行。
以上是关于年产30万吨合成氨工艺设计的一个大致描述。
根据具体的实际情况和要求，还需要进行更为详细的工艺设计和设备选择。
工艺设计的关键是在保证产品质量和生产效益的基础上，实现能源节约和环境友好。
合成氨毕业设计论文
合成氨毕业设计论文【篇一：毕业论文合成氨】目录前言 (2)第一章总论 (3)1.1生产方法论述 (4)1.2氨合成催化剂的使用 (5)第二章氨合成工艺 (5)2.1氨合成工艺流程叙述 (5)2.2主要设备特点 (6)2.2.1氨合成塔(r1801) (7)第三章冷冻工艺流程说明 (8)3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (9)第四章自动控制 (10)4.1控制原则 (10)4.2 仪表选型 (10)第五章安全技术与节能 (11)5.1 生产性质及消防措施 (11)5.1.1生产性质 (11)5.1.2消防措施 (11)5.2节能措施 (12)参考文献 (13)致谢 (14)前言在常温常压下，氨是有强烈刺激臭味的无色气体，氨有毒，且易燃易爆，空气中含氨0.5％，在很短时间内即能使人窒息而死，含氨0.2％，在几秒钟内灼烧皮肤起泡，含氨0.07％，即会损伤眼睛。
氨的燃点150℃，在空气中的爆炸范围为16％～25％（体积）。
在标准状态下氨的密度0.771克/升，沸点－33.35℃，熔点（三相点）－77.75℃，气态氨加热到132.4℃以上时，在任何压力下都不会变成液态，此温度称为氨的临界温度。
氨极易溶于水，在常温常压下1升水约可溶解700升氨，氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应，例如：在催化剂的作用下能与氧反应生成no与co2反应生成氨基甲酸铵，然后脱水生成尿素。
4nh3?5o2?4no?6h2o2nh3?co2?nh4coonh2 （氨基甲酸铵）nh4coonh2?co(nh2)2?h2o氨还可与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸）反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。
除了化肥工业以外，氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。
氨还可以用作制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨是在1754年由普利斯特里（priestly）加热氯化铵与石灰而制得。
年产30万吨合成氨工艺设计
年产30万吨合成氨工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、塑料、药品、染料等工业领域。
年产30万吨合成氨工艺设计即是针对每年生产30万吨合成氨的工艺进行设计。
本文将从原料准备、反应装置、分离装置和能源供应等方面进行详细介绍，以实现合成氨工艺的高效、稳定和可持续生产。
2. 原料准备合成氨的主要原料是氢气和氮气。
氢气可以通过蒸汽重整或煤气化产生，氮气则通常采购自外部供应商。
原料的准备过程包括氢气的制备和氮气的供应。
2.1 氢气制备氢气制备可以通过蒸汽重整法或煤气化法实现。
蒸汽重整法将天然气或液化石油气与蒸汽在热催化剂的作用下进行反应，生成氢气和一氧化碳。
煤气化法则将煤或其他含碳物质与氧气反应，生成合成气，再经过变换反应生成氢气。
2.2 氮气供应为保证合成氨工艺的稳定运行，需要从外部供应商采购足够的氮气。
氮气的供应应符合相关的质量标准，并与氢气进行充分的混合准备。
3. 反应装置合成氨的工艺主要是通过氢气和氮气的合成反应实现的。
合成反应需要在适当的温度和压力下进行，并且通常采用催化剂进行催化。
3.1 反应温度合成氨反应的温度通常在350到550摄氏度之间。
温度过高会导致催化剂烧结和氨的副反应增加，温度过低则会导致反应速率过慢。
因此，需要通过优化反应温度，以提高合成氨工艺的效率和产量。
3.2 反应压力合成氨反应通常在100到300兆帕之间的高压下进行。
增加压力可以提高氢气和氮气的折合摩尔浓度，促进反应的进行，但同时也会增加设备的压力对设备材料的要求。
因此，需要综合考虑反应速率、设备成本和安全性等因素，确定适宜的反应压力。
3.3 催化剂选择合成氨反应通常采用铁-铑催化剂。
铁对氮气的吸附和解离具有较好的催化作用，而铑可以提高催化剂的活性和稳定性。
催化剂的选择和优化是合成氨工艺设计中的关键问题，需要综合考虑催化剂的催化效率、稳定性和成本等因素。
4. 分离装置合成氨反应产生的混合物中含有大量的氨、氮气、氢气等挥发性成分，需要通过分离装置对这些成分进行分离和回收。
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文
合成氨是一种广泛应用于化肥、塑料、药品等领域的化学物质，具有
重要的经济和社会价值。
本文旨在设计一种年产30万吨合成氨的工艺，
以满足市场需求并提高生产效率。
首先，我们需要选择适合的反应器类型。
合成氨工艺通常采用催化剂
床层反应器，可有效控制反应温度和催化剂床的压力。
选择适宜的催化剂，如铁-铝催化剂，具有高催化活性和稳定性。
其次，反应器的设计需要考虑反应温度和压力。
合成氨反应的最佳工
艺条件为300-500摄氏度和150-250大气压。
通过调节反应条件，可以提
高氨气的产量和选择性。
在反应器后，需要进行气体分离和氨纯化处理。
气体分离通常采用低
温分离技术，如低温凝析法，可将氮气和未反应的氢气从产生的氨气中分
离出来。
随后，利用吸附剂和膜分离技术进行氨纯化处理，以提高氨气的
纯度和产品质量。
最后，废水处理也是一个重要的环节。
合成氨工艺中会产生废水，其
中含有高浓度的氨和其他有机物。
采用适当的废水处理工艺，如生物降解
和化学氧化等方法，可以有效降解有机物和去除氨，以达到环保要求。
总之，设计一种年产30万吨合成氨的工艺需要综合考虑反应器类型、反应条件、气体分离和氨纯化处理以及废水处理等因素。
通过合理设计和
优化工艺，提高生产效率和产品质量，将为合成氨行业的发展做出积极贡献。
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计1.绪论合成氨简介在高温高压和催化剂存在的条件下，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。
由于受反映平稳阻碍，氢氮混合气不能全数转化为氨，反映后气体中一样只有10%-20%，通常采纳冷冻的方式将已合成的氨分离，然后在未反映的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反映。
氨合成反映是一个放热反映，而氨分离进程又要消耗大量的冷量。
在氨合成系统中合理设计回收反映热的设备，可降低冷量的消耗。
氨合成工段的生产状况直接阻碍到合成氨厂生产本钱的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。
依照合成氨反映中采纳的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方式能够分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。
目前合成氨厂普片采纳的采纳的是低压法和中压法。
合成氨概况合成氨是重要的无机化工产品之一，最先是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的，其原理是由氮气和氢气在必然条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。
后来，他继续研究，于1909年改良了合成技术，使氨的含量达到6%以上。
合成氨工业起初是因为制作火药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争效劳;第一次世界大战终止后,转向为农业、工业效劳。
随着科学技术的进展，对合成氨的需要量日趋增加。
20世纪50年代后氨的原料组成发生重大转变，近数十年来合成氨工业进展专门快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置进展主流，技术改良要紧方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方式、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。
合成氨工业已有一个世纪的历史，在国民经济中占有重腹地位。
合成氨在农业上有超级重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵和各类含氮复合肥，都是以氨为原料的。
同时，合成氨也是大宗化工产品之一，世界每一年合成氨有80%用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
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。
最新年产30万吨合成氨工程设计
年产30万吨合成氨工程设计年产30万吨合成氨工程设计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。
本设计是以煤为原料年产三十万吨合成氨转变工序的设计。
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。
设计采用的工艺流程简介：采用煤造气出来的半水煤气，通入变换炉，采用煤气冷激及蒸汽换热的方式，使半水煤气在催化剂的作用下大部分CO和水蒸气反应获得H2，使CO降到合格水平。
本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨的各个工序流程。
工艺计算部进行了一氧化碳变换工序的物料衡算、热量衡算。
设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，以及热水塔和换热器的计算。
本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。
关键词：合成氨,水煤气,变换目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1氨的性质、用途及重要性 (1)1.1.1氨的性质 (1)1.1.2氨的用途及在国民生产中的作用 (1)1.1.3产品世界产业状况 (2)1.2产品的市场需求预测 (2)1.3 产品价格分析 (3)1.4 项目内容 (3)1.4.1项目名称、地址、承办单位及性质 (3)1.4.2项目编制的依据和原则 (4)1.4.3项目背景 (4)1.5 原料的选择 (4)1.6 以煤为原料的合成氨厂总体流程选择 (5)1.7 常压气化主要工艺选择 (6)1.7.1 造气 (6)1.7.2 变换 (6)1.7.3 脱CO2 (7)1.7.4 净化 (7)1.7.5 合成氨 (7)1.7.6 结论 (7)1.8 项目意义 (8)第2章一氧化碳变换系统计算 (8)2.1 主要参数 (8)2.1.1参考操作指标 (8)2.1.2设计参数的规定 (10)2.2 中变炉工艺条件计算 (10)2.2.1中变炉一段出口温度t1的确定 (10)2.2.2中变炉生口温度2t'的确定 (12)2.2.3中变炉二段出口温度'2t的计算 (12)2.2.4出二段气体的组成含量 (13)2.2.5中变炉三段出口温度'3t的计算 (13)2.3中变炉的热量衡算 (15)2.3.1热量平衡量 (15)2.3.2喷淋水冷激段（一二段间） (16)2.3.3二段 (16)2.3.4喷水冷激段（二、三段） (16)2.3.5三段 (16)2.4 主热变换器的物热衡算 (16)2.4.1物料衡算 (16)2.4.2热量衡算 (17)2.5 低变炉工艺条件计算 (18)2.5.1低变炉出口温度t出计算 (18)2.5.2低变炉出口组成和量计算 (18)2.5.3热量衡算 (19)2.6 第一水加热器物热衡算 (19)2.6.1蒸汽露点温度115℃ (19)2.6.2第一热水塔出水绝热饱和温度ts (19)2.6.3物料衡算 (20)2.6.4热量衡算 (20)2.7 饱和塔的物热衡算 (21)2.7.1物料衡算 (21)2.7.2热量衡算 (21)2.8 热水塔的物料衡算 (22)2.8.1物料衡算 (22)2.8.2热量衡算 (22)2.8.3出热 (23)2.9 二水加热器的物热衡算 (24)2.9.1物料衡算 (24)2.9.2热量衡算 (24)2.9.3出热 (24)第3章公用工程设施 (25)3.1 公用工程方案 (25)3.2 给排水 (25)结论 (26)参考文献 (27)附录 A (28)附录 B (32)附录 C (33)附录 D (34)附录 E (35)附录 F (36)致谢 (37)第1章绪论1.1氨的性质、用途及重要性1.1.1氨的性质氨分子式为NH3，在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。
30万吨合成氨毕业设计论文
前言本设计是年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计。
设计说明书分两部分。
第一部分是综述，分九章讨论了氨的性质、用途及其在国民经济中的地位，合成氨工业的现状及其发展趋势，现代大型氨长的生产特点，设计方案的论证，生产方法的综述与选择，本设计主要工艺参数的论证与确定，生产工艺流程的评述与选择，合成氨生产原理与本设计生产流程的叙述及本设计主要设备一览表。
第二部分是工艺设计计算，分别进行了消耗定额，返氢量的计算、天然气催化转化的计算、CO变换、气体净化、甲烷化过程的物料与热量衡算，换热器热负荷计算，最后进行了设备计算-----加压两段填料吸收塔工艺设计计算。
本设计附有转化、净化工段带控制点的工艺流程图、CO2吸收塔的装配图。
本设计选用Kellogg节能型流程，具有能耗低、流程简单的特点。
目录第一章.综述 (5)1.1 氨的性质、用途及其在国民经济中的地位 (6)1.2合成氨工业的现状及其发展趋势 (6)1.3现代大型氨厂的生产特点 (8)1.4设计方案的论证 (8)1.4.1原料的选择 (9)1.4.2原料的脱硫 (9)1.4.3造气 (10)1.4.4一氧化碳变换 (12)1.4.5 CO2的脱除 (13)1.4.6微量CO、CO2的脱除 (14)1.5本设计主要工艺参数的确定与论证 (15)1.5.1水碳比 (15)1.5.2转化炉出口气甲烷含量 (15)1.5.3转化压力 (16)1.5.4高低变换出口气中的CO含量 (16)1.5.5脱碳后CO2残余含量 (16)1.5.6吸收、再生的温度、再生塔的水汽比及溶液组成 (17)1.5.7甲烷化炉入口温度 (18)1.6生产工艺流程的评述与选择 (18)1.6.1 M.W凯洛格公司 (19)1.6.2布朗公司 (19)1.6.3帝国化学公司（ICI） (20)1.6.4托普索（Hald TopsØe）公司 (20)1.6.5伍德（Uhde）公司 (20)1.7合成氨生产原理与本设计生产流程的综述 (28)1.7.1原料气的脱硫 (28)1.7.2烃类蒸汽转化 (21)1.7.3 CO变换 (21)1.7.4原料气中CO2的脱除 (22)1.7.5甲烷化脱除微量的CO及CO2 (23)第二章工艺设计计算 (34)2.1设计依据： (34)2.2消耗定额、返氢量的计算 (34)2.2.1计算条件： (35)2.2.2计算变量 (35)2.2.3求解变量 (35)2.2.4计算 (35)2.3转化 (38)2.3.1一段转化炉物料衡算 (38)2.3.2二段炉物料、热量衡算 (42)2.4变换 (50)2.4.1高变物料、热量计算 (50)2.4.2低变炉物料、热量衡算 (53)2.4.3 102-F排水量计算 (56)2.5 CO2吸收塔原料气系统物料衡算 (58)2.5.1计算条件： (58)2.5.2.计算 (58)2.6甲烷化 (45)2.6.1甲烷化炉的物料衡算 (46)2.6.2甲烷化炉热量衡算 (47)2.6.3校核 (48)2.6.4 104-F排水量的计算 (49)2.7净化 (66)2.7.1本菲尔溶液循环量的计算 (66)2.7.2 1103-F排水量及回流水量的计算 (68)2.7.3 1110-C、1104-C热负荷的计算 (72)2.7.4吸收、再生系统的热平衡 (57)2.8换热器热负荷的计算 (65)2.8.1 103-C热负荷计算 (65)2.8.2 104-C热负荷计算 (66)2.8.3 1107-C的热负荷 (66)2.8.4 114-C热负荷计算 (86)2.8.5 144-C热负荷计算 (87)2.8.6 115-C的热负荷计算 (89)2.8.7 1115-C热负荷计算 (90)2.8.8 136-C热负荷计算 (92)第三章加压两段填料吸收塔设计 (73)3.1设计项目： (94)3.2设计条件 (94)3.3设计计算 (96)3.3.1塔型设计 (96)3.3.2 流体接触方式及喷淋 (96)3.3.3填料选择 (96)3.3.4上塔塔径计算 (97)3.3.5上塔填料高度计算 (80)3.3.6下塔塔径计算及下塔填料计算 (82)3.3.7校核计算 (85)第1章综述氮（N），是植物生长所必需的重要元素之一，空气的主要成分是氧和氮，其中氮占78%体积。
(完整版)年产三十万吨合成氨装置的粗煤气一氧化碳耐硫变换工艺设计定稿毕业设计论文
年产三十万吨合成氨装置的粗煤气一氧化碳耐硫变换工艺设计摘要本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产三十万吨合成氨系统流程，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，掌握了变换系统的设计方法。
关键词：变换，催化剂，工艺条件，一氧化碳含量目录第一章前言 (4)第1．1节合成氨在国民经济中的重要地位 (4)第1．2节合成氨工业发展简介 (5)第1．3节天脊集团合成氨的生产方法 (5)第二章设计说明 (7)第2．1节设计目的 (7)第2．2节工艺原理 (7)第2．3节工艺条件对一氧化碳含量的影响 (7)第2．4节上下流程配置………………………………………(8)第2．5节催化剂的选择 (8)第2．6节热量回收……………………………………………(9)第三章设计计算......................................................（10）第3．1节已知条件与要求 (10)第3．2节核算蒸汽是否够用 (10)第3．3节计算煤气成分 (11)第3．4节变换炉温升的估算 (11)第四章物料衡算 (13)第4．1节第一变换炉的物料衡算 (13)第4．2节第二变换炉的物料衡算 (15)第五章热量衡算 (18)第5．1节第二换热器进口煤气温度的计算 (18)第5．2节第一换热器进口煤气温度的计算 (19)第5．3节第一换热器热量衡算 (21)第5．4节第二换热器热量衡算 (21)第5．5节第一变换炉热量衡算....................................（22）第5．6节第二变换炉热量衡算 (23)第六章变换炉的工艺计算 (23)第 6.1节催化剂用量的计算 (23)第 6.2节变换炉工艺尺寸的计算 (25)第 6.3节催化剂床层阻力的计算 (26)第七章换热器选型 (29)第7.1节第一换热器的选型与计算 (29)第八章设备一览表……………………………………………(34)第九章设计结果分析和改进方向 (34)第十章参考文献………………………………………………（35）第十一章致谢 (36)第一章前言第1．1节合成氨工业在国民经济中的重要地位合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。
年产30万吨合成氨厂变换工段列管式换热器E04102设计毕业设计论文
贵州大学毕业论文（设计）毕业论文（设计）题目：年产30万吨合成氨厂变换工段列管式换热器E04102设计学院：化学与化学工程学院专业：过程装备与控制工程班级：学号：学生姓名：指导教师：目录目录 (Ⅰ)中文摘要 (Ⅲ)英文摘要 (Ⅳ)前言 (1)第一章工艺计算 (5)1.1物料衡算 (5)1.2热量衡算 (5)1.2.1冷流体的物性参数 (5)1.2.2热流体的物性参数 (9)1.2.3冷热流体的物性表 (13)1.3冷热流体的流程安排 (13)1.4管壳程数及流体流型的确定 (14)1.5传热平均温差的计算 (14)1.6估算传热面积 (14)1.7结构设计 (14)1.7.1管程设计--确定换热器规格、管数和布管 (14)1.7.2确定管程流速 (15)1.7.3壳程设计 (16)1.7.4核算换热面积A (16)第二章强度计算 (22)2.1壳体设计 (22)2.1.1壳体筒体壁厚计算与校核 (22)2.1.2壳体筒体封头计算与校核 (24)2.2管箱设计 (26)2.2.1管箱壁厚计算与校核 (27)2.2.2管箱封头计算与校核 (29)2.3法兰设计 (31)2.3.1垫片设计 (32)2.3.2螺栓设计 (33)2.3.3法兰设计 (35)2.4管板设计 (39)2.5温差应力的计算 (46)2.6筒体内部设计 (48)2.6.1换热管与管板的连接 (48)2.6.2支撑板的设计 (48)2.6.3管箱隔板的设计 (49)2.6.4防冲板的设计 (49)2.6.5起吊附件 (49)2.7开孔和开孔补强设计 (49)2.7.1管箱开孔补强设计 (50)2.7.1壳体开孔补强设计 (51)2.8耳座的设计 (54)第三章U型管式式换热器的制造工艺 (58)3.1U型管式换热器的制造 (58)3.1.1筒体 (58)3.1.2封头和管箱 (58)3.1.3换热管 (58)3.1.4设备组装 (58)3.2换热管管板的连接 (58)3.3管板的加工 (59)第四章换热器的检验、安装与维修 (60)4.1安装 (60)4.2维修 (60)4.3 清洗 (60)结论 (61)参考文献 (62)致谢 (63)摘要本设计着重就E04102U型管换热器的设计，并简要论述了其加工制造过程，就以所给的物性参数和生产量为基础，利用传热原理和传热计算所得换热器面积确定U型管换热器的基本形式。
大学毕业设计---年产30万吨合成氨造气工段工艺
年产30万吨合成氨造气工段工艺设计The Design of Producing Coal Gas about Synthesis ofAmmonia 300000t/a目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章绪论 (3)1.1 煤气化发展史 (3)1.2 国内外发展现状 (4)第二章生产方法的选择 (5)2.1生产方法的介绍 (5)2.1.1 固定床气化法 (5)2.1.2 流化床气化 (5)2.1.3 气流床气化 (6)2.2 生产方案的选择及论证 (6)第三章常压固定床间歇气化法 (8)3.1 固定床气化法的特点 (8)3.2 半水煤气定义 (8)3.3 半水煤气制气原理 (8)3.3.1 煤气发生炉构造及气化反应的分区 (8)3.3.2 制气原理 (9)3.4 生产半水煤气对固体原料性能的要求 (10)3.5 间歇式制半水煤气的工艺条件 (11)3.6 生产流程的选择及论证 (12)3.7 间歇式气化的工作循环 (13)3.8 间歇式制半水煤气工艺流程 (14)3.9 各主要设备简介 (15)3.9.1 煤气发生炉 (15)3.9.2 燃烧室 (15)3.9.3 废热锅炉 (16)3.9.4 洗气箱 (16)3.9.5 洗涤塔 (16)3.9.6 烟囱 (17)3.9.7 自动机 (17)第四章工艺计算 (18)4.1 已知条件 (18)4.2 物料及热量衡算 (20)4.2.1 吹风阶段的计算 (20)4.2.2 制气阶段的计算 (22)4.2.3 总过程计算 (26)4.3 配气计算 (29)4.4 消耗定额 (30)4.5 吹净时间核算 (30)4.6 废热锅炉的热量衡算 (30)4.6.1 已知条件 (30)4.6.2 热量衡算 (32)4.6.3 热量平衡和总固体平衡 (35)4.7 夹套锅炉的物料及热量衡算 (35)4.7.1 已知条件 (35)4.7.2 产气量及消耗量计算 (36)第五章设备计算选型 (37)5.1 煤气炉指标 (37)5.2 煤气台数的确定 (38)5.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (39)5.4 废热锅炉的选型 (39)结论 (41)致谢............................................................................................. 错误！未定义书签。
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年产三十万吨合成氨装置的粗煤气一氧化碳耐硫变换工艺设计摘要本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产三十万吨合成氨系统流程，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，掌握了变换系统的设计方法。
关键词：变换，催化剂，工艺条件，一氧化碳含量目录第一章前言 (4)第1．1节合成氨在国民经济中的重要地位 (4)第1．2节合成氨工业发展简介 (5)第1．3节天脊集团合成氨的生产方法 (5)第二章设计说明 (7)第2．1节设计目的 (7)第2．2节工艺原理 (7)第2．3节工艺条件对一氧化碳含量的影响 (7)第2．4节上下流程配置 (8)第2．5节催化剂的选择 (8)第2．6节热量回收 (9)第三章设计计算 (10)第3．1节已知条件与要求 (10)第3．2节核算蒸汽是否够用 (10)第3．3节计算煤气成分 (11)第3．4节变换炉温升的估算 (11)第四章物料衡算 (13)第4．1节第一变换炉的物料衡算 (13)第4．2节第二变换炉的物料衡算 (15)第五章热量衡算 (18)第5．1节第二换热器进口煤气温度的计算 (18)第5．2节第一换热器进口煤气温度的计算 (19)第5．3节第一换热器热量衡算 (21)第5．4节第二换热器热量衡算 (21)第5．5节第一变换炉热量衡算 (22)第5．6节第二变换炉热量衡算 (23)第六章变换炉的工艺计算 (23)第6.1节催化剂用量的计算 (23)第6.2节变换炉工艺尺寸的计算 (25)第6.3节催化剂床层阻力的计算 (26)第七章换热器选型 (29)第7.1节第一换热器的选型与计算 (29)第八章设备一览表 (34)第九章设计结果分析和改进方向 (34)第十章参考文献 (35)第十一章致谢 (36)第一章前言第1．1节合成氨工业在国民经济中的重要地位合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。
氨是化学工业的重要原料之一，用途十分广泛。
以氮和氢为原料合成氨，是目前世界上采用最广泛，也是最经济的一种方法。
氨的用途很广。
以氨为主要原料可以制造各种氮素肥料和复合肥料。
氨本身就是一种高效肥料，液氨含氮82.3%，一些国家已大规模直接施用液氨。
可见，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着十分重要的作用。
氨是氮肥的主要原料，可生产尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等；氨还可用来生产多种复合化肥，如磷酸氢铵等。
对农业生产有重大意义。
氨也是一些工业部门的重要原料。
工业用氨量已占合成氨产量的百分之十以上。
基本化学工业中的硝酸、纯碱、各种含氮无机盐，有机化学中的各种含氮中间体。
制药工业中的磺胺类药物和高分子化学工业中的氨基塑料、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等，都需直接或间接以氨为原料。
食品工业中，氨广泛用作冷冻剂，冶金工业、石油加工工业、机械工业亦需使用氨或其加工产品。
氨还应用于国防和尖端科学技术部门。
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都要消耗大量的氨。
生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。
不仅如此，合成氨工业的迅速发展，又促进了一系列科学技术和化学合成工业的发展。
如高压低温技术、催化和特殊金属材料的应用、固体燃料气化、液体和气体燃料的合理使用，以及尿素、甲醇、高级醇的合成，石油加氢，高压聚合物（如高压聚乙烯）的生产等，都是在合成氨工业的基础上发展起来或应用其生产技术成就而获得成功的。
随着科学和生产技术的发展，合成氨工业在国民经济各部门中的作用必将日益显著。
第1．2节合成氨工业发展简介1784年，有学者证明氨是由氮和氢组成的。
19世纪，人们试图利用高温、高压、电弧、催化剂等手段试验直接合成氨，均未成功。
19世纪末，在化学热力学、动力学和催化剂等领域取得一定进展后，对合成氨反应的研究有了新的进展。
1901年法国物理化学家吕·查得利开创性地提出氨合成的条件是高温、高压，催化剂存在。
1912年在德国建立了世界上第一个日产30吨的合成氨厂。
在以后的生产过程中，人们对合成氨的生产工艺进行了不断改进和完善，如变换工艺的改进。
原料气净化方法的革新及合成塔的改造等，但工艺路线没有大的变化。
改革开放以来，我国合成氨工业发展很快，产量不断增加，在原料气制造方面，基本掌握了煤、油、气不同原料的气化技术。
为了满足我国社会主义建设发展的需要，在发展煤炭加工业的同时，还积极开发石油和天然气资源，开展综合利用，逐步扩大了合成氨工业的原料来源。
近年来，由于透平式离心压缩机和电子计算机自动控制等新技术的应用，使我国合成氨工业朝现代化方向迈进了一步。
但是，单位氨产量的能量消耗、劳动生产率等方面和工业发达国家相比仍有较大差距。
按人口平均的化肥产量（吨/人·年）和单位种植面积施肥量仍然较低。
所以高速发展合成氨工业仍是一项紧迫的任务。
第1．3节天脊集团合成氨的生产方法天脊煤化工集团有限责任公司是我国于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合成气压缩机提压后送入托普索100型合成塔进行氨合成。
在2004年我公司将托普索100型合成塔技术改造为卡萨利300型轴径向型合成塔，在2005年我公司又进行了扩产改造，在原基础上增加部分设备使装置生产能力提高到年产合成氨45万吨。
中国是世界上少有的以煤为原料进行合成氨和甲醇生产的国家。
众所周知，煤化工与石油化工、天然气化工比较，具有先天不足。
主要表现在：工艺流程长，技术复杂；产品较单一，产业链较短；废物排放多，环保问题突出；装置投资高，经济效益较差。
但是，随着煤化工技术的发展和国际石油形势的日趋紧张，发展煤化工是必然的选择，煤化工产业已成为中国国民经济持续发展的重要保障。
山西是煤炭大省，煤种齐全，为发展煤化工提供了得天独厚的资源条件。
山西是我国重要的煤化工基地，煤化工以焦化、气化和乙炔化工为主，代表企业有天脊、三维、山焦、太化、丰喜、兰花等。
天脊煤化工集团有限公司前身为山西化肥厂，属中国“六五”重点建设工程，是20世纪80年代初成套引进德国、日本、法国、挪威等八个国家的十一项专利技术建成的大型高效复合肥生产基地，充分发挥了山西的煤炭资源优势，弥补了中国复合肥的不足，是山西省有代表性的煤化工企业。
经过80年代建设、90年代完善改造和近几年快速发展，天脊目前已形成了年产合成氨81万吨、硝酸81万吨、硝酸磷肥90万吨、尿素60万吨、多孔硝铵20万吨、水泥30万吨、塑料编织袋7500万条的生产能力。
第二章设计说明第2．1节设计目的本设计为年产三十万吨合成氨装置中的一氧化碳变换工序，目的是为了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。
第2．2节工艺原理一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下反应生成二氧化碳和氢气。
其反应式：C O+H2O﹦C O2+H2+410894k J/k m o l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，将不利于变化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。
在不能降低反应温度条件下，片面追求降低CO浓度，将会造成极大的蒸汽浪费。
第2．3节工艺条件对CO含量的影响除催化剂、反应热以外，对一氧化碳变换反应产生影响的还有反应温度、水蒸气、CO2、压力等工艺条件。
2.3.1反应温度的影响由化学反应平衡移动原理可知，反应温度越低，越有利于CO的变换，但工业生产中，降低反应温度和催化剂的性能综合考虑，反应开始时为提高反应速度一般在比较高温度下进行，在反应后段，为使反应进行比较完全，必须降低反应温度。
通常情况下，反应器入口温度要高出催化剂起活温度20-30℃。
另外由于煤气被水蒸气饱和，出口温度还要高出露点温度25-30℃。
2.3.2水蒸气含量的影响适度增加水蒸气的含量，也就提高了反应物浓度，有利于变换反应的进行，鲁奇炉产生的高水汽比煤气含有的水蒸气，足以满足反应的需要。
2.3.3 CO 2含量的影响如果在每次反应后除去CO 2，则反应向生成H 2的方向移动，但是这样会导致流程复杂，设备增多。
随着宽温耐硫变换催化剂的研制成功和推广应用，解决了这一问题。
2.3.4压力的影响从理论上讲，压力对变换反应无多大影响，因为变换反应是气体等分子反应。
但是实际生产中，由于高汽气比的水煤气含大量的水蒸气，压力升高，水蒸气分压随着升高，各段入口变换气露点随之升高，为保护催化剂，势必各段的温度也要提高，出口温度提高，CO 的含量就不能保证，因此压力对变换反应的影响不可小视。
第2．4节 上下流程配置从气化工序来的粗煤气，绝对压力 2.94MPa ，冷却到被蒸汽饱和的181℃后进入本变换工序，经过一氧化碳变换后进入低温甲醇洗脱硫脱碳和液氮洗脱除一氧化碳、甲烷。
第2．5节 催化剂的选择一氧化碳变换反应催化剂的选用，主要根据合成氨生产工艺要求来确定，主要依据为原料气和变换气中一氧化碳和二氧化碳的含量、原料气中硫化氢和有机硫化物的含量以及原料气最终精制工艺的要求。
本合成氨装置采用低温甲醇洗﹙-65℃﹚脱硫脱碳以及液氮洗脱除一氧化碳、甲烷，和甲烷蒸汽转化的工艺路线。
变换入口粗煤气中一氧化碳和二氧化碳的含量较高，硫化氢干基含量达0.77％。
铁铬系高变催化剂虽然对工艺气中低浓度的硫化物不敏感，但是硫化物浓度太高，高于500×10-6，则催化剂会产生硫中毒（硫中毒反应Fe 3O 4+3H 2S=3FeS+4H 2O ），生成的FeS 在水蒸气和高温的作用下，又会发生分解而放出H 2S ，从这个意义上说，高变催化剂硫中毒是可逆的，当原料气中的硫含量降到很低时，催化剂的中毒现象可基本消失，但是FeS的生成和分解，使催化剂的强度下降，因此当原料气中硫含量较高时，不宜选用。
而硫和氯就是传统的低变催化剂最主要的毒物，可使低变催化剂发生永久性中毒，硫可与催化剂的活性金属铜发生反应而生成硫化铜，使催化剂的有效成分减少，活性下降。
据介绍，低变催化剂中的硫含量只要达到0.25％，其活性将下降一半，原料气中硫含量即使只有1×10-6，也会使催化剂中毒而失去活性，大大缩短使用寿命。
因此，本变换系统不能选用铁铬系变换催化剂和铜系催化剂，须选用钴钼系宽温耐硫变换催化剂。