年产30万吨合成氨厂变换系统主要装置设计.
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。
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。
「年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计」
年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计一、工艺流程概述1.原料准备：将天然气（主要是甲烷）与空气作为主要原料，通过气体净化系统去除其中的杂质、硫化物和水分。
2.原料配送：将净化后的天然气和空气分别输送至气体净化系统进行进一步的处理和分析。
3.变换反应槽：将净化后的天然气和空气通过压缩机压缩至一定压力后，经过暖气交换器加热至高温（约500-600℃），再进入变换反应槽。
4.变换催化剂：在变换反应槽中，使用催化剂（通常是高温高压下的铁-钴催化剂）促进N2和H2的反应。
反应生成的合成氨会随气流从反应槽中流出。
5.除气系统：将反应槽中的气体通过除尘器，冷却器和吸附剂等设备进行处理，去除其中的固体颗粒、水分和其他杂质。
6.合成氨回收：经过除气系统处理后的气体中仍含有未反应的氮气和氢气，通过压缩机再次压缩进入蒸馏塔。
在蒸馏塔中，根据不同的沸点，将氨气和氮气分离开来，再通过冷凝器冷凝为液态氨。
7.废水处理：在工艺过程中产生的废水会经过处理系统去除其中的有机物和杂质，以保证排放的废水符合环保要求。
二、设备布置和操作要点1.变换反应槽的设计要考虑到温度、压力和气体流动速度的控制。
同时，需要定期更换催化剂，以维持优良的反应性能。
2.除气系统中的设备要进行定期维护和清洁，确保其正常工作和去除气体中的杂质、固体颗粒和水分。
3.合成氨回收装置要根据产品质量要求设置合适的操作参数，例如蒸馏塔的温度和压力。
此外，冷凝器的冷却水流需要保持稳定，以确保气体顺利冷凝为液态氨。
4.废水处理系统应配置适当的物理和化学处理单元，如过滤器、沉淀池和生物处理等，以达到废水排放标准。
5.需要建立相应的安全措施，如设立监测系统，确保气体和液体在整个工艺中的安全运输和使用。
三、工艺控制和性能优化1.在变换反应槽中，可以通过调节供气比例、压力和温度等参数来控制合成氨的产率和选择性。
同时，也可以根据反馈控制系统监测和调整催化剂的性能。
2.除气系统中的设备可以通过监测气体的组成和温度、压力等参数，来调整操作参数，以达到满足产品质量要求的除气效果。
(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。
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30万吨合成氨厂变换系统主要装置设计
CO2：
H2：
H2O：
将上述煤气各成分列为下表：
组成
N2
CH4
CO
CO2
H2
H2O
合计
含量（％）
1.78
6.469
17.257
20.265
29.99
24.242
100
含量（kmol）
1.78
6.469
17.257
20.265
29.99
24.242
100
2.3变换炉温升估算
式中 ：出、进催化剂床气体温度℃
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，硫化氢干基含量也很高。
含量（kmol）
1.78
6.469
2.741
34.812
44.537
9.695
100
第二变换炉入口温度为：280℃（553K）
第二变换炉出口温度为：410℃（683K）
第二变换炉入口CO变换率为：48.387％
第二变换炉出口CO变换率为：84.3％
2.4.3第三变换炉的物料衡算
第三变换炉入口压力假定为：2.81MPa=27.73atm
CH4：6.469kmol
CO2：28.615kmol
H2：38.34kmol
H2O：15.892kmol
第一变换炉出口各组分含量表：
表4—3
组成
N2
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。
30万吨合成氨工法
d焊接：经组对完毕并检查确认无问题的墙板，方可采用小线能量（小直径焊条、小电流快速焊接等）按分段退焊或分段跳焊的程序进行焊接，具体见图2。
图2
e立柱焊接变形的预防：
（1）辐射室墙板均为散件到货，为了保证制作质量，提高工作效率，减少高空作业，并避免安全事故的发生，我们在考虑到机具的能力及组合件的刚度的条件下，经分析研究后，决定对整个辐射室部件进行科学地分解，而后在地面进行组对、焊接，再分片吊装就位。具体分片组合设计如图1：即主要分为6大片（指含立柱，图中实线部分，可以直接吊装就位）和6小片（指不含立柱，图中虚线部分，须从上方插入），剩余少量构件的安装方法可以灵活掌握。
对流段位于炉体的上部，其内部水平装有四组对流盘管，按工艺作用可分为进料预热、蒸汽一、二级过热、锅炉给水、混合物料预热等。每组盘管由5块管板定位并支撑于两侧立柱上，管束两端由弯头箱封闭；对流段的底部布置有一组热风管（也来自透平排气管），用于补充炉内所需的部分热量，对流段的上部安装有集烟箱、引风机和烟囱等，炉子燃烧的废气经该部分组件依次排入大气。
c组对:考虑到墙板上的每块钢板较大,满焊后中部极易产生凸凹不平现象(钢板周边纤维焊后收缩所致),故采取以下措施:
1).钢板放在立柱下面,以便依靠立柱的压紧力和平台的支撑力减少其向下凸出,依靠板外的各种加强梁(分正式的和临时加固用的)减少或限制其向上凸出.
2).各零部件按所划基准线摆好后,对其尺寸作一次全面检查,其总宽度方向应留出焊后收缩量,一般为5—8mm(总宽尺寸大者取大值,一般一条对接焊缝留1—1.5mm的收缩间隙)。
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计
年产30万吨合成氨合成工段工艺设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章合成氨综述 (3)1.1 氨的用途 (3)1.2 氨的性质 (3)1.2.1 氨的物理性质 (3)1.2.2 氨的化学性质 (4)1.3 合成氨的生产方法 (4)1.4 合成工艺条件的选择 (5)1.4.1操作压力 (5)1.4.2 反应温度 (6)1.4.3空速 (6)1.4.4合成塔进口气体组成 (6)1.5 合成氨工业的发展 (7)第二章合成工段工艺简介 (9)2.1 合成工段工艺流程简述 (9)2.2 工艺流程方框简图 (10)2.3 设备简述 (10)2.3.1 氨合成塔 (10)2.3.2 热交换器与废热锅炉 (10)2.3.3 冷交换器 (11)2.3.4 氨冷器 (11)第三章工艺设计计算 (12)3.1 设计要求 (12)3.3.1合成塔入口气体组分 (12)3.3.2 合成塔出口气体组分 (13)3.3.3 合成率 (13)3.3.4 氨分离器气液平衡计算 (13)3.3.5 冷交换器气液平衡计算 (15)3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 (16)3.3.7 液氨储槽物料计算 (19)3.3.8 合成系统物料计算 (20)3.3.9 合成塔物料计算 (22)3.3.10 水冷器物料计算 (23)3.3.11 氨分离器物料计算 (24)3.3.12 冷交换器物料计算 (24)3.3.13 氨冷器的物料计算 (26)3.3.14 冷交换器物料计算 (28)3.3.15 液氨贮槽物料计算 (30)3.4 热量衡算 (32)3.4.1 冷交换器热量计算 (32)3.4.2 氨冷凝器热量计算 (36)3.4.3 循环机热量计算 (37)3.4.4 合成塔热量衡算 (39)3.4.5 废热锅炉热量计算： (41)3.4.6 热交换器热量计算 (43)3.4.7 水冷器热量衡算： (44)3.4.8 氨分离器热量衡算： (45)第四章设备的选型与计算 (47)4.1 设备选型 (47)4.1.1 设备简述 (47)4.1.2 流程说明 (47)4.2 合成塔设计 (48)4.2.2 催化剂层设计 (49)4.2.3 下换热器 (55)4.2.4 层间换热器 (56)4.3 辅助设备选型 (57)4.3.1 废热锅炉 (57)4.3.2 热交换器 (57)4.3.3 水冷器 (57)4.3.4 冷交换器 (58)4.3.5 氨冷器I (58)4.3.6 氨冷器II (58)结论 (60)致谢 (52)参考文献 (53)附录 (62)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。
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计设计说明
年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计设计说明年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计1.绪论1.1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。
由于受反应平衡影响，氢氮混合气不能全部转化为氨，反应后气体中一般只有10%-20%，通常采用冷冻的方法将已合成的氨分离，然后在未反应的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反应。
氨合成反应是一个放热反应，而氨分离过程又要消耗大量的冷量。
在氨合成系统中合理设计回收反应热的设备，可降低冷量的消耗。
氨合成工段的生产状况直接影响到合成氨厂生产成本的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。
根据合成氨反应中采用的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方法可以分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。
目前合成氨厂普片采用的采用的是低压法和中压法。
1.2 合成氨概况合成氨是重要的无机化工产品之一，最早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一定条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。
后来，他继续研究，于1909年改进了合成技术，使氨的含量达到6%以上。
合成氨工业起初是因为制作炸药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。
随着科学技术的发展，对合成氨的需要量日益增长。
20世纪50年代后氨的原料构成发生重大变化，近数十年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置发展主流，技术改进主要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法、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要地位。
合成氨在农业上有非常重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，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。
30万吨年合成氨项目一氧化碳变换工段初步设计阶段工艺设计 答辩PPT
绪论
1.2 国内外研究现状
国内 现状
1980年，随着硫催化剂研发成功，一氧化碳变换工艺以中 变串低变工艺为主，后来又开发了全低变的工艺，但全低 变的工艺存在运行时间长就会出现不稳定的情况。 1990年，开发出了中-低-低工艺。一氧化碳变换工艺发展 是围绕如何提高中-低-低工艺效率以及长期稳定性来展开的。 目前我国绝大多数数合成氨工厂主要采用的都是加压一氧 化碳变换工艺。
工艺流程和工艺原理
首先从原料制得的原料气从转化炉中出来进入废热锅炉，废热锅炉排出大量的热，气体温度从 900℃降低到330℃，然后在废热锅炉出口处加入水蒸气，使得水蒸气和变换气的比例为3.5，水蒸气 和变换气的混合气进入中变炉，在中变炉中催化剂催化条件小，水蒸气和一氧化碳反应生成氢气和 二氧化碳。这样变换气中的一氧化碳含量可以减少至3%以下。变换气再进入换热器，通过换热器， 变换气的温度可以降低到180℃以下，然后再进入甲烷化工段或者液氨洗涤工段。
PART 03
设备布置流程图
PART 04
致谢
致谢
THANKS!
大学生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和陪伴我一齐成长的同 学，他们在我的大学生涯给予了很大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的 导师，XXX老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导, 使我得以最终完成毕业论文设计！
30万吨/年合成氨项目一氧化碳变 换工段初步设计阶段工艺设计
目录 CONTENTS
01 选题意义 02 工艺流程和工艺原理 03 设备布置流程图 04 致谢
选题意义
1.1 一氧化碳变换反应的意义与作用
在合成氨的工艺流程中，由于合成氨的原材料中存在一部分一氧化碳，以及在 合成氨的过程中会生成一部分一氧化碳，这些一氧化碳如果不对其进行处理，其会 和反应过程中用到的催化剂如接触媒等发生反应，使得催化剂中毒失去作用。必须 对其进行变换处理，通过一氧化碳和水反应生成氢气和二氧化碳使得一氧化碳含量 降低，氢气可以作为合成氨的原材料，这样不仅解决了一氧化碳造成催化剂失效问 题，还可以利用一氧化碳携带的能量，剩余的少量一氧化碳通过采用催化剂如铜基 催化剂进一步去除。一氧化碳变换工艺对于整个合成氨工艺而言至关重要，不仅可 以提高合成氨的效率，还能降低催化剂的使用量，极大地提高合成氨工业利润。
#第十二章三十万吨合成氨转化工段
第十二章三十万吨/年合成氨转化工段一、工艺过程说明一段和二段转化可分为三个部分（位号采用实际工厂原始说明，以便与仿真系统对照）: ①工艺物料系统；② 燃料系统；③ 水汽系统。
相关工艺与控制流程图参见图12-1、图12-2和图12-3。
1.工艺物料系统脱硫后的石脑油汽与中压蒸汽按一定比例(H2O/C=3.7)混合进入一段转化炉F1201。
一段转化炉有两个辐射室和一个对流段。
辐射室内有转化管，内径φ100mm，有效长度10600 mm，共290根，内装环状φ 16×16×6的RKNR触媒24.9 m³。
有480个侧壁烧嘴用燃料气燃烧加热。
对流段5组换热器用来回收烟气热量。
蒸汽/油混合物首先进入对流段预热器E1201，预热至470℃后进入转化管。
预热温度过高会导致转化管上部触媒结炭。
用TRC043调节往中压蒸汽热消除器JZ1211喷入的锅炉给水量并控制之。
在转化管,物料继续被加热并在触媒上进行蒸汽转化反应。
一段炉出口工艺气温度780℃, 用TR080-089记录,并有高温报警器TAH080,气体含甲烷8.9%,用分析记录仪AR053检测。
用多点温度计TI216-231指示4组转化管触媒床上4个不同垂直高度的温度。
一段转化气接着进入二段转化炉F1202, 二段转化炉内装环状φ19×19×9的RKS触煤26.4 m³，一层装填。
在二段炉中加入空气,由于氢气与氧气的燃烧放出热量而使气体温度升高(约1200℃),使转化反应趋于完全, 同时得到合成氨所需的氮气。
压力0.33MPa的工艺空气由工艺空气压缩机K1202送来,温度为120℃,用TR022记录,经对流段第一和第二空气预热器E1204和E1202加热至550℃后进入二段炉。
用HIC031控制E1204和E1202间的旁路阀来调节E1202出口空气温度,用TR046记录之,并有高温报警TAH046, 以免超温烧坏E1202盘管。
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河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）中期报告 1 1 0.0025 25 25 25
0.0002 0.0002 K 计 675 45 22.5 20 1140 20 K 计=323.48W/(m ·K 2 A计 = Q 3515405 138.65m 2 K 计t m 323.48 78.375 = A实 A计 162 .5 =1.172 138 .65 即传热面有 17.2﹪的裕度。
设备一览表序号 1 名称规格∅=2.2m, H=5m 2 催化剂用量：18m ∅=2.5m, H=5.3m， 2 催化剂用量： 28.5m ∅-2.5m,
H=73m， 2 催化剂用量：180m ∅=0.8m, 2 S=350m , 管排列：正方形图号材料操作温度 (℃ ≤500 操作压力 (Mpa 3.5 数量 2 备注第一变换炉 C—301A/B 16MnR 2 第二变换炉 C—302A/B 16MnR ≤400 3.5 2 3 第三变换炉 C—303A/B 16MnR ≤300 3.5 2 4 换热器 W— 301A/B/C/D 碳钢 4 参考文献 1 黄仲涛，化肥工业催化剂，工业催化剂手册，北京：化学工业出版社，2004， 692～703 2 黄璐，王小国，化工设计，北京：化学工业出版社，2001，110～280 3 陈五平，一氧化碳变换，无机化工工艺学—合成氨，北京：化学工业出版社， 1995，131～167 4 王志魁，换热器，化工原理，北京：化学工业出版社，2005，182～188 5 陈声宗，化工设计，北京：化学工业出版社，2001 6 程兰征，热量恒算，物理化学第三版，上海，上海科技出版社，2007，25～42
河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）中期报告 7 葛婉华，陈鸣德，化工计算，北京，化学工业出版社，1990。