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

2

t'的确定 (12)

2.2.3中变炉二段出口温度

'

2

t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

'

3

t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。人们在大于100cm3/m3氨的环境中，每天接触8小时会引起慢性中毒。

氨的主要物理性质有：极易溶于水，溶解时放出大量的热。氨水溶液呈碱性，易挥发。液氨和干燥的氨气对大部分物质没有腐蚀性，但在有水的条件下，对铜、银、锌等金属有腐蚀作用。

氨的化学性质有：在常温下相当稳定，在高温、电火花或紫外光的作用下可分解为氮和氢。具有可燃性，自然点为630℃，一般较难点燃。氨与空气或氧的混合物在一定范围内能够发生爆炸。氨的性质比较活泼，能与各种无机酸反应生成盐。

1.1.2氨的用途及在国民生产中的作用

氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。氨主要用于农业，合成氨是我化肥工业的基础，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分均占70%的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、合