年产15万吨合成氨初步设计说明书

十五万吨合成氨工艺

初步设计说明书

项目名称：二十万吨合成氨工艺设计

2013.01

目录

前言 (4)

第一章总论 (5)

1.1项目建设依据 (5)

1.2项目建设范围 (5)

1.3主要设计原则 (5)

1.4设计特点 (6)

1.5设计标准 (6)

第二章项目可行性论证 (7)

2.1项目背景 (7)

2.1.1研究背景 (7)

2.1.2项目建设的意义 (7)

2.2 市场预测 (7)

2.2.1国内外市场现状与预测 (7)

2.2.2价格分析 (8)

2.3.原料路线 (8)

2.3.1原料选择 (8)

2.3.2原料来源 (9)

2.4产品结构 (10)

第三章工艺技术方案 (11)

3.1工艺技术方案的选择 (11)

3.2生产工艺简介 (11)

3.2.1工艺简介 (11)

3.3.2项目产品及建设规模 (11)

第四章环境保护 (12)

4.1环保治理措施 (12)

4.1.1“三废”处理 (12)

4.1.2噪声处理 (12)

4.1.3绿化情况 (13)

4.2环境可行性及评价结论 (13)

第五章通风和空气调节 (14)

5.1设计依据 (14)

5.2设计范围 (14)

5.3设计方案 (14)

5.3.1通风要求 (14)

5.3.2通风设计 (15)

第六章电气 (16)

6.1设计原则 (16)

6.2防雷、防静电 (16)

第七章消防 (17)

7.1 消防系统 (17)

7.2消防实施 (17)

7.2.1室内消防设施 (17)

7.2.2室外消防设施 (18)

7.2.3管材及接口 (18)

7.3消防排水 (18)

7.3.1排水方式 (18)

7.3.2管材及接口 (18)

第八章劳动卫生安全 (19)

8.1职业安全卫生事故分类 (19)

8.1.1火灾、爆炸 (19)

8.1.2噪声及振动 (19)

8.1.3机械伤害 (19)

8.1.4触电事故 (19)

8.1.5高空坠落 (19)

8.2职业安全卫生主要设施 (19)

第九章储运与物流 (21)

9.1原料仓储 (21)

9.2产品仓储 (21)

9.3包装及装卸搬运方案 (21)

9.4运输过程注意事项 (21)

9.4.1运输事故预防措施 (21)

9.4.2 产品泄漏应急处理方案 (22)

9.4.3 已造成损害的处理方案 (22)

前言

合成氨与硫酸和纯碱一样是世界上较为重要的基础化学品之一。但是，其不同于硫酸和纯碱的是在较复杂的化工生产中，氨既是主要最终产品，也是重要中间体。在美国化肥领域内，液氨已成为主要氮肥。在世界其他地区，液氨的使用亦在增加。

氨的用途，无论是直接或作为中间体，主要均在化肥领域。在无机和有机化学品制造中，氨有许多其他较次要的用途，例如制造炸药和丙烯腈等。

本项目在前期实验基础上，工艺选择、工艺计算、设备选型、绘制工程图纸以为该项目产业化提供依据。

本项目采用氨合成工艺节能技术。众所周知，合成工段节能有两条途径：其一是节约自身的水电和冷冻量消耗；其二是提高氨合成反应热的回收品位和利用率。实现这两条途径的关键在于提高氨净值。

第一章总论

1.1项目建设依据

1，HGT 20688-2000化工工厂初步设计文件内容深度规定；

2，国家相关政策、技术及市场相关资料。

1.2项目建设范围

根据课程设计的要求，本项目的设计内容为：初步设计说明书，项目可行性研究，工艺流程设计，设备选型，总厂的平面布局，车间设备的布局，创业规划书，用户手册。

1.3主要设计原则

设计要求合成塔内件要达到节能降耗增产的目的，由于影响的因素较多，并不是一件容易做到的事情。它取决于原料气净化强度、催化剂的活性和使用寿命，工艺系统配置，还有一些其他的因素等。设计合成塔内件的原则要求如下：1，容积利用率高，即在一定的外筒高压空间内尽可能多装催化剂，这意味着生产能力大。

2，反应热利用率高氨合成是一个可逆放热反应，此部分热量应尽可能用来副产高品位蒸汽。

3，采用多层绝热式催化剂床，气体流动采用径向或横向流动，流通面积大。

4，反应气在催化剂床间的降温采用间接换热，提高出口氨浓度，减少气体分氨冷冻功及循环压缩功。

5，合理布置各部件，充分利用高压容器空间，改进气流分布，消除催化剂床的“死区”。

6，操作简单，内件在制造、安装、装卸催化剂方面简单易行、运行可靠、操作弹性大。

7，操作方便，内件流程简单，调节手段尽可能完善，工人操作方便，降低劳动强度。

8，压力降低，流体阻力低，气体分布均匀，催化剂表面积大，与气体接触多，反应充分，降低阻力。

9，设计高效传热的塔内换热器，减少换热器所占容积。

1.4设计特点

本设计采用氨合成工艺节能技术，氨合成塔均向低能耗，高效益的方向发展。

1.5设计标准

本设计按照原化工部制定的《化工工厂初步设计文件内容深度规定》及有关国家的专业标准。

第二章项目可行性论证

2.1项目背景

2.1.1研究背景

氨生产的历史，是为肥料工业和化学工业提供氮素这个更大的问题分不开的。在化学工业的早期，合成氨尚未问世，施肥要依靠各种天然物质和废物。合成氨要发展，首先必需与这些肥源竞争和取而代之。

1800年前化学生产规模有限，其所需氮来自当时的工业化国家数量有限的天然盐类，例如硝石（硝酸钾）；遥远地区的矿藏，虽然后来显得重要，但当时并没有怎样开发。从畜产回收的氯化铵盐在某些领域亦有使用。

在1910~1925年期间，当第一个不太完善工厂在建设时，合成氨就已进入市场竞争。此后由于氮肥需要增长极快，副产的来源赶不上需要，所以合成氨迅速增加显出其重要性，直至1970年合成氨已是供应世界氮肥量的90%。

2.1.2项目建设的意义

19世纪后期，随着炼焦工业在欧洲各国的逐渐兴起，人们发现，用炼焦的副产品氨为原料，可以制成硫酸氨，作为氮肥来使用。

2.2 市场预测

2.2.1国内外市场现状与预测

作出建立一个合成氨厂的决定，必须有这样的前提，即有一个较为长期的市场，且自产的氨要比外购的便宜。市场本身就是一个要求认真考虑的问题，这里对世界许多地区的市场情况不作深入讨论。在此期间，世界各地氨的使用都有了变化。根据这些情况可以预测在那些地方使用量将增加得更多。在几个地区按人口计算氨的消耗量，从1963年到1973年，世界氨消耗量增加了一倍以上。同一时期各地区的增长如下所示（以1963年为100%）：

亚洲............+500% 美国 (108)

南美............+775% 欧洲 (120)

非洲............+116% 中国 (138)