氨合成塔毕业设计指导
【】毕业论文毕业设计年产20万吨合成氨厂工艺设计
【】毕业论⽂毕业设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计摘要氨的⼯业⽣产主要是利⽤氮⽓和氢⽓通过催化剂的催化⽽得到。
本设计是年产20万吨合成氨⼚的⼯艺设计，但由于合成氨的整个⽣产⼯艺较长，细节问题较多，鉴于设计时间的紧迫，本设计主要对合成氨的主要⼯段——合成⼯段进⾏了⼯艺计算、设备选型，并绘制了全⼚平⾯布置图、合成氨⼯艺流程⽰意图、合成⼯段带控制点⼯艺流程图、合成⼯段物料流程图、合成车间的⽴⾯图和平⾯图。
关键词：氨，催化剂，⼯艺，图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ，catalyst ，technology ，chart⽬录摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 ⼯程设计背景与发展状况. (1)1.1⼯程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 ⼯程设计条件与总平⾯布置 (3)2.1⼯程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公⽤⼯程概述 (3)2.1.3 劳动⼒资源条件 (3)2.2总平⾯布置 (3)2.2.1 总平⾯布置的基本原则 (3)2.2.2 总平⾯布置概述 (4)3 化⼯⼯艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间⽣产综合叙述 (7)3.2.1 合成⼯段的概况及特点 (7)3.2.2 ⼯作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 ⼯艺流程叙述 (8)4 合成⼯段的⼯艺计算及设备选型 (10)4.1合成⼯段设计要求 (10)4.2合成⼯段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号⼀览表 (45)5 安全⽣产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利⽤ (46)5.2劳动安全卫⽣ (46)致谢 (48)参考⽂献 (49)1⼯程设计背景与发展状况1.1 ⼯程设计的背景合成氨是化学⼯业中的⼀种重要的基础原料。
【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。
氨合成塔的课程设计
氨合成塔的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解氨合成的基本原理，掌握哈柏-博世工艺流程及氨合成塔的工作原理。
2. 学生能够描述影响氨合成效率的因素，如温度、压力、催化剂等。
3. 学生能够运用化学平衡的知识分析氨合成过程中的物料与能量平衡。
技能目标：1. 学生通过小组合作，设计并构建一个简易的氨合成塔模型，提升实验操作与工程实践能力。
2. 学生能够运用数学计算和图表分析氨合成过程中的数据，培养数据分析与处理技能。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对化学工业的兴趣和认识，增强对化学在国民经济中作用的了解。
2. 学生在学习过程中体验团队合作的重要性，提升责任感和合作精神。
3. 学生能够理解化学工业对环境的影响，培养绿色化学和可持续发展的意识。
课程性质分析：本课程为高中化学选修课程，旨在通过氨合成塔的设计，使学生将理论知识与实际工业应用相结合，增强学生的实践操作能力和工程观念。
学生特点分析：高中阶段的学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作兴趣，适合开展此类理论与实践相结合的课程。
教学要求分析：课程要求教师以学生为中心，采用项目式学习法，引导学生主动探索，注重培养学生的创新能力和实践能力。
通过课程的学习，使学生能够综合运用所学知识解决实际问题。
二、教学内容1. 氨合成原理及其在工业中的应用- 哈柏-博世工艺流程介绍- 氨合成反应的化学方程式及平衡- 影响氨合成效率的因素分析2. 氨合成塔的结构与工作原理- 氨合成塔的构造及功能- 催化剂的选择与作用- 氨合成塔内温度、压力分布3. 实践操作：氨合成塔模型设计与制作- 设计简易氨合成塔模型- 实验材料与仪器的选择- 模型制作过程中的安全与环保要求4. 数据分析与处理- 实验数据收集与记录- 数据分析方法与技巧- 图表绘制与应用5. 教学内容的安排与进度- 第一周：氨合成原理及其在工业中的应用- 第二周：氨合成塔的结构与工作原理- 第三周：实践操作：氨合成塔模型设计与制作- 第四周：数据分析与处理教学内容关联教材：本教学内容与教材《化学》选修3《化学工业》章节相关，涉及氨的合成、工业生产过程、化学平衡等知识点。
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。
氨合成塔毕业设计指导
氨合成塔毕业设计指导氨合成塔的毕业设计是工程师在化学工程领域的重要课题之一、氨合成塔是用于生产氨的关键设备，通过催化剂和合成气反应，将氮气和氢气转化成氨气。
设计一个高效稳定的氨合成塔对于提高氨气的产率和质量具有至关重要的意义。
首先，毕业设计的第一步应该是对氨合成塔的工艺流程进行分析和研究。
通过研究氨合成反应的原理和条件，了解氨合成反应的机理和反应条件对氨合成塔的设计具有重要的指导意义。
了解氨合成塔的设计参数和运行条件，如反应温度、压力、催化剂选择等。
第二步是进行氨合成塔的设备设计。
氨合成塔通常由进料器、反应器、冷却器和分离器组成。
进料器用于将氢气和氮气混合，然后进入反应器，进行氨合成反应。
在设计进料器时，需要考虑混合气体的均匀性和进料的稳定性。
反应器是氨合成塔的核心部分，需要选择合适的催化剂和反应温度、压力，并考虑反应器的尺寸和布局，以确保反应的高效性和稳定性。
冷却器通常用于降低反应后产生的热量，防止过热和副反应的发生。
分离器用于将反应后的氨气与未反应的气体进行分离，并提取纯氨气。
在设计分离器时，需要考虑分离效果和设备的能耗。
第三步是进行氨合成塔的过程模拟和优化。
通过使用化学工程软件，可以模拟氨合成塔的工艺流程和操作条件，以评估和优化氨合成塔的性能。
通过模拟可以确定合适的操作参数，以实现最高的氨气产率和质量。
对于大型氨气生产装置，还需要考虑能耗和环保指标，进行能耗优化和节能减排。
第四步是进行氨合成塔的安全评估。
氨气是一种具有高毒性和易燃性的气体，因此在设计氨合成塔时，需要考虑安全因素。
通过对氨合成塔的压力容器设计和结构设计进行认真分析和计算，确保其能够承受合适的压力和温度。
同时，还需要设计相应的安全装置和控制系统，以确保氨合成塔的安全运行。
最后，毕业设计的结论部分应该总结设计过程中的主要问题和解决方案，并对设计结果进行评价和展望。
可以描述设计方案的优点和局限性，并提出可能的改进和进一步研究的方向。
【最新版】年产20万吨合成氨合成工艺设计毕业设计
年产20万吨合成氨合成工艺设计The Process Design of 200kta of Synthetic AmmoniaSynthesis目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2 氨的用途 (2)1.3 氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1 氨合成的步骤 (5)2.2 氨合成工艺流程简述 (6)第三章工艺计算 (9)3.1 原始条件 (9)3.2 物料衡算 (9)3.2.1 合成塔物料衡算 (9)3.2.2 氨分离器气液平衡计算....................... 错误！未定义书签。
3.2.3 冷凝塔气液平衡计算......................... 错误！未定义书签。
3.2.4 液氨贮槽气液平衡计算....................... 错误！未定义书签。
3.2.5 液氨贮槽物料计算 (14)3.2.6 合成系统物料计算........................... 错误！未定义书签。
3.2.7 合成塔物料计算............................. 错误！未定义书签。
3.2.8 水冷器物料计算 (17)3.2.9 氨分离器物料计算 (18)3.2.10 冷凝塔物料计算 (19)3.2.11 氨冷器物料计算............................ 错误！未定义书签。
3.2.12 冷凝塔物料计算............................ 错误！未定义书签。
3.2.13 液氨贮槽物料计算.......................... 错误！未定义书签。
3.3 热量衡算 (26)3.3.1合成塔热量计算 (26)3.3.2 废热锅炉热量计算 (28)3.3.3 热交换器热量计算 (29)第四章设备的计算与选型..................... 错误！未定义书签。
合成氨毕业设计doc
合成氨毕业设计doc合成氨毕业设计篇一：合成氨本科毕业设计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，第一步是造气，即制备含有氢、氮的原料气；第二步是净化，不论选择什么原料，用什么方法造气，都必须对原料气进行净化处理，以除去氢、氮以外的杂质；第三步是压缩和合成，将纯净的氢、氮混合压缩到高压，在铁催化剂与高温条件下合成为氨。
目前氨合成的方法，由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同，一般可分为低压法、中压法和高压法三种。
本设计主要是对合成塔工段的设计，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℃的高温高压条件下来制得氨气。
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，在合成效率方面也有进一步研究。
关键词:氮气；氢气；四氧化三铁催化剂；氨合成塔AbstractAmmonia production design determines the size of the production of synthetic ammonia, equipment requirements, as well as the status process. The design of the method used was semi-water gas synthesis, the main raw material is coal and nitrogen, the use of coal to generate hydrogen, while the design is a synthesis of the main section of the tower design, it is the direct use of raw materials used in nitrogen and hydrogen, itssynthesis tower as the main equipment, in the ammonia cooler, water coolers, gas - gas exchange, recycling machines, separators, auxiliary equipment, such as condensation of the tower under the four iron oxide catalyst, in the high-temperature conditions of 485-500 ℃ obtained from ammonia. The first step is to build gas,Preparation that contains hydrogen, nitrogen gas; second step is purification, regardless of what materials, what methods of gas must be carried out on the feed gas purification to remove hydrogen and。
年产15万吨合成氨装置设计
第一章总论一、指导思想化工设计是政治、经济和技术紧密结合的一门科学技术。
化工设计在新厂建设，老厂改造挖潜中具有极其重要的作用，也可以说设计是生产的先导，是科研成果转化为工业化大生产的必经途径。
因此，设计质量的好坏，对化工行业的发展影响极大，一定要在思想上充分的重视。
有关化工设计方面的知识和技能，不仅对专门从事化工设计的人员需要学习和掌握，而且对从事化工生产、科学实验和技术管理方面的人员，也同样需要具备。
因此，化工工艺专业的学员一定要掌握化工设计方面的基础知识。
从教学出发对学生进行化工设计方面的基本训练，有助于培养学生综合运用理论知识，联系生产实际，提高分析和解决问题的能力，有助于提高学生的运算技巧和设计绘图的能力，当然设计能力的培养和深化，有赖于更多的实践，只有通过实践，积累经验，才能培养思维、想象和创造的能力，才能促进设计能力的不断提高。
总之，经过初步训练，具有一定的化工工艺设计能力后，在生产、基建、科研和管理等方面，一定会发挥出重要的作用。
二、设计依据1、毕业设计是以设计者深入现场收集的数据，掌握所设计项目的生产程序。
2、以毕业设计任务书和化工工艺专业课本及参考书为依据。
三、设计规模及操作制度1、设计规模：年产15万吨合成氨装置。
2、操作制度：根据化工生产的特点，采用四班三倒轮换操作。
3、生产制度：根据设备的大、中、小修及偶然事故的发生，年生产日一般为330天左右。
大修：20天 3年|次（一般）中修：7天 1年|次小修：1～5天（经常）4、发展规划：向年产30万吨合成氨发展。
四、主要原料来源、数量及组成主要原料气为新鲜气：1、生产原料：合成氨用的氢氮混合气规格：压力为320大气压（表压）成份：按气体体积百分数H2=74.63% N2=24.87% （CH4+A r）=0.5%2、消耗定额氢氮混合气：2800m3∕吨氨河水： 62吨∕吨氨锅炉用化学净水：7.5吨∕吨氨电：130千瓦∕小时吨氨五、辅助原料来源、组成及数量来源：来自水、气及其它副产品。
固定氨蒸氨塔设计任务书
4、设计计算说明书，不少于15000汉字。设计、计算应有一定量的计算机应用内容（附程序及结果）；
5、用CAD绘图（折合5－6张甲１），并手绘一幅A1号（含）以上图纸。
设计参数：
工作压力：0.055MPa，设计压力：0.08MPa，工作温度：145℃，
1.完成毕业设计要求的工作量；
2.预答辩合格；
3.预答辩之后进行进一步审查。
注：本表内容可根据题目特点和要求选取，表格可续页
指导教师签字：任务下达时间2011年1月7日学生签字：
毕业设计(论文)过程检查记录
学生姓名
班级
序号
检查日期
检查内容
完成情况
月日
2
月日
3
月日
4
月日
5
月日
6
月日
设计温度：170℃，物料：氨水、氨气、CO2及碱液，焊缝系数：1，
设计风压：500 N/m2，地震烈度：8，腐蚀裕量：3mm，
场地类别：Ⅱ，塔体材料：Q235-A。
二、专题部分要求
1、根据工艺参数确定塔设备的相关结构参数；
2、材料的选择及说明；
3、筒体，封头，法兰，分液器，填料支承，开孔补强，支座等主要受压部件与元件的选取、结构选型与设计；
10、郑津洋主编，过程设备设计，化学工业出版社，2001
11、朱有庭等，化工设备设计手册，化学工业出版社
12、路秀林主编，塔设备，化学工业出版社，2004
13、朱有庭等，化工设备设计手册，化学工业出版社
14、黄振仁等，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，2004
八、答辩之前学生应作的准备工作提要
年产8万吨合成氨合成工艺设计毕业设计
本科毕业论文设计年产8万吨合成氨工艺设计PRODUCES 80,000 TONS OF AMMONIA SYNTHESIS PROCESSDESIGN学院（部）：理工大学专业班级：化学工程与工艺学生姓名：指导教师：2013年6月 1 日目录中文摘要 (2)外文摘要 (3)1．总论 (4)1.1设计任务的依据 (4)1.2概述……………………………………………………………………………1.2.1设计题目 (7)1.2.2 设计具体类容范围及设计阶段 (7)1.2.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (8)1.2.4简述产品的几种生产方法及特点 (8)1.3产品方案 (8)1.4设计产品所需要的主要原料规格、来源 (8)1.4.1设计产品所需要的主要原料来源 (8)1.4.2涉及产品所需要的主要原料规格 (8)1.5生产中产生有害物质和处理措施 (8)1.5.1氨气和液氨 (8)1.5.2合成氨废水 (8)2．生产流程及生产方法的确定 (8)3．生产流程简述 (14)4．工艺计算 (16)4.1原始条件 (16)4.2物料衡算 (16)4.2.1合成塔物料衡算 (18)4.2.2氨分离器气液平衡计算 (19)4.2.3冷交换器气液平衡计算 (19)4.2.4液氨贮槽气液平衡计算 (25)4.2.5液氨贮槽物料计算 (29)4.2.6热交换器热量计算 (35)4.2.7水冷器热量计算 (36)4.2.8氨分离器热量核算 (39)5. 主要设备选型 (39)5.1废热锅炉设备工艺计算 (40)5.1.1计算条件 (40)5.1.2 官内给热系数α计算 (41)5.1.3管内给热系数αi计算 (42)5.1.4总传热系数K 计算 (43)5.1.5平均传热温差m Δt 计算 (44)5.1.6传热面积 (45)5.2主要设备选型汇总 (46)6. 环境保护与安全措施 (47)6.1环境保护 (48)6.1.1化学沉淀—A/ O 工艺处理合成氨废水 (49)6.1.2 合成氨尾气的回 (50)6.2安全措施 (51)6.2.1防毒 (52)6.2.2 防火 (53)6.2.3防爆 (54)6.2.4防烧伤 (55)6.2.6防机械伤 (56)6.2.5防触电 (57)结束语 (40)注释 (40)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (43)摘要在整个合成氨工艺中，精制工序是非常重要的环节，经CO变换和脱硫碳后的原料气中撒花姑娘含有少量的CO和CO2，它们会毒害氨合成的催化剂。
基于PLC氨合成塔设计
氨合成塔毕业设计指导
四川理工学院机电工程系过程装备与控制工程（本科）毕业设计指导（氨合成塔）一．设计前的准备工作 （一）设计任务的研究1．设计题目的原始资料、性质和内容纲要；2．阅读毕业设计大纲，了解毕业设计的基本方法和主要要求； 3．查阅有关的期刊、文献和参考资料。
（二）毕业实习在三年级的生产实习及制造实习中，已经对合成氨的生产工艺流程有所了解，包括设备大致的结构设计和制造工艺过程也有了一定的认识。
在毕业实习的环节中更要充分利用实习的生产厂家，对氨合成塔的结构设计和制造工艺应有一个更深入的探讨。
从近几年的发展来分析，氨合成塔的设计主要是在内件结构、合成气流方向、触媒筐结构及换热器结构方面得到了一些发展，但并无重大进展。
因此，在设计中，除了继承传统的优良结构外，要充分利用合成塔设计的新思想和新方法，打破传统的设计方法和设计思路，合理地加入出自己的设计风格，使自己在大学时期的最后一个教学环节中获得全面的丰收。
（三）拟定设计计划根据毕业设计任务书和毕业设计大纲，结合自己的实际情况，对自己的设计工作拟定一个时间安排，按自己的设计进度进行，保证设计任务如期优质完成。
二．概述（一）合成氨工艺简介氨合成塔是合成氨生产的心脏。
合成氨生产是以氢气、氮气为原料，在一定的温度与压力并有触媒（催化剂）存在的条件下，直接合成为氨的过程，其化学反应式为： Q NH H N +↔+32223这个反应是放热和体积缩小的可逆化学反应。
放热、体积缩小和可逆是合成氨工艺过程的特性，这个特性影响工艺操作，也影响合成塔的结构。
因此根据可逆反应的特点，必须选择一个适宜的操作条件，使在某一化学平衡的条件下，生成物气体中含氨量最多。
温度、压力、空速和触媒的选用对整个合成氨生产的质量和产量都有不同程度的影响。
触媒床的温度分布应尽可能接近生产工艺中的适宜温度分布曲线，加压对反应速度有利，空塔速度一般有一最佳值，不能太大或太小（现根据生产经验决定）。
（二）合成氨生产的发展氨是1754年普里斯特利（Priestly ）加热氯化铵和石灰时发现的，在1901年吕·查得利第一个提出了氨的合成条件是高温、高压并采用一定的催化剂。
2200整体锻焊式氨合成塔设计(固定管板式换热器)
2200整体锻焊式氨合成塔设计（固定管板式换热器）摘要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。
氨合成塔是生产合成氨的关键设备。
本设计进行了氨合成塔的工艺设计，及其筒体和内件的选型、选材、结构设计，并提出了氨合成塔的制造、安装、维护方法。
绘制了氨合成塔装配图和零件图。
对其焊接应力作了专题讨论。
关键词：氨；氨合成塔；工艺设计；结构设计；专题讨论ABSTRACTAmmonia is one of important inorganic chemical industry product, which occupy important position in national economy. And ammonia converter is the key equipment in the process of compound-ammonia production.This design has carried on the technical design of ammonia converter; it relates to the selection of type and material of the bowl and the internal part, and also shows the design of the whole structure of the process. Not only This design has drawn ammonia convertor assembling picture and part picture, but has also written a seminar to whose welding strain.Keywords: ammonia; ammonia converter; technical design; structural design; seminar目录任务书 ................................................................................................................................... 摘要 .. (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 氨的发现与合成 (1)1.2 合成氨生产的发展 (1)1.3 氨的性质和用途 (3)第2章氨合成塔工艺计算 (5)2.1 合成原理及典型工艺流程 (5)2.1.1 合成原理 (5)2.1.2 典型工艺流程 (5)2.2 合成塔操作条件与说明 (6)2.3 物料衡算 (8)2.3.1 计算依据 (8)2.3.2 物料衡算 (8)2.4 能量衡算 (11)2.4.1 全塔的总热量衡算 (11)2.4.2 触媒筐热量衡算 (12)2.4.3 热交换器热量衡算 (13)2.5 工艺技术特性一览表 (15)第3章设备类型的选择及论证 (16)3.1 氨合成塔的结构特点及基本要求 (16)3.2 外筒结构型式的选择及论证 (17)3.3 密封结构型式的选择及论证 (18)3.3.1高压容器的密封机理及结构分类 (18)3.3.2氨合成塔密封结构形式的选择及论证 (19)3.4 触媒筐结构设计及论证 (20)3.4.1 触媒筐设计的一般要求 (20)3.4.2 触媒筐的分类 (20)3.5 塔内换热器总体结构设计及论证 (22)3.5.1 换热器设计的一般要求 (22)3.5.2 换热器的类型选择及论证 (22)第4章主要设备材料的选择及论证 (24)4.1 氨合成塔材料的选择原则 (24)4.2 外筒材料的选择与论证 (24)4.2.1 筒体材料的选择与论证 (24)4.2.2 端部法兰材料的选择与论证 (25)4.2.3 上下封头材料的选择与论证 (25)4.2.5 螺母、螺栓及密封件材料的选择与论证 (26)4.3 内件材料选择及论证 (26)4.3.1 内件用材的基本要求 (26)4.3.2 内件各零部件材料的选择及论证 (27)4.3.3 内件焊接材料的选择 (28)4.3.4 保温铁皮材料的选择 (28)4.3.5 保温层材料的选择 (28)第5章触媒的选择及触媒筐设计 (30)5.1 触媒的选择 (30)5.1.1 触媒选择的基本要求 (30)5.1.2 触媒的类型选择 (30)5.1.3 触媒颗粒大的选择 (32)5.2 触媒筐设计 (32)5.2.1 触媒筐工艺指标的选择 (32)5.2.2 触媒筐的直径和高度 (33)5.2.3 绝热层高度 (34)5.2.4 冷管的选型和配置 (34)5.2.5 中心管的选择 (34)5.2.6 温度计套管的设计 (34)5.2.7 折流头高度 (34)5.2.8 保温型式及其厚度 (35)第6章电加热器设计 (36)6.1 电加热器的作用及其结构 (36)6.1.1 电加热器设计的一般要求 (36)6.1.2 电加热器结构型式选择 (36)6.2 电加热器材料的选择 (37)6.2.1 电热元件材料的一般要求 (37)6.2.2 电加热器材料的选择 (37)6.3 电加热器功率的确定 (38)6.4 电热元件的电气计算 (40)6.4.1 电加热器端电压的选择 (40)6.4.2 电加热器相数的选择 (40)6.4.3 电加热器的温度调节方式 (40)6.4.4 电热元件的计算 (40)6.5 电加热器端盖设计 (42)6.5.1 主螺栓及主螺母的设计 (42)6.5.2 端盖设计 (43)第7章换热器设计 (46)7.1 氨合成塔内换热器的设计条件 (46)7.2 设计方案选择 (46)7.2.1 流程安排 (46)7.2.2 物性数据的确定 (46)7.3 换热器工艺结构设计 (48)7.3.1 初算换热面积 (48)7.3.2 工艺结构尺寸 (49)7.4 换热器主要结构尺寸 (51)第8章氨合成塔的强度计算 (53)8.1 筒体的设计计算 (53)8.1.1 设计条件 (53)8.1.2 筒体厚度计算 (53)8.2 底部封头的设计计算 (54)8.2.2 封头厚度计算 (54)8.3 密封件的设计计算 (55)8.3.1 双锥环结构尺寸 (55)8.3.2 主螺栓的计算 (56)8.4 筒体上下端部平盖设计 (58)8.4.1 筒体下端部平盖设计 (58)8.4.2 筒体下端部平盖设计 (60)8.5 筒体端部法兰的设计计算 (61)8.5.1 法兰型式及尺寸的确定 (61)8.5.2 法兰强度校核 (62)8.6 四通的结构设计 (64)8.7 水压试验 (64)8.8 热膨胀量计算 (65)8.8.1 触媒筒中心管热膨胀量估算 (65)8.8.2 内件总膨胀量估算 (65)第9章典型零部件的制造安装工艺 (66)9.1 原料的检验 (66)9.2 原材料的矫形和净化 (66)9.2.1 矫形 (66)9.2.2 净化 (67)9.3 氨合成塔外筒的制造 (67)9.3.1 简介 (67)9.3.2 制造工艺 (67)9.4 氨合成塔内件的制造 (68)9.4.1 三套管式触媒筐的制造 (68)9.4.2 列管式换热器的制造 (70)9.5 氨合成塔的检验 (71)9.6 氨合成塔试压 (72)9.7 氨合成塔的安装 (73)9.7.1 施工前的准备 (73)9.7.3 安装安全技术 (77)9.8 氨合成塔的维护和检修 (79)9.8.1 氨合成塔的维护 (79)9.8.2 氨合成塔的检查 (80)第10章专题讨论 (82)10.1 本设计遇到的问题 (82)10.2 低封头与筒体连接的过渡型式解决方案 (82)10.3 法兰与筒体焊接处的应力分析 (82)10.3.1 应力计算 (82)10.3.2 结果分析 (84)总结 (86)参考文献 (87)致谢 (88)四川理工学院毕业设计（论文）第1章绪论我们知道，空气中含有78%（体积）的氮。
合成氨专科毕业设计
合成氨专科毕业设计合成氨专科毕业设计合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥、医药和塑料等领域。
合成氨专科毕业设计是化工专业学生在毕业阶段的一项重要任务，旨在通过实践与理论相结合的方式，培养学生的综合能力和解决实际问题的能力。
一、背景介绍合成氨是指通过合成反应将氮气和氢气转化为氨气的过程。
氨气是一种重要的氮源，广泛用于制造化肥和其他氮化合物。
合成氨的工艺流程复杂，需要考虑反应条件、催化剂选择、反应器设计等多个因素。
二、目标与意义合成氨专科毕业设计的目标是通过实践操作，掌握合成氨的工艺流程，熟悉相关设备的操作和维护，了解反应机理和催化剂的选择。
这对于学生将来从事化工工作具有重要的指导意义，也是培养学生实践能力和解决实际问题能力的有效途径。
三、实验设计合成氨专科毕业设计的实验设计通常包括以下几个方面：1. 实验前准备：了解合成氨的反应机理和工艺流程，研究相关文献资料，选择适当的催化剂和反应条件。
2. 设计反应器：根据实验要求，设计合成氨的反应器，考虑反应器的尺寸、材料和操作方式等因素。
3. 实验操作：按照设计的反应器，进行实验操作，控制反应条件，记录实验数据。
4. 数据分析：对实验数据进行分析，计算反应的转化率、选择性和收率等指标，评估合成氨的工艺流程。
5. 结果讨论：根据实验结果，讨论合成氨的工艺流程的优化方向和改进措施。
四、实验结果与讨论根据实验数据分析，我们可以评估合成氨的工艺流程的效果和可行性。
通过对不同催化剂的比较，可以选择出最佳的催化剂，提高合成氨的产率和选择性。
同时，通过对反应条件的调整，可以优化反应的速率和效果。
在实验结果的讨论中，我们还可以探讨合成氨的工艺流程中可能存在的问题和挑战。
例如，催化剂的寿命、反应器的设计和操作方式等都可能对合成氨的产率和质量产生影响。
通过分析这些问题，我们可以提出改进措施和优化方向，为合成氨工艺的进一步研究提供参考。
五、总结与展望合成氨专科毕业设计是化工专业学生在毕业阶段的一项重要任务。
合成氨合成工段年产万吨工艺设计毕业设计
合成氨合成工段年产万吨工艺设计毕业设计合成氨是工业生产中的重要化学物品之一，被广泛应用于肥料、塑料、药物等多个领域。
本文将以合成氨合成工段年产万吨工艺设计为主题，为大家介绍合成氨合成过程以及其关键工艺参数的设计要点。
一、合成氨合成过程合成氨的制备主要通过哈伯-卡尔斯过程实现，其反应方程式为：N2 + 3H2 → 2NH3该过程需要高压和高温条件下的催化反应，通常以铁和钼等金属为催化剂。
合成氨合成工段的设计需要精确控制反应条件和原料的配比，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
二、合成氨合成工段年产万吨工艺设计要点1.反应压力控制反应压力是直接影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的重要参数。
在设计合成氨合成工段时，需要通过合理的变量控制方案，确保反应压力的平稳控制。
例如，采用压力传感器和配套控制设备等技术手段，可以根据反应情况及时调整反应压力，以达到最佳工艺效果。
2.反应温度控制反应温度是影响哈伯-卡尔斯过程反应速率和氨生成量的另一个重要参数。
在合成氨合成工段设计中，需要精确控制反应温度，以在确保催化剂稳定性的情况下，使反应率达到最大值。
常见的反应温度控制手段包括热传导油式加热器、蒸汽加热器等。
3.催化剂的选择及生命周期控制在哈伯-卡尔斯过程中，催化剂的选择及其生命周期对合成氨合成工段的效率和质量具有重要影响。
通常采用铁-钼催化剂，具有较高的催化活性和稳定性。
催化剂衰减是一个不可避免的问题，通常采取“烧结-还原”等手段进行再生，以保证催化剂的长期稳定使用。
4.废气净化合成氨合成工段会产生大量的废气，其中含有大量的氮气和氢气等有害气体。
因此，在设计合成氨合成工段时，需要加强废气处理，以防止的环境污染和危害工作人员身体健康。
综上所述，合成氨合成工段的年产万吨工艺设计需要有序、合理地规划反应压力、温度、催化剂及废气净化等关键工艺参数，以确保高效的氨气生成和产品质量的稳定输出。
未来，随着科学技术的不断发展，合成氨合成工段的工艺设计将得到更完善和优化，提高其在工业生产中的重要性和市场竞争力。
合成氨毕业设计
合成氨过程的集散控制系统设计摘要本设计——“合成氨过程的集散控制系统设计”是针对目前合成氨生产的具体要求及集散控制系统（DCS）发展的现状，进行研究与设计，以实现合成氨生产过程自动控制与管理，最终提高企业经济效益为目的。
本文是以我国中大中型氮肥生产企业为背景，天然气为原料气，在分析了合成氨生产过程基本工艺的基础上，主要对合成氨过程中的合成工段进行研究。
此次设计详细介绍了此工段中的氢氮比控制，几乎所有的合成氨装置对氢氮比的控制都存在一定的问题。
氢氮比系统是一个超大时滞系统，大时滞系统的控制问题是过程控制中的难题，超大时滞系统的控制更为困难。
针对上述情况，本文设计了串级加前馈控制系统用于该过程氢氮比在线控制。
本文基于浙大中控的JX—300X系统进行系统组态、界面组态、操作组态。
在SCKey组态软件的环境下完成了系统组态，并对其控制功能进行分析。
DCS组态试验结果表明对于氨合成工段的集散控制系统较常规（经典）控制有明显的优势，此次设计基本成功。
关键词集散控制系统；合成氨工段；氢氮比控制；Distributed Control System Design of SyntheticAmmonia ProcessAbstractThis design –“D istributed Control System Design of Synthetic Ammonia Process”aims at the present situation which the specific request of the present synthetic ammonia production and development of the distributed control system (DCS), conducts the research and the design, realizes the synthetic ammonia industrial automatic control and the management, finally enhances the enterprise economic efficiency is the goal.This article takes our country in the large and middle scale nitrogenous fertilizers production enterprise as a background, and takes the natural gas as the feed gas, based on analyzing in the synthetic ammonia production process basic craft, mainly conducts the research to synthesis construction section of the synthetic ammonia process. The control scheme of H-N ratio in synthesis construction section is in detail presented in this paper. Some problems of controlling the H-N ratio exist in almost all devices of synthetic ammonia production. The system of H-N ratio is a very-large-scale-time delay system. It is a difficult problem to control a large-scale-time delay system in the field of control process and much more difficult to control a very-large-scale-time delay system. In this paper, one method to resolve this tough problem is obtained by Model-Free Control Method (MFC) with a pre-feed. The practice shows that this method works well. In view of the above situation, this article designs the cascade with a feed-forward control system to use H-N ratio to the on-line control.This article which based on “Zhe Da Zhong kong JX-300X” system carries on the system configuration, the interface configuration and the operation configuration. After accomplishing the system configuration in the SCKey configuration software environment, carries on the analysis to its control function.The DCS configuration test result indicates: Distributed control system of the ammonia synthesis construction section is more obvious superiority than the convention (classics) control system , and this design is basically success.目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ⅠAbstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ第1章前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1．1问题的提出及研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1．2 合成氨过程发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1．3 存在的问题及最新发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 第2章合成氨生产过程简述及控制需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2．1合成氨生产过程简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2．2合成氨工段的工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2．3控制需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第3章控制方案设计及论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3．1氢氮比控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3．1．1控制对象特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3．1．2工艺对氢氮比的控制要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3．1．3控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2惰性气体含量控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 3．3合成塔触媒层温度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3．4循环气氨冷器出口温度和液位控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3．5氨分离器及冷交换器液位控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 第4章控制系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154．1 JX—300X控制系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4．1．1 JX—300X系统结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 4．1．2 系统的主要特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 4．2仪表设备选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4．2．1选择原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4．2．2仪表的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 4．3系统硬件构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30 4．3．1 控制站的配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 4．3．2 I/O卡的配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 4．3．3 操作站的配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32 4．3．4 工程师站配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32 4．4 系统软件构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33 第５章系统组态及控制功能的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35 5．1SCKey组态软件简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35 5．1．1 集散控制系统组态的定义 (35)5．1．2 SCKey组态软件特点 (35)5．2 总体信息组态 (35)5．2．1 主机设置 (35)5.3 控制站组态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．365．3．1系统I/O组态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 5．3．2 自定义变量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．405．3．3系统控制方案组态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 5．4 操作站组态..................................................．45 5．4．1 系统标准画面组态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45 5．5 控制功能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 第6章结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50 谢辞．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51第1章前言1.1 问题的提出及研究目的在合成氨工业中，特别是近代大型合成厂的出现，生产技术和工艺过程日趋复杂，对过程自动化提出了更高的要求。
年产十五万吨合成氨毕业设计
摘要本文主要是合成氨合成工段的设计，主要包括物料计算、热量计算以及设备的选型，生产产品为液氨，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。
合成塔出口气体经废热锅炉、水冷器冷却至常温，进入氨分离器后部分氨被冷凝并被分离出来，再进入冷凝塔上部的冷交换器冷却后与新鲜气混合，进入氨冷器1冷却至0摄氏度，为降低其负荷进入氨冷器2继续冷却至-15摄氏度使绝大部分氨冷凝下来，并在冷凝塔下部使液氨分离出来，循环气经冷凝塔上的换热器加热至22摄氏度后经循环压缩机补充压力至15MPa后进入合成塔，开始下一个循环。
关键词：合成氨；合成工段；节能低耗AbstractThis article is mainly ammonia synthesis section design, including the calculation of material, heat calculation and equip ment selection, for the production of liquid a mmonia, liquid a mmonia production capacity of 150000 tons / year.Co mpared with the traditional proCess co mpared with energy saving, low consu mption, through the design of the two series of the a mmonia cooler, under low pressure, which reduces power consu mption, and ensures that the synthetic tower entrance a mmonia content require ment.Synthesis tower outlet gas waste heat boiler, water cooler cooling to room temperature, ammonia into ammonia separator after being condensed and separated out again into the condensing tower, the upper part of the cold heat exchanger cooling and fresh gas mixture, into the ammonia cooler 1 is cooled to 0 degrees Celsius, to reduce the load into the ammonia cooler 2 continued cooling to -15 degrees C make most ammonia condensed, and the condensing tower bottom so that the liquid ammonia is separated, circulating gas by condensation tower heat exchanger heating to 22 degrees C after circulating compressor added pressure to 15MPa after entering synthetic tower, the start of the next cycle.Key words: ammonia synthesis; synthesis process; Low energy consumption目录前言 (1)第1章说明书 (2)1.1合成氨的原料组成 (2)1.2合成氨的方法 (2)1.3合成氨的工艺流程 (2)1.3合成氨的机理和反应条件的确定 (4)1.4合成氨的催化剂 (5)第2章原材料及产品主要技术规格 (7)2.1原材料技术规格 (7)2.2氨水产品技术规格 (7)2.3液氨产品技术规格 (7)第3章工艺流程简述 (9)3.1工艺流程图 (9)3.2流程简述 (9)3.3设计规模及特点 (10)第4章物料计算 (11)4.1设计要求 (11)4.2带工作点的工艺流程简图 (11)4.3物料计算 (11)第5章热量衡算 (28)5.1冷交换器热量计算 (28)5.2氨冷凝器热量计算 (30)5.3循环机热量计算 (32)5.4合成塔热量衡算 (33)5.5沸热锅炉热量计算 (34)5.6热交换器热量计算 (35)5.7水冷器热量衡算 (36)5.8氨分离器热量衡算 (37)第6章设备的选型与计算 (38)6.1合成塔催化剂层设计 (38)6.2热锅炉设备工艺计算 (42)6.3热交换器设备工艺计算 (45)6.4水冷器设备工艺计算 (50)6.5冷交换器设备工艺计算 (52)参考文献 (58)致谢 (59)前言氨在国民经济中占有重要地位。
合成氨 毕业设计
目录1设计任务书 (1)1.1项目 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计规模 (4)1.4设计依据 (4)1.5产品方案............................................. 错误！未定义书签。
1.6原料方案............................................. 错误！未定义书签。
1.7生产方式............................................. 错误！未定义书签。
2工艺路线及流程图设计..................................... 错误！未定义书签。
2.1合成车间工艺流程方框图............................... 错误！未定义书签。
2.2合成氨车间工艺流程简述............................... 错误！未定义书签。
3车间生产环境............................................. 错误！未定义书签。
3.1工艺状况（高压高温）................................. 错误！未定义书签。
3.2设备状况（高压、低压并存相通）....................... 错误！未定义书签。
3.3有催化剂存在......................................... 错误！未定义书签。
5设计计算 (6)5.1物料衡算 (6)5.2能量衡算 (9)6主要设备设计及设备一览表 (11)6.1氨合成塔的设计 (11)6.2设备一览表 (12)9安全生产要求........................................... 错误！未定义书签。
致谢.. (16)主要参考文献： (17)附录: (18)1设计任务书1.1生产历史及发展趋势合成氨工业有近100年的历史，氨合成的条件目前国内大型合成氨厂普遍采用高温高压在铁催化剂作用下氢氮气合成为氨的。
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过程装备与控制工程（本科）氨合成塔毕业设计指导一．设计前的准备工作（一）设计任务的研究1．设计题目的原始资料、性质和内容纲要；2．阅读毕业设计大纲，了解毕业设计的基本方法和主要要求；3．查阅有关的期刊、文献和参考资料。
（二）毕业实习在三年级的生产实习及制造实习中，已经对合成氨的生产工艺流程有所了解，包括设备大致的结构设计和制造工艺过程也有了一定的认识。
在毕业实习的环节中更要充分利用实习的生产厂家，对氨合成塔的结构设计和制造工艺应有一个更深入的探讨。
从近几年的发展来分析，氨合成塔的设计主要是在内件结构、合成气流方向、触媒筐结构及换热器结构方面得到了一些发展，但并无重大进展。
因此，在设计中，除了继承传统的优良结构外，要充分利用合成塔设计的新思想和新方法，打破传统的设计方法和设计思路，合理地加入出自己的设计风格，使自己在大学时期的最后一个教学环节中获得全面的丰收。
（三）拟定设计计划根据毕业设计任务书和毕业设计大纲，结合自己的实际情况，对自己的设计工作拟定一个时间安排，按自己的设计进度进行，保证设计任务如期优质完成。
二．概述（一）合成氨工艺简介氨合成塔是合成氨生产的心脏。
合成氨生产是以氢气、氮气为原料，在一定的温度与压力并有触媒（催化剂）存在的条件下，直接合成为氨的过程，其化学反应式为： Q NH H N +↔+32223这个反应是放热和体积缩小的可逆化学反应。
放热、体积缩小和可逆是合成氨工艺过程的特性，这个特性影响工艺操作，也影响合成塔的结构。
因此根据可逆反应的特点，必须选择一个适宜的操作条件，使在某一化学平衡的条件下，生成物气体中含氨量最多。
温度、压力、空速和触媒的选用对整个合成氨生产的质量和产量都有不同程度的影响。
触媒床的温度分布应尽可能接近生产工艺中的适宜温度分布曲线，加压对反应速度有利，空塔速度一般有一最佳值，不能太大或太小（现根据生产经验决定）。
（二）合成氨生产的发展氨是1754年普里斯特利（Priestly ）加热氯化铵和石灰时发现的，在1901年吕·查得利第一个提出了氨的合成条件是高温、高压并采用一定的催化剂。
第一个日产30吨的合成氨装置在德国奥堡于1912建成，并在1913年开始运转，这样合成氨工业进入了一个新的时代。
我国合成氨工业是在建国后才发展起来的，经过五十年来的艰苦奋斗，大、中、小型合成氨厂星罗棋步，遍及全国。
合成塔的设计也逐渐赶上了发达国家的水平。
氨主要用于农业，除氨本身可用作化肥外，几乎所有的氮肥和复合肥都离不开氨。
氨也可用于制药、炼油、合成纤维及合成树脂等工业部门，还可作为产品的化工原料，液氨可作为冷冻剂使用。
所以氨在国民经济中占有十分重要的地位。
当今，合成氨的发展方向是：以降低合成氨工业能耗，提高能量效率为目的而提出的各种新工艺流程，新型合成塔以及新型合成氨催化剂。
三．氨合成塔工艺计算简介（一）物料衡算1．计算依据1）.氨合成塔流程（可以有不同的流程）2）.进出塔气体成份及温度等已知条件参阅毕业设计任务书2．物料衡算包括进、出塔气体量及组成的计算（摩尔分率）；放空气体量及组成计算；实际氨产量的计算；以1000标准立方米计算合成塔进出气体量；以毕业设计任务书上的年产吨量进行最后计算。
（二）热量衡算计算基准：1000标准立方米精炼气1．合成塔热量衡算2．触媒筐热量衡算3．热交换器热量衡算整个工艺计算可参阅《中型合成氨厂生产工艺与操作问答》573页至579页。
四．氨合成塔的结构设计氨合成塔的主体结构包括外筒和内件两大部分，它实际上是一个反应器加上一个换热器。
它的合成反应是一个高温、高压的合成反应，应力水平高，壁较厚。
对氨合成塔结构设计的基本要求可参阅《氨合成塔》。
（一）外筒氨合成塔的外筒与其它高压容器相同，主要有：层板包扎式、热套式、多层绕带式、多层绕板式及整体锻造式。
为了减少泄漏的机会，一般是一端可拆，一端不可拆（底部）。
底部封头多采用平封头，也可采用球形封头。
（二）内件内件主要包括触媒筐、换热器和加热器三部分。
其中触媒筐是氨合成塔的心脏。
1．触媒筐根据不同的结构型式，可分为：1.单层轴向内冷式；2.多层轴向绝热式；3.径向式；4.复合型式；5.副产蒸汽合成塔；6 .卧式合成塔；7.球型合成塔；8.其它型式的合成塔。
触媒筐设计的好坏直接影响到合成塔的产量和消耗定额，同时要注重触媒的选择。
2．换热器合成塔内换热器的共同特点是：1.换热器中心均有一冷气副线，该气体不经过换热器，直接进入触媒筐，主要是为了控制和调节反应气进触媒层的温度；2.换热器换热面积要有适当的富裕量，使之能适应各种操作状态的需要。
换热器的结构主要有以下几种：列管式换热器；螺旋板式换热器；波纹板式换热器。
3．电加热器电加热器主要用于触媒的升温还原，操作不正常时调节进触媒层气体的温度或有些塔由于操作压力低，触媒活性差，反应热不足维持反应气体的自身热平衡电加热器需经常连续运行。
其结构参阅《氨合成塔》。
当今，在开发低能耗的合成氨工艺流程方面已找到了几种新的途径，但是关键设备（转化炉、合成塔等）并无重大进展。
现有几种合成塔的新的设计方案如下：1．凯洛格卧式合成塔；2．托普索径向合成塔；3．鲁姆斯合成塔；4．I CI合成塔。
五．设计说明书设计说明书主要是论证设计中所采用的设计方案，各种数据的正确性和适用性，而不是书刊资料的抄录和计算草稿的誊清。
设计说明书要表达出设计者的思维、意图和解决问题的方法、结构尺寸的设计依据。
在生产实际中，设计说明书是具有法律意义的技术文件。
（一）绪论1．本设计的任务、内容和特性；2．合成塔在合成氨生产工艺中的地位；3．合成氨工业发展简史，国内外发展趋势以及它在国民经济中的作用。
（二）化工工艺部分1．原料及产品的特性；2．合成原理及典型工艺流程；3．合成塔操作条件与说明；4．物料衡算与热量衡算；5．工艺技术特性一览表。
（三）设备类型的选择及论证1．合成塔的总体结构及基本要求；2．外筒结构型式的选择及论证；3．密封结构型式的选择及论证；4．触媒筐结构设计及论证；5．塔内换热器总体结构设计及论证。
（四）设备主要材料的选择及论证1．外筒材料的选择与论证包括筒体、端部法兰、上下封头、螺母、螺栓及密封件等；2．内件材料选择及论证包括触媒筐和换热器部分各零部件。
（五）设备的机械计算1．外筒强度计算主要包括筒体、封头、端部法兰和密封件等；2．内件强度计算和热膨胀量计算主要包括换热器零部件计算、触媒筐零部件计算、托架封头强度计算，内件热膨胀量计算。
设备的机械计算：包括建立力学模型、进行受力分析、强度和稳定性计算或校核，与材料选择及结构设计相辅而行。
结构设计和材料选择提供了机械计算的内容，而机械计算则肯定或否定所选结构的型式。
在计算中应考虑到设备构件的各种破坏可能性，要根据零部件的工作性质选择具体的材料牌号；正确地选择安全系数以计算许用应力及实际工作应力；最后确定设备构件的尺寸。
必须注意：尺寸除由结构因素影响之外，还受制造工艺因素及有关标准的制约。
（六）专题讨论在设计中会遇到一些值得研究的技术问题，例如尚无完善解决方法的问题或学生在设计过程中有独特见解的问题。
学生对此可进行深入钻研，提出自己的看法，作为专题讨论列入设计说明书中。
（七）典型零部件的制造安装工艺在设计中要求用所学的制造、安装知识对合成塔或某一零部件编制制造安装工艺表，说明制造、安装的步骤及要求。
（八）其它尚需说明的问题如合成塔附件、管口、密封件的选择和说明，合成塔维修注意事项和说明，设备的使用、调整和操作、工艺参数的测量，安全和劳动保护措施等。
六．设计图纸图纸是工程界的语言，唯有图纸才能全面地显示出设计的内容。
工程施工以图纸为依据，因之图纸是设计的重点内容。
（一）装配图（0号图纸一张）在毕业设计中，总装配图兼作总图。
要求通过总装配图、部件图和零件图基本上能将设备的结构和尺寸表达完善。
因此，在总装配图中，必须将不另行绘制的零件的有关尺寸通过主视图和辅助视图（节点图、局部向视、剖视、剖面等局部放大图）表达清楚。
总装图的内容为：1．设备的投影图、剖视图或剖面图。
在图上应标注适当尺寸，包括外廓尺寸、结构尺寸、中心线的相关尺寸等。
用引出线标出各零件的编号，还应标出焊缝等结构。
2．局部放大图。
设备上重要连接处及细节处，应绘制节点图。
节点图置于图面的右侧或下侧，并应标出详细尺寸。
节点符号用Ⅰ，Ⅱ，……表示。
节点图的方位与结构形状应与被放大部分一致。
必要时，可以用局部的向视、剖视、剖面等辅助视图来表达零部件的结构和尺寸。
3．主标题栏、明细栏、管口表、技术特性表、技术要求和技术条件等项按《化工设备设计文件编制规定》。
（二）零、部件图（总量应相当于0.5—1张0号图纸量）部件图中的内容应包括所需图样、主标题栏、简单标题栏、明细表和技术要求等。
绘制指定零件的零件图。
图上应有完备的尺寸、加工符号及公差要求。
零件图也应有技术要求、主标题栏及简单标题栏。
（三）制图工作注意事项绘制装配图或零件图是在绘制草图的基础上进行的。
要适当布置图面，避免松紧不匀和分散零乱现象。
各投影面是互相联系的，需同时绘制。
图样上的剖面由设计者自行选取，但需表达清晰。
焊缝符号与代号，焊缝剖面的画法按有关规定。
七．主要参考文献1．《氨合成塔》，湖北化工设计院主编，石油化学工业出版社，19772．《中型合成氨厂生产工艺与操作问答》，孙广庭吴玉峰等编，化学工业出版社，19853．《小氮肥厂工艺设计手册》，石油化工出版社，19794．GB150-98《钢制压力容器》以及《相关标准》5．《材料与零部件》，《化工设计手册》编写组，上海人民出版社6．《高压容器设计》7．《机械制图》8．期刊主要有：《中氮肥》、《化工设计通讯》、《化工机械》、《化肥工业》等。