年产6万吨合成氨工艺设计毕业设计论文

毕业设计论文

年产6万吨合成氨工艺设计

摘要

氢和氮是合成氨的主要原料，精制后的氢、氮混合气在高温，高压并在催化剂存在的条件下进行氨合成反应。根据合成反应器所采用的压力，温度及催化剂型号的不同，氨合成的方法可以分为低压法，中压法和高压法三种。小型合成氨厂采用低压法和中压法两种。其中合成压力分别为15——20Mpa和32Mpa。本设计采用的是中压法。

本设计由两部分构成分别是设计说明书和四张图纸。设计说明书包括：总论，流程的选择和确定，流程的说明，合成工序的计算四部分。三张图纸分别是：，一张工艺流程图，一张设备平面布置图，一张合成塔设备图。

关键词：氨合成催化剂流程工艺

目录

前言--------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ第1章总论-------------------------------------------------------------------------2

1.1设计依据与指导思想----------------------------------------------------3

1.1.1设计依据-----------------------------------------------------------3

1.1.2 指导思想----------------------------------------------------------3

1.2设计范围与技术要求----------------------------------------------------4

1.2.1设计范围-----------------------------------------------------------4

1.2.2生产规模-----------------------------------------------------------4

1.2.3原料动力消耗定额和消耗量--------------------------------4

1.3原理说明---------------------------------------------------------------------4

1.3.1生产原理说明----------------------------------------------------4

1.3.2氨合成的机理----------------------------------------------------5

第2章工艺流程的选择确定----------------------------------------------5

2.1由氨合成的主要特点进行工艺流程的设计选择---------------6

2.2催化剂的选用---------------------------------------------------------------6第3章化工工艺设计说明--------------------------------------------------7

3.1生产工艺流程的说明----------------------------------------------------7

3.2生产设备选型说明--------------------------------------------------------8

3.2.1技术经济指标----------------------------------------------------8

3.2.2设备结构的要求-------------------------------------------------8

3.2.3设备布置与三废治理说明-----------------------------------8第4章合成工序的工艺计算--------------------------------------------9

4.1物料计算--------------------------------------------------------------------9

4.1.1计算依据----------------------------------------------------------9

4.1.2物料计算--------------------------------------------------------11 4.2能量衡算-------------------------------------------------------------------17

4.2.1水冷器能量衡算-----------------------------------------------17

4.2.2氨分离器能量计算-------------------------------------------17

4.2.3循环机出口能量计算----------------------------------------18

4.2.4油过滤器能量衡算-------------------------------------------19

4.2.5冷凝塔热量计算-----------------------------------------------19

4.2.6氨蒸发器热量计算-------------------------------------------20

4.2.7废热回收器能量计算----------------------------------------23 4.3设备计算和选用---------------------------------------------------------23

4.3.1废热回收器工艺计算----------------------------------------23

4.3.2水冷器的工艺计算-------------------------------------------29

4.3.3冷凝塔的工艺计算-------------------------------------------33

4.3.4氨蒸发器工艺计算--------------------------------------------38

参考文献------------------------------------------------------------------------------42

结束语----------------------------------------------------------------------------------43

前言

合成氨工业是基础化学工业之一，其产量居各种化工产品的首位。以其为原料可制化肥、塑料、合成纤维、油漆、感光材料等产品。作为生产氨的原料气CO和H2合成气，可进行综合利用，以联产甲醇及羰基合成甲酸、醋酸等一系列碳化工产品。物尽其用，减少排放物对环境的污染，提高企业生产的经济效益，已成为当今合成氨工艺生产技术发展的方向。

国际上对氨的需求，随着人口的增长和对农作物增产的需求和环境绿化面积的扩大而不断增加。

第1章总论

1.1节设计依据与指导思想

1.1.1设计依据

本设计以北京化工大学下达的毕业设计任务书作为设计的依据，见毕业设计任务书。

1.1.2 指导思想

(1) 本设计力求做到技术先进，切合实际，经济核算，安全适用，在以上前提下提出的专业设计原则和设计标准，本设计积极采用国内的技术革新成果，努力开发新技术，贯彻工艺与设备共举的方针，加强了工艺流程与装备的配套开发设计。整体贯彻“工厂布置一体化，专业生产

露天化，建筑物轻型化，公用工程社会化，引用工程国产化”的“五化”设计原则。

(2) 氨合成工段的设计原则

①以节能为中心，采用有效地的节能措施，提高余热的回收利用率，

降低各项消耗，通过合成氨蒸汽自给提高经济效益。

②采用各项节能措施，力求技术先进，安全可靠，简单易行，用材省投资少。

③减少环境污染，加大环境力度。

④设计的流程必须符合工业生产的目的和要求，以确保生产出合格产品。

⑤充分利用原料，未反应物要从生产的产品中分离出来，回收并循

环使用副产物要加工成产品，并尽量减少废物的产生和排放。

1.2节设计范围与技术要求

1.2.1设计范围

本设计是中小型合成氨厂氨合成工段的工艺设计，其中主要合成工艺设计和主要设备设计。

1.2.2生产规模

根据任务书，本设计采用年产6万吨的生产规模。

1.2.3原料动力消耗定额和消耗量

原料动力消耗定额和消耗量如表1.1

表1.1 原料动力消耗定额和消耗量表

1.3节 原理说明

1.3.1生产原理说明

氨合成反应的基本原理

氨合成反应的化学方程式为：32H +2N ≒23NH +Q

由反应式可以看出以下特点 ⑴氨合成反应是可逆反应 ⑵这是一个放热反应

⑶由三个分子的氢和一个分子的氮（共四个气体分子）合成得到二个分子的氨。因此，氨合成反应是分子数减少的过程，也就是体积缩小的过程。从平衡观点出发，温度愈底，压力愈高则反应愈趋向合成氨的方向移动，达到平衡时混合气体中的氨含量达到最大值。1.3.2氨合成的机理

有固体触媒存在下，气体之间的反应可按次序分为七个步骤 a. 氢和氮的绝大部分，自外表向催化剂的毛细口内部扩散，到达内表面；

b.氢和氮（个别或同时）被催化剂表面（主要是内表面）的活

性吸附；

c.吸附后的气体，反应气体混合物氢和氮从气象主体扩散到铁催

化剂的外表；

d.在表面上起化学反应，生成一系列中间化合物后，形成吸附态

的氨；

e.氨从催化剂表面上的脱吸；

f.脱吸后的氨从毛细孔组织内部向外表面扩散；

g.氨从催化剂表面扩散到气体主体；

以上七步中，a和g为扩散过程，b和f是内扩散过程，c，d，e 总称化动力学过程。

第2章工艺流程的选择确定

2.1由氨合成的主要特点进行工艺流程的设计选择

因为氨的合成受化学平衡的限制，单程合成效率较低，所以分氨后未反应的气体必须返回合成塔，进行循环反应。由于氨的合成过程是一个放热过程，反应后塔壁的温度会升高，为保护设备，实现能量的充分利用，原料气分主，副两条线进入合成塔，主线气体从热交换器换热后进入合成塔，副线气体直接进入合成塔，与主线气体混和后进行反应。

该流程具有以下特征

1.氨合成反应热未充分予以回收，利用副产蒸汽。

2.流程简单，设备投资低。

3.放空位置设在惰性气含量最高，氨含量较低处以减少氨和原料

损失。

4.新鲜气和循环气中油，水分及杂质可通过氨冷却器降温，从油

分离器中除去。

2.2催化剂的选用

近年来国产氨合成催化剂发展很快，小合成氨厂使用的氨催化剂绝大部分是国产系列，主要有A106，A110，A2

110-，

110-，A4

110-，A3

A201，A301等催化剂。

小型合成塔催化剂容积利用系数高，空速大，若采用小颗粒催化剂将使阻力增大。一般情况下用3.3～7.4和7.4～7.6mm的颗粒为宜。催化剂筐上层反应速度快，则上层可装小颗粒催化剂，下层反应速度减慢，内扩影响小，宜装大颗粒催化剂。本设计选用A2

110-型催化剂，在反应温度范围内活性大，易还原。

第3章化工工艺设计说明

3.1节生产工艺流程的说明

气体走向：由压缩机六段来的新鲜气和冷交二出（热出）出来的

气体汇合一起进入卧式氨冷器管内被壳程液氨冷却降温，进入氨分，分离下的液氨去中间槽，分离后的气体进入冷交，由下沿冷交中心管上行至冷交上部换热器管内，与管外冷交热进气换热提高温度后，由上管口导出，去循环机提压，经循环油分分离油水后，分为三路;一路为系统近路去热交二次出口，另一路约30%循环气由合成塔上部进入塔内件与外筒环隙下行，升高温度，并降塔壁温度，由塔底出来，温度~90℃。塔底出来的气一部分为f3冷激气进入径向混合器调节径向段温度，另一部分塔底出来的气与第三路70%的循环气汇合，与热交管内的热气进行热交换，提高温度~178℃从热交下部导出并分为四路：一路做f1冷激气调节二轴床层温度；二路做f2冷激气调节三轴床层温度；三路做f0冷激气由塔底经中心管进入塔上部，调节一轴床层零米温度；四路为塔二入主进气由塔下部进入下换热器管间再次提温后和f0冷激气混合，经中心管进入塔上部一床层反应。气体经三轴反应后到径向段反应，再被管间的塔二入主进气降温~350℃出塔，进入废锅回收热量并副产蒸汽，出废锅~220℃的气体进热交管内加热入塔气体，自身温度降到约90℃从热交顶部导出（与系统近路气汇合）去2台并联的水冷器降温到约35~40℃，再进入冷交上部换热器管间降温，到下部分离，分离下的液氨去中间槽;分离后的气体出冷交，少部分气体去H2回收装置，大部分进入氨冷形成循环。

3.2节生产设备选型说明

生产设备的选型要符合一定的技术经济指标和结构要求。分别从两个不同方面进行说明。

3.2.1技术经济指标

所选设备应满足以下要求：

(1)设备的生产能力与流程设计的生产能力相适应，且具有高效性；

(2)设备的消耗系数愈低愈好；

(3)选取价格低廉，制造容易，结构简单的设备；

(4)选管理费用低的设备，以降低产品的成本

3.2.2设备结构的要求

设备在选择时也应满足一定的结构要求，在本设计中设备的结构要求如下：

(1)设备强度应符合化工设备规范要求；

(2)设备防腐性能好，使用年限长；

(3)设备密封性能好；

(4)便于操作和检修；

3.2.3设备布置与三废治理说明

(1)化工设备布置的一般原则。

①遵照生产工艺流程的自然顺序的原则，确保工艺流程路线最短；

②重型设备或易震动设备布局在地表层；

③经常联系的设备应尽量接近，便于操作；

④布局时应创造良好的工作环境，留给操作人员必要的操作空间和

安全距离；

⑤设备应尽量对称，相同或接近，应尽量集中；

⑥布置设备应尽量利用工艺特点，让物料自动压送，一般计量设备

布置在最高层主要设备及反应器等布置在中间层，贮槽设备在最低层。(2)三废治理说明

在生产中“三废”指废气、废液、废渣。

废气产生后，无毒气体可以放空，也可以采用回收措施回收有效成，对于有毒气体，必须把有毒成分转化为无害气体放空。废液一般放入废液矿中，回收有用成分后排液。废渣一般集中放置，统一处理。

第4章 合成工序的工艺计算

4.1 节 物料计算

4.1.1计算依据

(1) 生产能力：冬季小时产量10t 。夏季小时产量9t 。 (2) 合成塔触媒量：5.1m 3。 (3) 夏季循环水温度：32℃ (4) 新鲜氢氮气组成如表4.1

表4.1 新鲜氢氮气组成表

组 成 2H

2N

4CH

Ar 合计 ％

73．98 24.62 1.18

0.3

100

(5) 合成塔入口气：3NH y 为3.0%，4CH Ar y 为%5.15;

(6) 合成塔出口气：3NH y 为15.7% (7) 新鲜气温度：C 35; (8) 合成操作压力：31Mpa 。 (9) 水冷却器的冷却水温为25℃; (10) 其他部位的温度压力，见流程图; (11) 热平衡计算以0℃为基准。 (12)

操作条件：

表4.2 操作条件

4.1.2物料衡算

物料衡算是以试差法进行几次试算，假定了合成塔进口气体成分和数量，进行物料平衡，仍有些误差，此误差都归纳入了溶解度内。氨的生成以如下反应式进行： N 2+3H 2≒2NH 3+Q

生成1t 氨所需的H2、N2气体体积：

（1000/7×22.4）×2＝2635Nm 3 (1) 1合成塔的物料平衡：

1t 氨的体积：1000/17×22.4＝1317.5Nm3 设：进合成塔的气体量为V 1Nm 3 出合成塔的气体量为 V 2Nm 3 随吹出气出系统的氨损为26.5 Nm 3 则：

113%13175265

015713175265

V V +?+?=?-?-?

0．03V 1+1317.5+26.5=0.157 V 1－0.157(1317.5+26.5)

V 1=12244 Nm 3

出塔气量V 2=12244－1317.5－26.5=10900 Nm 3 假设合成塔进口气体成分如下:

则出合成塔气体（也即水冷器入口气体）气体成分如下：

(2) 水冷器的物料平衡：

水冷器进口的物料即合成塔出口气体流量3V =10900 Nm 3，含

NH 315.7%。水冷器出口气体流量为4V 、温度为t=36℃、表压

P=289kg/cm 2。在此条件下，由拉尔逊·布拉德公式可求出水冷器出口饱和氨含量，㏒NH 3

1099.544

t

3NH y =9.5%

水冷器中氨的冷凝量5

V

进出口的氨平衡：10900×15.7%= 3V + 4V ×9.5%

进出口的物料平衡：10900=4V +5

V 两式联立解得： 4V =10153 Nm 3 5V =747 Nm 3

氨的质量流量为5G =566kg

由水冷器进口气成分推算出水冷器出口气成分为

溶解气：36℃各组分气体在液氨中的溶解度由表查得如下： H2：0.1163

3

Nm TNH ata N2：0.12853

3

Nm TNH ata CH4：0.24233

Nm TNH ata

Ar ：0.1643

3

Nm TNH ata

在水冷器液氨中溶解的气体量为： H2：11.2 Nm 3

N2：4.0 Nm 3

CH4：6.5 Nm 3 Ar ：0.8 Nm 3

合计：22.5 Nm 3 氨分离器后气体的组分与数量

(3)冷凝塔的物料平衡：

①设冷凝塔分离的液氨中液解的气体量也计入氨蒸发器中。 ②冷凝塔和氨蒸发器分离液氨量为1000－566=434kg

溶解气：在-1.5℃各气体在液氨中溶解度由表查得：

H2：0.09513

3

Nm TNH ata

N2：0.1153

3

Nm TNH ata CH4：0.24433

Nm TNH ata

Ar ：0.14933

Nm TNH ata

溶解的气体量为： H2：8.10Nm 3

N2：3.39Nm 3

CH4：2.61 Ar ：0.5 Nm 3

共计：14.6 Nm 3 ③放空气量及放空气中的隋性气体含量 消耗定额为297733

Nm TNH 的新鲜气，理论上合成1吨氨需要

2635 Nm 3。

放空气量为x （不含氨），循环气中CH4＋Ar 含量为y 。

2977=2635＋26.5×2＋22.5＋14.6＋x x=251.9 Nm 3 含氨放空气量为6V =

259.1

10.095-=278.4 Nm 3

氨损278.4×9.5%=26.5 Nm 3

溶解CH4＋Ar 含量为6.5+0.8+2.61+0.5=10.41 Nm 3 新鲜气中的CH4＋Ar 含量为1.49% 由隋性气体平衡:2977×1.49%=278.4y+10.41 y=

44.510.41

278.4

-=12.2%

放空气成分

④冷凝塔物料平衡

冷凝塔进口气量7V =水冷氨分后气量－放空气量+新鲜气量 =10130.5－278.4+2977=12829.1 Nm 3 冷凝塔进口气成分和数量：

冷凝塔出口气量8V ：在冷凝塔出口气温度t=19℃,压力P=315ata(表)条件下饱和氨含量由拉尔逊·布拉德公式 ㏒NH 31099.544

t

求得冷凝塔出口气含氨量为5.7%

氨的冷凝量为9V

由进出口氨的平衡：12829.1×7.3%=9V +8V ×5.7%

由进出口物料平衡：12829。1=9V +8V 两式联立解方程得: 8V =12611.4 Nm 3 9V =217.7 Nm 3 冷凝塔出口气的组成和量：

⑤氨蒸发器的物料平衡：

进口气成分和数量同冷凝塔出口气8V ，出口气量为10V

氨的冷凝量11V =8V －V 冷－V 溶

=12244 Nm 3 组成

4.2热量衡算

年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目建议书

一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表

二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况

年产20万吨合成氨项目可行性研究报告

年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院

（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。

绿色能源开发有限公司年产20万吨生物质合成油项目环境影响报告书

目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)

2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)

年产18万吨合成氨厂合成工段工艺设计

计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收

②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）

合成氨文献综述

攀枝花学院 Panzhihua University 本科毕业设计（论文） 文献综述 院（系）：生物与化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 2007级化工（2）班 学生姓名：陈有源学号: 200710901006 2011 年 3 月 13 日

本科生毕业设计（论文）文献综述评价表

文献综述： 合成氨工业综述 1.氨的性质 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，一体积的水能溶解600个体积的氨; 标准状况下，一体积水能溶解1300体积的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【1】。 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。氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢；氨具有易燃易爆和有毒的性质。氨的自燃点为630℃，氨在氧中易燃烧，燃烧时生成蓝色火焰。氨与空气或氧按一定比例混合后，遇明火能引起爆炸。常温下氨在空气中的爆炸范围为15.5～28％，在氧气中为13.5～82％。液氨或干燥的气氨，对大部分物质没有腐蚀性，但在有水的条件下，对铜、银、锌等有腐蚀作用【2】。 2.合成氨工艺 2.1依据合成条件—压力的不同的几种合成方法 氨的合成是合成氨生产的最后一道工序，其任务是将经过精制的氢氮混合气在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。对于合成系统来说，液体氨即是它的产品。20世纪初先后实现了电弧法、氰化法和直接合成法生产合成氨的工业方法。工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类【2】。 (1)高压法 操作压力70～100MPa，温度为550～650℃，这种方法的主要优点是氨合成效率高，混合气中的氨易被分离。故流程、设备都比较紧凑。但因为合成效率高，放出的热量多，催化剂温度高，易过热而失去活性，所以催化剂的使用寿命较短。又因为是高温高压操作，对设备制造、材质要求都较高，投资费用大。目前工业上很少采用此法生产。 (2)中压法

年产合成氨30万吨

目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)

五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)

一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂

年产20万吨苯乙烯项目-环境影响评价报告

总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采

(完整版)合成氨生产工艺及其意义

论文名称合成氨生产工艺及其意义

氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、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。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。 合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。 合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。 关键字合成氨农业化学肥料意义

摘要 (2) 关键字 (2) 目录 (3) 正文 (4) 一前言 (4) 1.1 物理性质 (4) 1.2化学性质 (4) 二合成氨工业产品的用途 (5) 2.1氨气用途 (5) 2.2氨水用途 (5) 三合成氨的生产工艺及影响因素 (5) 3.1 原料气制备 (5) 3.1.1 一氧化碳变换过程 (6) 3.1.2 脱硫脱碳过程 (6) 3.1.3 气体精制过程 (6) 3.1.4 氨合成 (7) 3.2 影响合成氨的因素 (7) 3.2.1 温度对氨合成反应的影响 (7) 3.2.2 压力对氨合成反应的影响 (7) 3.2.3 空速对氨合成反应的影响 (7) 3.2.4 氢氮比对氨合成反应的影响 (8) 四.合成氨工艺流程图 (8) 五．研究现状 (8) 六.发展趋势 (9) 6.1原料路线的变化方向 (9) 6.2节能和降耗 (10) 6.3产品联合生产 (10) 7.1合成氨对农业的意义 (10) 7.1.1提高粮食产量 (10) 7.1.2提高土壤肥力 (10) 7.1.3发挥良种潜力 (11) 7.1.4补偿耕地不足 (11) 7.2合成氨对工业生产的意义 (11) 7.3合成氨对其他行业的意义 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14)

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......................................................... - 1 3 -

合成氨

兰州交通大学 毕业设计题目 系别 专业 指导教师 教研室主任 学生姓名 接受任务日期 完成任务日期

兰州交通大学 毕业论文任务书 系专业班 题目 起止日期年月日起至年月日止指导老师 教研室主任（签名） 系主任（签名） 学生姓名 批准日期年月日 接受任务日期年月日 完成任务日期年月日

一、设计（论文）的要求： 1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流 程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。 2、计算部分包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备 计算。 3、图纸带控制点的工艺流程图。 二、设计（论文）的原始数据： 天然气成分：以实际工作数据为依据来进行。 年工作日330天,其余数据自定。 三、参考资料及说明： 《化工工艺设计手册》（上、下册）,《合成氨工学》、《化工制图》、《化工原理》、《化学工程》、《化工设计概论》以及关于合成氨的其他相关杂志。

日产600吨化为800吨合成氨塔的设计 摘要：介绍了合成氨各种原料制造气工艺路线，比较各种工艺路线及技术经济指标，提出合理的合成氨改造建议。 关键词：合成氨原料改造 Nissan 600 tons of 800 tonstower design of Synthetic Ammonia Wangshengyin A BSTRACT Introduced all kinds of material of Synthetic Ammonia, craft line with all kinds of craft line and economic indicators, reasonable reform proposals of Synthetic Ammonia. KEYWORDS synthetic ammonia raw material reform 前言 氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。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。合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的C，由于CO是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其 转化为易于清除的CO 2和氨合成所需要的H 2 。因此，CO变换既是原料气的净化过 程，又是原料气造气的继续。最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。 变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。 目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80年代中期发展起来的。所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr系催化剂之后串入Co-Mo 系宽温变换催化剂。在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的CO含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。 工艺原理： 一氧化碳变换反应式为： CO+H 2O=CO 2 +H 2 +Q (1-1)

年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书

年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书

目录 第一章总论 (12) 1.1项目概况 (12) 1.2设计依据 (12) 1.3设计原则 (12) 1.4产品规模及方案 (13) 1.4.1项目规模 (13) 1.4.2产品方案 (13) 1.5原料来源 (14) 1.6辅助设计软件 (14) 第二章技术经济 (16) 2.1 工程概况 (16) 2.2 设计依据 (16) 2.3主要经济数据 (16) 2.4表格 (16) 第三章总图运输 (18) 3.1设计依据 (18) 3.1.1.设计法规和标准、规 (18) 3.2设计围 (20) 3.3厂区概况 (20) 3. 3.1厂址位置 (20) 3. 3.2厂址交通条件 (21) 3.3.3 环境治理条件 (24) 3.3.4 产业基础条件 (25) 3. 3.5 公用工程条件 (25) 3.3.6 人力资源条件 (26) 3.4总平面布置 (27) 3.4.1总平面布置的一般要求 (28)

3.4.2 总平面布置的要求 (31) 3.4.3 厂区总体布局概述 (32) 3.4.4 总平面布置的各项技术指标 (32) 3.4.5 工艺装置的布置 (33) 3.4.6 辅助生产及公用工程设施 (33) 3.4.7 仓储设施的布置 (33) 3.4.8 运输设施的布置 (34) 3.4.9 生产管理及生活服务的设施 (34) 3.5 场运输设计 (36) 3.5.1 厂运输设计要求 (36) 3.5.2 本厂运输设计 (37) 第四章化工工艺及系统 (38) 4.1项目背景 (38) 4.2生产工艺的选择 (40) 4.2.1工艺方案的比较 (40) 4.2.2工艺方案的确定 (41) 4.3工艺简要流程图： (42) 4.3.1环氧乙烷生产 (42) 4.3.2乙二醇生产 (43) 4.4工艺路线简介 (43) 4.4.1环氧乙烷生产工段 (43) 4.4.2二氧化碳吸收工段 (49) 4.4.3乙二醇生产工段 (53) 4.4.4乙二醇精制工段 (63) 4.4.5乙二醇生产全流程 (65) 4.5催化剂的选择 (65) 4.5.1银催化剂的选择 (65) 4.5.2负载型双核桥联配合物催化剂 (66) 4.5.3碳酸乙烯酯水解催化剂 (66)

合成氨论文

论文写作与指导 姓名: 学号: 专业班级: 指导老师:

合成氨合成工艺的现状 The present status of synthetic ammonia process Wang 西北民族大学化工学院，甘肃兰州 730124 Northwest university for nationalities institute of chemical, lanzhou, gansu ，730124 摘要：合成氨是重要的化工原料, 在国民经济中占有重要地位，本文在文献调研的基础上综述了合成氨设备、催化剂、合成氨工艺三方面的现状和未来发展趋势。在设备方面，通过对冷管型合成塔和绝热型合成塔新技术的综述和两种设备的对比，阐述了国内外合成氨设备的不同之处，及国内外合成氨设备的优劣，提出了国内合成氨设备的发展建议。合成氨工艺方面，通过转化、变换、脱碳、合成四方面综合阐述了目前合成氨工艺技术的现状和发展趋势，介绍了近年来国内外合成氨工艺的新技术和工艺流程方面的新进展。 关键词：合成氨；新工艺；合成塔 Abstract：Ammonia is one of the most important chemical production，It has an important station in national economy. This article has summarized the ammonia synthesis by ammonia equipment, catalyze, and technology to describe the actuality and the future which based the literature disquisition. For the equipment through the difference of the cold tube compose tower and insulate compose tower, we can know which is better and it can also give some advice of the development for our country equipment.For the technology, through the transform, commutation, decarburization and compose which tell the technology at present and development in future .introduce the new technology and the new development in technology flow. Key words: ammonia synthesis; new technology; catalyst; reactor

毕业设计论文—30万吨合成氨设计概要

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)

20万吨年Φ1800合成氨系统

安徽昊源化工集团有限公司新建20万吨/年Φ1800合成氨系统 基础设计说明书 南京国昌化工科技有限公司

总目录 一、前言 二、气象条件 三、工艺设计条件要求 四、设计能力计算（详细数据见物料热量衡算表） 五、G CΦ1800三轴一径合成塔技术特点 六、Φ1800合成系统工艺流程及特点（见流程图） 七、Φ1800合成系统主要设备技术规格 八、平面布置说明 九、土建说明 十、电器说明 十一、仪表说明 十二、保温与防腐 十三、安全与环保 附表、合成系统物料热量衡算表 附表、系统主要工艺管线流速计算表 附表、工艺仪表条件表（另附） 附图、Φ1800合成系统带控制点的工艺流程图 附图、Φ1800合成系统循环机工艺流程图 附图、Φ1800合成系统设备平面布置图 附图、Φ1800合成框架工艺条件图 附图、Φ1800合成塔外筒条件图 附图、Φ3000/Φ3400废热锅炉条件图

附图、Φ1400气-气换热器条件图附图、套管式水冷器条件图 附图、Φ1400冷交换器条件图 附图、Φ1600/Φ2200氨冷器条件图附图、Φ1400氨分离器条件图 附图、Φ1400循环机油分条件图附图、Φ1600新鲜气氨冷器条件图附图、Φ1000新鲜气油分条件图

一、前言 安徽昊源化工集团有限公司根据企业发展及市场需要,目前准备将合成氨生产线进行能力扩大,产品结构重组：新建二套Φ1600中压联醇系统，一套Φ1400高压醇烷化系统和一套Φ1800氨合成系统。为此受安徽昊源化工集团有限公司委托,我公司将承接一期工程的Φ1800氨合成新系统及相关配套工程的基础设计。 二、气象条件 年平均气温： 14.1℃ 极端最高气温： 40.3℃ 极端最低气温： -18.3℃ 降雨量： 771.7mm 年最大降雨量： 1263.8 mm 年平均气压： 1007.3毫巴 年平均湿度： 68.92%㎜㎜ 年平均风速： 2.7m/s 年最大风速： 32m/s 地震列度： 7级 雪载荷： 400N/m2 三、工艺设计条件要求 根据合同技术条件要求，工艺设计条件如下： 1．入塔气体成份 H2N2CH4Ar NH3 ％58 20.5 14 4.5 3 2．新鲜气成份

合成氨设备防腐论文

合成氨设备的防腐 （冯峥嵘 08206040102） 摘要：主要介绍了在合成氨工业中常见的金属腐蚀，如氢腐蚀、奥氏体不锈钢一氯离子的应力腐蚀、碳钢一液氨腐蚀体系和二氧化碳腐蚀，简单的介绍了它们的机理，并提了些防护措施。 关键字：氢腐蚀、奥氏体不锈钢一氯离子的应力腐蚀、碳钢一液氨腐蚀体系、二氧化碳腐蚀 据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为 1 O ％，全世界每年因腐蚀损失约高于 7 0 0 0亿美元。在世界主要国家中，每年因腐蚀而造成的损失均约占其国民生产总值的3 %——4%左右，我国的损失也占到国民生产总值的3 %以上。在合成氨工业中，高温高压和超低温等一系列的操作条件加剧了金属的腐蚀，有必要采取些措施减缓腐蚀的进行。 1、氢腐蚀： 从整个工艺流程看，由于原料和反应本身的进行，会产生富含各种腐蚀性的气体，如硫化氢、二氧化碳、氢气、甲烷和氮气等。其中较为突出、对安全生产危害较大的问题就是高温氢腐蚀问题。高温高压条件下，氢气会夺走碳钢中的碳，碳钢中珠光体消失，材料强度，尤其是延、塑性突然急剧下降，钢材变脆，并且钢(不仅碳钢)有脱碳现象。合成氨厂中的氨合成塔、高温变换炉、二段转化炉、转化废热锅炉、甲烷转化炉、合成气过热器合成气废热锅炉等都是典型的容易发生高温氢蚀的区域。 防护措施：采用抗高压氢腐蚀钢材，主要是想钢材中添加部分元素，如V、 Tj 、Zr 、 Nb 等元素将形成更高温度下稳定的特殊碳化物。所以这些元素也使抗氢腐蚀能力大大提高；采用不锈钢衬里等来隔绝氢，从而避免材料产生氢脆和氢鼓泡。 2、奥氏体不锈钢一氯离子的应力腐蚀： 近年来，在化工装置中铬镍不锈钢( 奥氏体) 的用量越来越多，据统计，其用量约占不锈钢用量的8 0 ％。一般说来，随氯化物浓度的增加， Cr — Ni 奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂加快，特别 MgCl2最易引起应力腐蚀开裂，不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2+、 F e 3+、 C a2+、 Na + 的顺序递减的。C l -浓度愈低，愈不容易发生应力腐蚀开裂( 在氯离子的稀溶液中发生的应力腐蚀开裂是由于氯离子浓缩于传热面和缝隙部分造成的) 。引起奥氏体不锈钢应力腐蚀断裂的应力大致可分为下述 4种： ( 1 )作用应力，即设备和部件在工作条件下所承受的外加载荷； ( 2 )残余应力，即不锈钢在生产过程和设备制造加工过程中在材料内部产生应力； ( 3 )热应力，即由于温差而引起的应力； ( 4 )结构应力，即由于设备、部件的安装和装配热引起的应力。 防护措施：主要从改进设备的结构设计、制造、加工手法入手，将应力降至最低。主要措施：(1)尽量选用较大的半径或平滑度来设计凹槽或连接点； (2)设备结构应避免应力集中和缝隙的形成，避免尖角和缺口； (3)改进焊接工艺，如采用管内水冷焊接法，使管内造成压应力；换热管与管板尽量采用内孔焊，以减少缝隙；换热管

娄冰 年产20万吨合成氨造气炉设计

目录 一、绪论 (1) 1.1 合成氨概述 (1) 1.2 煤气化技术发展 (1) 二、生产方法的选择及论证 (2) 2.1 生产方法的介绍 (2) 2.2 生产方案的选择及论证 (3) 三、常压固定床间歇气化法 (3) 3.1 固定床气化法的特点 (3) 3.2 半水煤气制气原理 (3) 3.3 发生炉内燃料分布情况 (4) 3.4间歇式制半水煤气工艺流程 (5) 四、工艺计算 (5) 4.1工艺计算方法及已知条件确定 (5) 4.2理想气化过程原料煤消耗量 (6) 4.3煤气发生炉的物料及热量衡算 (7) 4.4 吹风阶段的物料及热量衡算 (8) 4.4.1物料衡算 (8) 4.4.2热量衡算 (10) 4.5 制气阶段的物料及热量衡算 (11) 4.5.1 物料衡算 (11) 4.5.2 热量衡算 (14) 五、设计的体会和收获 (16) 六、参考文献 (17)

一、绪论 1.1 合成氨概述 氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H 2 和CO等 组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H 2S、有机硫化物、CO、CO 2 等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。 我国能源结构中，煤炭资源占很大比重。煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。煤气化提供洁净的可以管道输送的气体燃料。当前城镇及大中型企业要求实现煤气化的迫切性越来越大，至今以合成气为原料的合成含氮、含氧化物、烃类及燃料的C化学技术已经获得相当成功，并且这方面的开发活动至今仍方兴未衰。目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置。煤气化在各方面的应用都依赖于煤气化技术的发展，这主要因为煤气化环节往往在总投资及生产成本中占相当大的比重。 我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。随着油价的不断上涨，今后将停止以油为原料的新设备建设，并要求进行以煤代油的技术改造。 1.2 煤气化技术发展 煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1）气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力： （2）使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度： （3）提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺； （4）扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化； （5）开发利用无污染的气化方法，许多开发的气化方法，都考虑了在工艺过程中消

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 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；

Abstract Ammonia 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