年产30万吨合成氨工程设计.docx

内蒙古化工职业学院毕业论文用纸-I-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IV目录摘要I第1章绪论11.1氨的性质、用途及重要性11.1.1氨的性质11.1.2氨的用途及在国民生产中的作用11.1.3产品世界产业状况21.2产品的市场需求预测21.3产品价格分析31.4项目内容31.4.1项目名称、地址、承办单位及性质31.4.2项目编制的依据和原则41.4.3项目背景41.5原料的选择41.6以煤为原料的合成氨厂总体流程选择51.7常压气化主要工艺选择61.7.1造气61.7.2变换61.7.3脱CO271.7.4净化71.7.5合成氨71.7.6结论71.8项目意义8第2章一氧化碳变换系统计算82.1主要参数82.1.1参考操作指标82.1.2设计参数的规定102.2中变炉工艺条件计算102.2.1中变炉一段出口温度t1的确定102.2.2中变炉生口温度的确定122.2.3中变炉二段出口温度的计算122.2.4出二段气体的组成含量132.2.5中变炉三段出口温度的计算132.3中变炉的热量衡算152.3.1热量平衡量152.3.2喷淋水冷激段（一二段间）162.3.3二段162.3.4喷水冷激段（二、三段）162.3.5三段162.4主热变换器的物热衡算162.4.1物料衡算162.4.2热量衡算172.5低变炉工艺条件计算182.5.1低变炉出口温度t出计算182.5.2低变炉出口组成和量计算182.5.3热量衡算192.6第一水加热器物热衡算192.6.1蒸汽露点温度115℃192.6.2第一热水塔出水绝热饱和温度ts192.6.3物料衡算202.6.4热量衡算202.7饱和塔的物热衡算212.7.1物料衡算212.7.2热量衡算212.8热水塔的物料衡算222.8.1物料衡算222.8.2热量衡算222.8.3出热232.9二水加热器的物热衡算242.9.1物料衡算242.9.2热量衡算242.9.3出热24第3章公用工程设施253.1公用工程方案253.2给排水25结论26参考文献27附录A28附录B32附录C33附录D34附录E35附录F36致谢3712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、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30%的比例，称之为“工业氨”。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。液氨常用作制冷剂。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