年产15万吨液氨合成工段工艺设计1.doc

四川理工学院 毕业设计说明书 题 目 年产15万吨液氨合成工段工艺设计 系 别 材料与化学工程系 专业班级 无机化工九八级一班 学生姓名 指导教师 二零零二年六月三日 目 录 第一部分 说明书------------------------------------------------------3 第一章 概 述-------------------------------------------------------------------3 第二章 原材料及产品主要技术规格-----------------------------------------4 第三章 危险性物料主要物性表-----------------------------------------------5 第四章 生产原理及流程简述--------------------------------------------------5 第五章 主要设备的选择与计算-----------------------------------------------5 第六章 原材料及动力消耗-----------------------------------------------------6 第七章 生产分析及三废排量--------------------------------------------------7 第八章 存在问题及建议--------------------------------------------------------7 第九章 主要参考书目-----------------------------------------------------------7 第十章 工艺设计计算书--------------------------------------------------------8 第二部分 物料衡算和热量衡算----------------------------------------------8 第三部分 设备的选型与计算-------------------------------------------------27 第四部分 带主要控制点的工艺流程图-------------------------------------46 第一部分 说明书 第一章 概 述 1-1工段的概况及特点： 1．设计依据： 本设计按照材化系下达设计任务书进行编制，参照鸿鹄化工总厂的现场生产，以及中国五环化学工程总公司（原化工部第四设计院），和石油化工部化工设计院的有关资料设计而成。 2．设计规模及特点： 本工段生产液氨，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；现具体起来如下： （1）循环机位置： 本工段设置在氨分离系统后，合成塔之前，从而充分利用循环机压缩功，提高进合成塔温度，减少冷量消耗，降低氨冷器负荷，同时提高进塔压力，提高合成率，而进循环机的氨冷量较低，避免了塔后循环机流程容易带液氨而导致循环机泄漏。 （2）反应热回收的方式及利用： 这涉及到废热锅炉的热量利用几合成塔塔外换热器如何科学设置的问题，废热锅炉的配置实际上是如何提高反应热的回收率和获得高品位热的问题，本设计选择塔后换热器及后置锅炉的工艺路线，设置塔后换热器使废热锅炉出口气体与合成塔二进气体换热，充分提高合成塔二进温度，相应提高了合成塔二出温度，进废热锅炉的气体温度为360度，副产1.3兆帕的中压蒸汽，充分提高回收热量品位。 （3）采用“二进二出”合成流程： 全部冷气经合成塔环隙后进入热交换器，可使合成塔体个点温度分布均匀，出口气体保持较低温度，确保合成塔长期安全稳定运行，与循环机来的冷气直接进入热交换器相比，使热交换器出口温度增大。进入水冷的气体温度降低意味着合成余热回收率高和水冷负荷低。 （4）水冷器、氨冷器的设置： 水冷后分离液氨再进行冷交，氨冷有利于降低后续氨冷的负荷，边冷却边分离液氨，即提高了液氨的分离效果，又避免了气液两相流的存在，通过设置两氨冷器的冷凝充分解决了低压下，水冷后很少有氨冷凝下来的矛盾，达到了进一步冷却，保证合成塔入口氨冷量的要求。 （5）补充气及放空点位置设置： 补充气设置在冷交的二次入口，以便减少系统阻力，并通过氨冷进一步洗脱微量二氧化碳和一氧化碳及氨基甲酸等杂质，有利于保护触媒防止管道和设备堵塞。放空点设置在冷交换器和氨分离器之间，氨分后有效气体浓度较低，惰性气体含量较高，有利于降低新鲜气