应用化工毕业设计.doc

济源职业技术学院 毕 业 设 计（论 文） (冶金化工系) 题 目 年产10万吨合成氨的生产工艺设计 专 业 应用化工技术 班 级 化工0804班 姓 名 黄巧珍 学 号 指导教师 马科友 完成日期 2010年6月25日—2010年10月13日 目录 摘要 - 1 - 关键词：氮气 ；氢气；合成氨；氨合成塔 - 1 - 前言 - 2 - 第一章 概述 - 3 - 1.1 氨的发现与合成 - 3 - 1.2 氨的性质和用途 - 3 - 1.2.1氨的性质 - 3 - 1.2.2 氨的用途 - 4 - 1.3 合成氨生产的进展 - 4 - 1.4 合成氨工业的特点 - 5 - 1.4.1与能源工业关系密切 - 5 - 1.4.2农业对氮肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力 - 5 - 1.4.3 农用氮肥耗氨量大，利润率不高 - 5 - 1.4.4 工艺复杂，技术密集 - 6 - 1.4.5适宜大规模生产，对装置的可靠性、稳定性要求高 - 6 - 第二章 合成氨的基本原理及工艺流程 - 7 - 2.1合成氨的基本原理 - 7 - 2.2 合成氨的工艺流程 - 7 - 2.2.1 合成氨的原料 - 7 - 2.2.2 氨的制备方法 - 8 - 2.2.3原料气的制备与净化 - 9 - 2.2.4 氨合成的工艺流程 - 15 - 2.3 合成氨的工艺操作条件 - 18 - 2.3.1催化剂 - 18 - 2.3.2 温度 - 20 - 2.3.3 压力 - 20 - 2.3.4 空间速度 - 22 - 2.3.5 合成塔进口气体组成 - 22 - 第三章 合成氨的主要设备 - 24 - 3.1 氨合成塔 - 24 - 3.1.1合成塔的结构特点 - 24 - 3.2 列管式石墨换热器 - 25 - 3.3 压缩机 - 26 - 第四章 工艺计算 - 27 - 4.1合成氨塔的物料衡算 - 27 - 4.2合成氨塔的热量衡算 - 31 - 致 谢 - 33 - 参考文献 - 34 - 摘要 氮肥生产是现代化学工业中的一个重要部门,而氮肥生产主要环节是合成氨.除了制成化肥用于农业外,合成氨生产在工业、国防和改善人民衣食住行各个方面均占有重要地位前言 随着人们对能源的开发和利用，世界范围内呈现资源紧缺的局面，能源价格不断上涨。目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。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。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反应式N2+3H2=2NH3。其反应式是在高温高压的条件下直接合成的。 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。。标准状态下气氨的密度7．714× kg/L。摩尔体积22．08L/mol。液氨挥发性很强，气化热较大。 氨极易溶于水，可生成含氨15%~30%（质量分数）的商品氨水，氨溶解时放出的热。 氨水溶液呈弱碱性，但在有水存在的条件下，对铜、银、锌等金属有腐蚀作用。一种可燃性物质，自燃电为630°C，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，常压、室温下的爆炸范围分别为15.5%～28%和13.5%～82%。氨的化学性质较活泼，能与酸反应生成盐。如：与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成氨基甲酸氨，脱水后成为尿素；二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵等等。 1.2.2 氨的用途 氨主要用来制造化学肥料，也作为生产其他化工产品的额原料。 除液氨本身可作为化学肥料外，农业上使用的所有氮肥、含氮混肥和复合肥，都以氨为原料。 基本化学工业中的硝酸、纯碱，含氮无机盐，邮寄化学工业中的含氮中间体，制药工业中的磺胺类药物、维生素、氨基酸，化纤和塑料工业中的已内酰胺、 已二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等，都需要直接或间接以氨为原料。 氨还应用于国防工业和尖端技术中，制造三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药都消耗大量的氨。生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。还可以做冷冻、冷藏系统的制