合 成 氨 仿 真 合 成 工 序 操 作 手 册合成氨毕业设计（论文）.doc

毕业设计（论文） 题 目 合 成 氨 仿 真 合 成 工 序 操 作 手 册 系 （部） 化 学 工 程 系 专 业 应 用 化 工 指导教师 作 者 完成日期 2013年5月22日 目 录 1 概述 1 2氨合成反应的特点 1 2.1氨合成的化学反应 1 3氨合成反应的化学平衡 2 3.1平衡常数 2 3.2平衡氨含量 2 4氨合成动力学 2 4.1反应机理 2 4.2反应速度 3 4.3内扩散的影响 3 5影响合成塔操作的各种因素 4 5.1影响合成塔反应的条件： 4 5.2合成反应的操作控制 4 5.3下面是影响合成回路各个条件的一些因素： 5 5.3.1.合成塔的压力 5 5.3.2触媒的温度 5 5.3.3氢氮比： 5 5.3.4循环气中氨含量： 6 5.4合成触媒的性能 6 5.4.1触媒的活化 6 5.4.2触媒的毒物： 6 7氨合成主要设备 7 7.1.合成塔 7 7.1.1结构特点 7 7.2.1什么是冷激式 7 7.2.2为什么要采用冷激式 7 7.2.3工作原理 7 7.4氨冷器（拓展） 9 7.4.1构造 9 7.4.2冷交内流程 9 7.4.3作用 9 7.6 蒸汽透平机 11 8生产流程简述 12 8.1合成系统 12 8.2冷冻系统 14 9环境保护与尾气回收 16 9.1合成氨尾气的回收 16 9.2环境保护 16 10知识拓展 16 10.2.1合成氨工艺流程分类原则 17 踹振 17 18 10.4.1氨合成塔的分类 18 10.5.1闪蒸的原理 18 10.5.2 闪蒸的作用 18 10.6.1合成段循环机压差大的原因 19 10.7.1透平机及工作原理? 19 10.8.1卧式氨合成塔——缩短平衡温距 19 10.9.1径向氨合成塔（托普索型） 21 致谢 23 1 概述 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。 用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，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。液氨常用作制冷剂。 贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。 氨的合成是氨厂最后一道工序，任务是在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混和气直接合成为氨。然后将所生成的气体氨从未合成为氨的混和气体中冷凝分离出来，得到产品液氨，分离氨后的氢氮气体循环使用。 由循环机送出的循环气和高压机送来的新鲜气，在滤油器中混合，分离掉油和水后，温度为30-40度。首先进入冷凝塔上部热交换器内将气体冷却，然后又到氨蒸发器管内与管外液氨换热，继续冷却至-5-0度，再进入冷凝塔下部氨分离器，分离掉液氨，气体进入冷凝塔上部热交换管间与管内气体换热后，经主副阀门控制进入合成塔。在温度为460-500度下，借助催化剂的催化作用合成氨。由塔底出来的合成气体，温度在200度左右进入废热回收器回收热量，气体进入水冷却器，进一步冷却到35左右进入氨分离器，分离出液氨，而氢气和氮气混合气进入循环机，提高压力依次反复循环利用。 2氨合成反应的特点 2.1氨合成的化学反应 氨合成的化学反应式如下： 这一化学反应具有如下几个特点： 1.是可逆反应。即在氢气和氮气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。 2.是放热反应。在生成氨的同时放出热量，反应热与温度、压力有关。3.是体积缩小的反应。反应需要有催化剂才能较快的进行。 3氨合成反应的化学平衡 3.1平衡常数 氨合成反应的平衡常数可表示为： = 式中p(NH3)、p(H2)、p(N2)-----为平衡状态下氨、氢、氮的分压。由于按合成反应是可逆、放热、体积缩小的反应，根据平衡移动定律可知，降低温度，提高压力，平衡向生成氨的方向移动，因此平衡常数增大。 3.2平衡氨含量 反应达到平衡时按在混和气体中的百分含量，称为平衡氨含量，或称为氨的平衡产率。平衡氨含量是给定操作条件下，合成反应能达到的最大限度。 计算平衡常数的目的是为了求平衡氨含量。平衡氨含量与压力、