10万吨每年合成氨宽温变换工艺设计论文.doc

100kt/a合成氨宽温变换工艺设计 摘 要 CO 变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，所以在合成氨工艺流程中占有重要地位。本设计采用全低变换流程，并对流程中各个设备进行物料和能量衡算，同时对设备选型计算。在设备选型计算时主要对全低变换炉进行了计算、全低变换催化剂的选型、用量计算和确定全低变换炉工艺尺寸。 关键词：合成氨，变换，催化剂，衡算，选型 The Wide Temperature Process Design of 100kt / a Synthetic Ammonia Transformation Abstract CO feed gas shift reaction is made to continue, but also a purification process, so play an important role in the ammonia process. This design uses in low-temperature series transformation process, and the process of various materials and equipment, material balance can be calculated for selection of equipment. In the selection of equipment for low temperature shift in the main furnace calculated: low shift catalyst dosage, the selection and calculation of furnace temperature transform technology dimensions. Keywords: synthetic ammonia, transform, catalyst, calculation and selection 目录 TOC \o 1-3 \u 1.前 言 1 1.1工艺原理 1 1.2变换工艺流程确定 1 1.3变换工艺参数的确定 2 1.3.1压力 2 1.3.2温度 2 1.3.3汽气比 2 1.4 主要设备的选择说明 3 2.变换工段物料及热量衡算 4 2.1变换炉物料衡算及热量衡算 4 2.1.1已知转化气组成 4 2.1.2本设计的计算基准 4 2.1.3工艺条件的确定 4 2.1.4.变换炉催化床层的物料衡算 4 2.1.5变换炉催化床层的热量衡算 6 2.1.6变换炉催化剂平衡曲线 7 2.1.7最佳温度曲线的计算 8 2.1.8操作线计算 8 3.辅助设备物料及热量计算 10 3.1饱和塔的物料与热量衡算 10 3.2．热水塔物料与热量衡算 12 3.3.第一换热器的热量衡算 13 3.4.废热锅炉的热量衡算 14 3.5.第二换热器的热量衡算 15 3.6物料汇总表 17 3.7热量汇总表 18 4.设备计算 20 4.1.变换炉的计算 20 4.2.饱和塔的计算 23 4.3.热水塔的计算 27 4.4.第一换热器的计算 30 4.5.第二换热器的计算 36 4.6.封头的选择 43 4.7.群座 43 4.8.人孔 44 4.9.排气孔 44 4.10.接管 44 4.11.法兰 45 4.12.筋板 45 4.13主要设备一览表 46 参考文献 47 对本设计评述 48 致谢 49 附 50 1.前 言 1.1工艺原理 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CO，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CO2和氨合成所需要的H2。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。 工艺原理： 一氧化碳变换反应式为： CO+H2O=CO2+H2+Q (1-1) CO+H2 = C+H2O (1-2) 其中反应(1-1)是主反应，反应(1-2)是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应(1-1)具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发生。 一氧化碳与水蒸气