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年产50万吨合成氨中变换工段设计 [摘要]变换工段工序是合成氨生产中关键的一步，其主要任务是将变换气中的一氧化碳转化为二氧化碳。 本设计采用中串低工艺流程。首先对工艺流程和工艺条件进行简单说明；然后对全厂布置进行合理的设计；其次根据工艺参数对中变炉、低变炉、饱和热水塔等主要设备进行物料、热量衡算；再次对变换炉、换热器进行总体结构设计和计算；最后对变换炉进行强度校核。 [关键词]中串低；变换工段；工艺设计 The Design of the Conversion Section in the Production of the 500 thousand tons Synthetic Ammonia per year Abstract: Conversion section is the key step in the Synthetic Ammonia production, the main task is transform the Carbon monoxide in the feed gas to Carbon dioxide. This design uses high and low temperature shift in series process. Firstly, simply introduce the process and process conditions; Secondly carries on the reasonable design to the entire factory arrangement; Next according to the parameters to calculate the material and heat balance of the main equipment such as medium temperature shift furnace、low temperature shift furnace and Saturated hot water tower.; Then design and calculate overall structure of the shift converter and the heat interchanger. Finally carries on the intensity examination to the shift converter. Key word: low and medium temperature; conversion section; process design; 目 录 1 概述 1 1.1目的和意义 1 1.2合成氨工业概况 1 1.2.1基本现状 1 1.2.2发展趋势 1 1.2.3应用领域 2 1.3变换工艺介绍 2 1.3.1中温变换工艺 2 1.3.2中串低变换工艺 2 1.3.3中低低变换工艺 2 1.3.4全低变工艺 3 1.4变换工艺的选择 3 1.4.1工艺原理 3 1.4.2工艺条件 3 1.4.3工艺流程确定 3 1.4.4主要设备的选择说明 4 2 全厂总平面布置 5 2.1全场总平面布置的任务 5 2.2全厂总平面设计的原则 5 2.3全厂总平面布置内容 5 2.4全厂平面布置的特点 5 2.5全厂人员编制 5 3 物料与热量衡算 7 3.1已知条件及计算基准 7 3.2中温变换炉物料及热量计算 7 3.2.1水汽比的确定 7 3.2.2中变炉CO的实际变换率的求取 7 3.2.3中变炉催化剂平衡曲线 8 3.2.4最佳温度曲线的计算 8 3.2.5中变炉一段催化床层的物料及热量衡算 9 3.2.6中变炉二段催化床层的物料及热量衡算 12 3.3低变炉的物料及热量衡算 15 3.3.1低变炉物料计算 15 3.3.2出低变炉的变换气温度估算： 16 3.3.3低变炉的热量衡算 16 3.3.4低变催化剂操作线计算 17 3.3.5低变炉催化剂平衡曲线 17 3.4 饱和热水塔的热量和物料衡算 19 3.4.1 饱和塔的热量和物料衡算 19 3.4.2热水塔的物料和热量衡算 20 3.5主换热器的物料与热量的衡算 21 3.6中间变换器物料与热量衡算 23 4 设备的计算 24 4.1中温变换炉的计算 24 4.1.1触媒用量的计算 24 4.1.2第一段床层触媒用量 24 4.1.3 第二段床层触媒用量 25 4.1.4 触媒直径的计算 26 4.1.5中变炉进出口管径的选择 27 4.2低温变换炉的计算 28 4.2.1催化剂用量计算 28 4.2.2催化剂床层阻力 28 4.3主换热器的计算 29 4.3.1传热面积的计算 29 4.3.2设