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年产三十万吨合成氨装置的粗煤气 一氧化碳耐硫变换工艺设计 摘 要 本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产三十万吨合成氨系统流程，介绍了一氧化碳变换的基本原理，工艺条件以及工艺参数和变换催化剂的选择原则。并且对第一和第二变换炉进行热量和能量衡算，对催化剂装填量进行计算，掌握了变换系统的设计方法。 关键词： 变换，催化剂，工艺条件，一氧化碳含量 目 录 第一章 前言……………………………………………………（4） 第1．1节 合成氨在国民经济中的重要地位…………………（4） 第1．2节 合成氨工业发展简介………………………………（5） 第1．3节 天脊集团合成氨的生产方法………………………（5） 第二章 设计说明………………………………………………（7） 第2．1节 设计目的……………………………………………（7） 第2．2节 工艺原理……………………………………………（7） 第2．3节 工艺条件对一氧化碳含量的影响…………………（7） 第2．4节 上下流程配置………………………………………(8) 第2．5节 催化剂的选择………………………………………(8) 第2．6节 热量回收……………………………………………(9) 第三章 设计计算………………………………………………（10）第3．1节 已知条件与要求…………………………………（10） 第3．2节 核算蒸汽是否够用………………………………（10） 第3．3节 计算煤气成分……………………………………（11） 第3．4节 变换炉温升的估算…………………………………（11） 第四章 物料衡算………………………………………………（13） 第4．1节 第一变换炉的物料衡算……………………………（13） 第4．2节 第二变换炉的物料衡算……………………………（15） 第五章 热量衡算………………………………………………（18） 第5．1节 第二换热器进口煤气温度的计算…………………（18） 第5．2节 第一换热器进口煤气温度的计算…………………（19） 第5．3节 第一换热器热量衡算………………………………（21） 第5．4节 第二换热器热量衡算………………………………（21） 第5．5节 第一变换炉热量衡算………………………………（22）第5．6节 第二变换炉热量衡算………………………………（23） 第六章 变换炉的工艺计算……………………………………（23） 第6.1节 催化剂用量的计算…………………………………（23） 第6.2节 变换炉工艺尺寸的计算……………………………（25） 第6.3节 催化剂床层阻力的计算……………………………（26） 第七章 换热器选型……………………………………………（29） 第7.1节 第一换热器的选型与计算…………………………（29） 第八章 设备一览表……………………………………………(34) 第九章 设计结果分析和改进方向……………………………（34） 第十章 参考文献………………………………………………（35） 第十一章 致谢…………………………………………………（36） 第一章 前 言 第1．1节 合成氨工业在国民经济中的重要地位 合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。氨是化学工业的重要原料之一，用途十分广泛。以氮和氢为原料合成氨，是目前世界上采用最广泛，也是最经济的一种方法。氨的用途很广。以氨为主要原料可以制造各种氮素肥料和复合肥料。氨本身就是一种高效肥料，液氨含氮82.3%，一些国家已大规模直接施用液氨。可见，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着十分重要的作用。 氨是氮肥的主要原料，可生产尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等；氨还可用来生产多种复合化肥，如磷酸氢铵等。对农业生产有重大意义。 氨也是一些工业部门的重要原料。工业用氨量已占合成氨产量的百分之十以上。基本化学工业中的硝酸、纯碱、各种含氮无机盐，有机化学中的各种含氮中间体。制药工业中的磺胺类药物和高分子化学工业中的氨基塑料、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等，都需直接或间接以氨为原料。食品工业中，氨广泛用作冷冻剂，冶金工业、石油加工工业、机械工业亦需使用氨或其加工产品。 氨还应用于国防和尖端科学技术部门。制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药都要消耗大量的氨。生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。不仅如此，合成氨工业的迅速发展，又促进了一系列科学技术和化学合成工业的发展。如高压低温技术、催化和特殊金属材料的应用、固体燃料气化、液体和气体燃料的合理使用，以及尿素、甲醇、高级醇的合成，石油加氢，高压聚合物（如高压聚乙烯）的生产等，都是在合成氨工业的基础上发展起来或应用其生产技术成就而获得成功的。随着科学和生产技术的发展，合成氨工业