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2200整体锻焊式氨合成塔设计毕业论文 目 录 任务书 摘要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 第1章 绪论 1 1.1 氨的发现与合成 1 1.2 合成氨生产的发展 1 1.3 氨的性质和用途 3 第2章 氨合成塔工艺计算 5 2.1 合成原理及典型工艺流程 5 2.1.1 合成原理 5 2.1.2 典型工艺流程 5 2.2 合成塔操作条件与说明 6 2.3 物料衡算 8 2.3.1 计算依据 8 2.3.2 物料衡算 8 2.4 能量衡算 11 2.4.1 全塔的总热量衡算 11 2.4.2 触媒筐热量衡算 12 2.4.3 热交换器热量衡算 13 2.5 工艺技术特性一览表 15 第3章 设备类型的选择及论证 16 3.1 氨合成塔的结构特点及基本要求 16 3.2 外筒结构型式的选择及论证 17 3.3 密封结构型式的选择及论证 18 3.3.1高压容器的密封机理结构分类3.3.2氨合成塔密封结构形式的选择及论证4.3.2 内件各零部件材料的选择及论证 27 4.3.3 内件焊接材料的选择 28 4.3.4 保温铁皮材料的选择 28 4.3.5 保温层材料的选择 28 第5章 触媒的选择及触媒筐设计 30 5.1 触媒的选择 30 5.1.1 触媒选择的基本要求 30 5.1.2 触媒的类型选择 30 5.1.3 触媒颗粒大的选择 32 5.2 触媒筐设计 32 5.2.1 触媒筐工艺指标的选择 32 5.2.2 触媒筐的直径和高度.4.1 电加热器端电压的选择.4.2 电加热器相数的选择.4.3 电加热器的温度调节方式.4.4 电热元件的计算 40 6.5 电加热器端盖设计 42 6.5.1 主螺栓及主螺母的设计.5.2 端盖设计.2.2 物性数据的确定.3.2 工艺结构尺寸8.2.1 封头型式选择 54 8.2.2 封头厚度计算 54 8.3 密封件的设计计算 55 8.3.1 双锥环结构尺寸主螺栓的计算8.5.2 法兰强度校核8.8.1 触媒筒中心管热膨胀量估算 65 8.8.2 内件总膨胀量估算 65 第9章 典型零部件的制造安装工艺 66 9.1 原料的检验 66 9.2 原材料的矫形和净化 66 9.2.1 矫形 66 9.2.2 净化 67 9.3 氨合成塔外筒的制造 67 9.3.1 简介 67 9.3.2 制造工艺 67 9.4 氨合成塔内件的制造 68 9.4.1 三套管式触媒筐的制造 68 9.4.2 列管式换热器的制造 70 9.5 氨合成塔的检验 71 9.6 氨合成塔试压 72 9.7 氨合成塔的安装 73 9.7.1 施工前的准备 73 9.7.2 氨合成塔的安装 74 9.7.3 安装安全技术 77 9.8 氨合成塔的维护和检修 79 9.8.1 氨合成塔的维护 79 9.8.2 氨合成塔的检查 80 第10章 专题讨论 82 10.1 本设计遇到的问题 82 10.2 低封头与筒体连接的过渡型式解决方案 82 10.3 法兰与筒体焊接处的应力分析 82 10.3.1 应力计算 82 10.3.2 结果分析 84 总结 86 参考文献 87 致谢 88  绪 论 我们知道，空气中含有78%（体积1913年工业上实现氨的合成以后，合成氨法发展很快，到三十年代已成为固定氮生产中的最主要方法。 本次设计是在合成氨工业的基础上，对合成氨工业中的核心设备——氨合成塔进行设计。要求设计的氨合成塔，直径为2200毫米，筒体为整体锻焊式，内部换热器类型为固定管板式换热器。本次设计的最大特点为在常规设计的基础上筒体采用分析设计的方法，更好的节约了材料，降低了生产成本，且更加安全可靠。 1.1 氨的发现与合成 氨，是1754年由普里斯特利（Priestly）加热氯化铵和石灰时发现的。1784年，伯托利（C.L.BerthoHet）通过分析，确定氨是由氮和氢组成的。随后一百多年人们在试验室内进行直接合成氮的研究工作，但都未能成功。到十九世纪末叶，物理化学得到蓬勃发展，建立了化学热力学、反应动力学的概念，大力开展基础理论研究后，才使氨的合成在正确的理论指导下进行。 1901年吕·查得利（Le Chatelier）第一个提出氨的合成条件是高温、高压，并采用一定的催化剂。1912年第一个日产30吨的合成氨装置在德国奥堡（Oppau）建成，并在1913年开始运转，1914年满负荷生产，这样合成氨工业进入了一个新的时代。 合成氨法的研究成功，不仅为获取化合态氮开辟了广阔的道路，而且也促进了许多科学技术部门（例如高压技术、低温技术、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、烃类燃料的合理利用等）1．-1 无烟煤（焦炭）制合成氨的示意流程 2．天然气（轻油）加压蒸汽转化法制合成氨的流程： 图