合成氨装置布朗流程工艺设计.doc

合成氨装置布朗流程低压部分工艺设计 毕业设计条件表 专题部分：低压部分 新鲜气量： 有关气体组成（mol/mol） 组分 原料气 mol% 新鲜气 mol% 返氢气 mol% 空气 mol% 废气 mol% 0．80 24.94 24.38 78.09 77.18 0.06 74.83 72.60 4.69 97.50 16.54 0.23 3.02 0.94 1.59 0.20 0.01 0.95 0.25 0.24 60ppm含噻吩 20.96 总计 100 100 100 100 100 操作日：300天/年 大气压：740mmHg 平均温度：25℃ 中文摘要 合成氨是重要的化工产品，被广泛的应用于农业、工业、国防、医药、冶金等方面，在国民经济中具有十分重要的意义。我国拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个，其中年产30万吨合成氨装置有40多套，氨年产量居世界第一。 我们已经完成的年产30万吨合成氨布朗流程的工艺设计，它的工艺流程如下：以天然气为原料，原料天然气压缩与脱硫，原料天然气与工艺蒸汽混合在一段炉内转化，工艺空气压缩，工艺空气与一段炉转化气混合在二段炉内进一步反应，二段炉出来的工艺气在经过高低温变换脱除一氧化碳气体，工艺气再经过脱碳塔脱除二氧化碳气体，再经过甲烷化炉脱除剩余的一氧化碳和二氧化碳气体，在经过分子筛干燥器脱除工艺气体中的水，在经过深冷净化装置使工艺气体中氢氮比为3：1，以及脱除其中多余的甲烷和氩气，新鲜气经过压缩再到合成塔合成进行合成反应。 本设计共分三个部分。第一部分：文献综述。在文献综述中对氨的性质、用途、在国民经济中的作用以及对国际、国内合成氨生产的概述和发展作了详细的叙述；几种节能型合成氨工艺介绍。第二部分：设计基础。包括生产方案的确定、生产流程的确定、生产方法的确定、工艺参数的确定、能量回收及利用方案的确定。第三部分：工艺计算。包括物料衡算、热量衡算以及设备的工艺计算。 关键词：合成氨 布朗工艺 一段转化 脱碳 甲烷化 Abstract 目 录 中文摘要 I Abstract II 第一章 文献综述 1 1.1氨的性质和用途 1 1.2 氨的发现与生产方法 3 1.3 我国合成氨工业概况 4 1.4合成氨的发展趋势 5 1.5 设计任务 6 第二章 设计基础 7 2.1 设计方案的确定 7 2.1.1生产方案的确定 7 2.1.2 工艺参数的确定 11 2.1.3能量的回收利用 12 2.2 工艺流程的确定 13 2.2.1 本设计选用节能型流程布朗流程 13 2.2.2 布朗流程的简介 13 第三章 工艺计算 20 3.1 符号说明 20 3.1.1 组成 20 3.1.2 其它 20 3.2 概述 20 3.3 物料衡算 20 3.3.1 消耗定额的计算 20 3.3.2 脱硫罐V5物料衡算 24 3.3.3 一段炉H1的物料衡算 24 3.3.4 二段转化炉R1的物料衡算 28 3.3.5高温变换炉R2的物料衡算 31 3.3.6 低温变换炉R3物料衡算 33 3.3.7气水分离器V-8分水量的计算 35 3.3.8 脱碳塔T1物料衡算 36 3.3.9 甲烷化炉物料衡算 38 3.3.10 气水分离器V-17分水量的计算 40 3.3.11 分子筛干燥器V-18的计算 41 3.3.12 冷箱的计算 42 3.4 热量衡算 44 3.4.1 一段炉热量衡算 44 3.4.2 燃料用量的计算 52 3.4.3 二段炉热量衡算 55 3.4.4二段炉出口废热锅炉E-8热量衡算 59 3.4.5 废热锅炉E-8蒸汽发生量的计算 60 3.4.6高温变换炉热量衡算 61 3.4.7 高温变换炉出口换热器E-10热量衡算 64 3.4.8 低温变换炉热量衡算 66 3.4.9 甲烷化炉热量衡算 69 3.4设备工艺计算 72 第一章 文献综述 1.1氨的性质和用途 氨在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。人们在空气含氨浓度＞100ppm(76mg/Nm3)的环境中，每天接触8小时会引起慢性中毒；5000~10000ppm时，只要接触几分钟就会有致命作用。氨水溶液能引起局部刺激作用，浓氨水对眼睛会产生特别严重的作用；对皮肤的作用随浓度和接触时间而变化，从轻度皮肤炎到严重烧伤。因此，应牢记氨对人可能造成的危害及应采取的措施。 ㈠ 物理性质 表1-1-1 氨的主要物理性质 物理性质 数值 物理性质 数值 分子量 17.03 沸点（0.1MPa）,℃ -33.35 含氮量，% 82.2 冰点，℃ -77