年产8万吨合成氨合成工段工艺设计--毕业设计(仅供参考).pdf

（前面应该编写个目录） 年产8万吨合成氨合成工段设计 设计说明书 1 总论 氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是 重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥 料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨” ；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原 料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占 30 %的比例,称之为“工业氨”。 世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、 装置单系列产量最大化三个阶段。根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原 性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技 [1] 术的研究开发 。 (1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发 展方向。以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 1 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。氨合成工艺单元主要以 增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主，开发气体分布更加均匀 、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。 (2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“ 多联产和再加工”为核心的 产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。 实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。生产 过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将 日趋成熟和不断完善。 提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强 竞争力”的必要保证。有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术,包括 工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。 1.1设计任务的依据 设计任务书是项目设计的目的和依据： 产量：80 kt/a 液氨 放空气（惰性气Ar +CH4 ）：17% 原料：新鲜补充气N 24%，H 74.5 %，Ar 0.3%，CH 1.2% 2 2 4 合成塔进出口氨浓度：2.5%，13.2% 放空气:（惰性气Ar +CH ）～17% 4 合成塔操作压力 32 MPa （绝压） 2 精练气温度 40℃ 水冷器出口气体温度 35 ℃ 循环机进出口压差 1.47MPa 年工作日 310 d 计算基准 生产1t氨 1.2概述 1.2.1设计题目：年产8万吨合成氨合成工段设计 1.2.2 设计具体内容范围及设计阶段 本次设计的内容为合成氨合成工段的设计，具体包括以下几个设计阶段： 1. 进行方案设计，确定生产方法和生产工艺流程。 2. 进行化工计算，包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。 3. 绘制带控制点的工艺流程图（PID）。 4. 进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置图。 5. 进行管路配置设计，并绘制管路布置图。 6. 撰写设计说明书。 1.2.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (1) 氨的物化性能 合成氨的化学名称为氨，氮含量为82.3%。氨是一种无色具有强烈刺激性、催 泪性和特殊臭气的无色气体，比空气轻，相对密度0.596，熔点－77.7℃；沸点－33 3 3 .4℃。标准状况下，1米气氨重0.771公斤；1米液氨重638.6公斤。极易