（应用化工毕业设计）年产10万吨合成氨的生产工艺设计.doc

济源职业技术学院毕业设计（论文） PAGE PAGE II 济源职业技术学院 毕 业 设 计（论 文） (冶金化工系) 题 目 年产10万吨合成氨的生产工艺设计 专 业 应用化工技术 班 级 化工0804班 姓 名 黄巧珍 学 号 指导教师 马科友 完成日期 2010年6月25日— 济源职业技术学院毕业设计（论文） - PAGE I - 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 - 1 - 关键词：氮气 ；氢气；合成氨；氨合成塔 - 1 - 前言 - 2 - 第一章 概述 - 3 - 1.1 氨的发现与合成 - 3 - 1.2 氨的性质和用途 - 3 - 1.2.1氨的性质 - 3 - 1.2.2 氨的用途 - 4 - 1.3 合成氨生产的进展 - 4 - 1.4 合成氨工业的特点 - 5 - 1.4.1与能源工业关系密切 - 5 - 1.4.2农业对氮肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力 - 5 - 1.4.3 农用氮肥耗氨量大，利润率不高 - 5 - 1.4.4 工艺复杂，技术密集 - 6 - 1.4.5适宜大规模生产，对装置的可靠性、稳定性要求高 - 6 - 第二章 合成氨的基本原理及工艺流程 - 7 - 2.1合成氨的基本原理 - 7 - 2.2 合成氨的工艺流程 - 7 - 2.2.1 合成氨的原料 - 7 - 2.2.2 氨的制备方法 - 8 - 2.2.3原料气的制备与净化 - 9 - 2.2.4 氨合成的工艺流程 - 15 - 2.3 合成氨的工艺操作条件 - 18 - 2.3.1催化剂 - 18 - 2.3.2 温度 - 20 - 2.3.3 压力 - 20 - 2.3.4 空间速度 - 22 - 2.3.5 合成塔进口气体组成 - 22 - 第三章 合成氨的主要设备 - 24 - 3.1 氨合成塔 - 24 - 3.1.1合成塔的结构特点 - 24 - 3.2 列管式石墨换热器 - 25 - 3.3 压缩机 - 26 - 第四章 工艺计算 - 27 - 4.1合成氨塔的物料衡算 - 27 - 4.2合成氨塔的热量衡算 - 31 - 致 谢 - 33 - 参考文献 - 34 - 1 - 摘要 氮肥生产是现代化学工业中的一个重要部门,而氮肥生产主要环节是合成氨.除了制成化肥用于农业外,合成氨生产在工业、国防和改善人民衣食住行各个方面均占有重要地位。20世纪初，开发成功了三种固定氮的方发：电弧法、氰氨法和合成氨法。其中合成氨法能耗最低。1913年工业上实现了氨的合成以后，合成氨发展很快。30年代以后，合成氨法已成为固定氮的主要方法。 本设计是以氮气和氢气为原料，用合成法制备氨气的。文章中介绍了氨气的产生、发展、用途和行业特点，还介绍了氨气的合成方法、原理、工艺参数、工艺流程以及主要设备等，并对其进行了物料衡算和能量衡算等。同时优化了工艺流程，选择了最适宜的工艺参数和合成设备，并展望了合成氨的发展前景。 关键词：氮气 ；氢气；合成氨；氨合成塔 济源职业技术学院毕业设计（论文） 2 - 前言 随着人们对能源的开发和利用，世界范围内呈现资源紧缺的局面，能源价格不断上涨。目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的，合成氨反应式：N2+3H2=2NH3。其反应式是在高温高压的条件下直接合成的。 合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。为满足氨量日益增长的需求，除再新建若干大型合成氨厂外，另一重要环节就是充分挖掘老企业的潜力，经济合理地对原装置进行技术改造，以达到提高生产能力，增加产量，降低能耗，提高经济效益的目的。 23 - 第一章 概