氨合成毕业设计-- 年产112 kta 合成氨变换工序工艺设计.doc

目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘 要 3 前 言 5 目录 6 第一章 绪 论 6 1.1氨的性质 6 1.1.1氨的物理性质 6 1.1.2氨的化学性质 6 1.1.3氨的用途 6 第二章 设计任务的理论基础 7 2.1氨合成理论基础 7 2.1.1氨合成反应的热效应. 7 2.1.2影响平衡氨含量的因素 7 2.1.3生产原理说明 7 2.1.4合成氨的机理 8 2.2催化剂 8 2.2.1催化剂概述 8 2.2.2合成氨的催化机理 8 2.2.3催化剂的中毒 9 第三章 氨合成化工工艺设计说明 10 3.1合成氨工业的工艺介绍 10 3.1.1原料气制备 10 3.1.2原料气净化 10 3.1.3氨的合成 10 3.2工艺流程的选择确定 10 3.2.1工艺流程的设计选择 10 3.2.2生产工艺流程的说明 11 第四章 氨合成物料衡算 11 4.1设计依据 11 4.1.1生产要求 12 4.1.2计算物料点流程 13 4.2物料衡算 13 4.2.1合成塔入口气组成 15 4.2.2合成塔出口气组成 15 4.2.3合成率计算 18 4.2.4氨分离器出口气液组成计算 18 4.2.5冷交换器分离出的液体组成 20 4.2.6液氨贮槽驰放气和液相组成计算 21 4.2.7 液氨贮槽物料衡算 21 4.3合成循环回路总物料衡算 23 4.3.1合成循环回路总物料衡算 24 4.3.2合成塔进出口物料衡算 24 4.3.3沸热锅炉出口 24 4.3.4氨分离器物料量 26 4.3.5冷交换器物料衡算 27 4.4物料衡算法汇总 30 4.4.1各物料点体积 30 第五章 氨合成设备计算 30 5.1热交换器设备工艺计算 34 5.1.1设计条件 38 5.1.2管内给热系数 39 5.1.3管外给热系数 39 5.1.4总传热系数 39 5.1.5传热面积核算 40 5.2合成塔的工艺计算 45 5.2.1冷激气量 50 5.2.2一层催化剂的体积 55 5.2.3第二层催化剂的体积 52 5.2.4第三层催化剂的体积 57 5.2.5计算第四层催化剂的体积 59 5.2.6计算合成塔塔径 59 5.2.7估算各催化层的高度 61 第六章 氨合成设备的选型 62 6.1设备选型的基本要求 62 6.1.1技术经济指标 62 6.1.2设备结构上的要求 62 6.1.3主要设备选型说明 62 6.2 化工设备布置的一般原则 63 参 考 文 献 63 附 录A 64 附 录B 64 附图1：合成氨工段工艺管道及仪表流程图 64 附图2：合成氨工段设备平面布置图 6 4 结论…………………………………………………………………………………………..65 致谢 66 摘 要 年产112 kt/a 合成氨变换工序工艺设计，简述合成氨工艺及112 kt/a合成氨装置变换工序工艺流程的设置和关键，设备的选型。 对主要工艺参数的设计进行了验算； 对热能的回收利用进行了评述； 对催化剂的选型、硫化和装置的试运行进行了介绍。 本设计主要进行了中小型合成氨厂合成车间的工艺设计。合成氨指由氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下直接合成的氨。 原料来源为天然气，采用天然气三段转化，总氨联醇生产工艺得到氨合成工段新鲜气。主要工艺流程包括：氨的合成，合成气的循环，氨的液化，余热的利用等环节。设计的主要内容包括合成工段的物料衡算和热量衡算，以及主要设备的工艺计算，并且依据计算结果和工厂的实际确定了主要设备的装配尺寸。并根据自己获得的知识对进行了简单的设备布置。在物料衡算和热量衡算中，本设采用Microsoft Excel使计算更准确、更简捷、更方便。 关键词：物料衡算 热量衡算 低温变换 合成氨 Abstract With an annual output of 112 kt/a ammonia shift conversion process design, the process of the synthetic ammonia and 112 kt/a ammonia plant transformation technology process setting and key, equipment selection.The main p