4产万吨合成氨厂变换工段工艺设计.docx

班级： 姓名： 题 目 年产三万吨合成氨厂变换工段设计 设计原始数据： 以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为 原始数据 组 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 合计 含量，％ 9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100 前言…………………………………………………………………………………4 1.工艺原理…………………………………………………………………………4 2. 工艺条件…………………………………………………………………………4 3. 工艺流程的选择…………………………………………………………………5 4. 主要设备的选择说明 …………………………………………………………5 5. 工艺流程的说明 ………………………………………………………………6 第一章 物料与热量衡算…………………………………………………7 1．水汽比的确定 …………………………………………………………………7 2．中变炉CO的实际变换率的求取………………………………………………8 3．中变炉催化剂平衡曲线 ………………………………………………………9 4. 最佳温度曲线的计算 …………………………………………………………10 5．中变炉一段催化床层的物料衡算……………………………………………11 6．中变一段催化剂操作线的计算 ………………………………………………17 7．中间冷淋过程的物料和热量衡算……………………………………………17 8．中变炉二段催化床层的物料与热量衡算……………………………………19 9．中变二段催化剂操作线计算 ………………………………………………23 10.低变炉的物料与热量衡算……………………………………………………24 11低变催化剂操作线计算 ………………………………………………………29 12低变炉催化剂平衡曲线………………………………………………………29 13.最佳温度曲线的计算 …………………………………………………………30 14废热锅炉的物料和热量衡算 …………………………………………………31 15.水蒸汽的加入 ………………………………………………………………34 16主换热器的物料与热量的衡算………………………………………………34 17.调温水加热器的物料与热量衡算……………………………………………36 第二章 设备的计算……………………………………………………………37 1. 中变炉的计算 …………………………………………………………………37 2. 主换热器的计算…………………………………………………………………42 设计的综述……………………………………………………………………………6 参考文献……………………………………………………………………………49 致谢…………………………………………………………………………………50 第一章 物料与热量衡算 已知条件： 组 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 合计 含量，％ 9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100 计算基准：1吨氨 计算生产1吨氨需要的变换气量： （1000/17）×22.4/（2×22.56）=2920.31 M3(标) 因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5 M3(标) 年产3万吨合成氨生产能力（一年连续生产330天）： 日生产量：30000/330=90.9T/d=3.79T/h 要求出中变炉的变换气干组分中CO％小于2％。 进中变炉的变换气干组分： 组 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 合计 含量，％ 9.6 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100 M3(标) 284.44 338.32 1650.42 668.34 9.77 11.26 2962.5 kmol 12.698 15.103 94.508 38.271 0.560 0.645 161.785 假设进中变炉的变换气温度为330℃，取变化气出炉与入炉的温差为35℃，出炉的变换气温度为365℃。 进中变炉干气压力=1.75Mpa. 1．水气比的确定： 考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2O/CO=3.5 故V（水）=3.5V co=1184.113m3(标) ，n(水)=52.862kmol 因此进中变炉的变换气湿组分 组 分 CO2 CO H2 N2 O2 CH4 H2O 合计 含量％ 6.86 8.16 39.80 16.12 0.24 0.27 28.56 100 M3(标) 284.4 338.32 1650.42 668.34 9.77 11.26 118