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内蒙古化工职业学院毕业论文用纸

年产30万吨合成氨工程设计

摘要

氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。合成氨生产经过多年

的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。

本设计是以煤为原料年产三十万吨合成氨转变工序的设计。近年来合成氨工业发展很

快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要方向是开发性

能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合

理利用低位热能等方面上。

设计采用的工艺流程简介：采用煤造气出来的半水煤气，通入变换炉，采用煤气冷激

及蒸汽换热的方式，使半水煤气在催化剂的作用下大部分CO和水蒸气反应获得H2，使CO

降到合格水平。

本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨的各

个工序流程。工艺计算部进行了一氧化碳变换工序的物料衡算、热量衡算。设备计算部分

主要是高变炉催化剂用量的具体计算，以及热水塔和换热器的计算。

本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催

化剂和能源综合利用。

关键词合成氨,水煤气,变换

：

-I-

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目录

摘要I

第1章绪论1

1.1氨的性质、用途及重要性1

1.1.1氨的性质1

1.1.2氨的用途及在国民生产中的作用1

1.1.3产品世界产业状况2

1.2产品的市场需求预测2

1.3产品价格分析3

1.4项目内容3

1.4.1项目名称、地址、承办单位及性质3

1.4.2项目编制的依据和原则4

1.4.3项目背景4

1.5原料的选择4

1.6以煤为原料的合成氨厂总体流程选择5

1.7常压气化主要工艺选择6

1.7.1造气6

1.7.2变换6

1.7.3脱CO7

2

1.7.4净化7

1.7.5合成氨7

1.7.6结论7

1.8项目意义8

第2章一氧化碳变换系统计算8

2.1主要参数8

2.1.1参考操作指标8

2.1.2设计参数的规定10

2.2中变炉工艺条件计算10

II

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1

2.2.1中变炉一段出口温度t的确定10



t

2.2.2中变炉生口温度的确定12

2



2.2.3中变炉二段出口温度t的计算12

2

2.2.4出二段气体的组成含量13



2.2.5中变炉三段出口温度t3的计算13

2.3中变炉的热量衡算15

2.3.1热量平衡量15

2.3.2喷淋水冷激段（一二段间）16

2.3.3二段16

2.3.4喷水冷激段（二、三段）16

2.3.5三段16

2.4主热变换器的物热衡算16

2.4.1物料衡算16

2.4.2热量衡算17

2.5低变炉工艺条件计算18

2.5.1低变炉出口温度t计算18