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合成氨变换工段的节能技术与优化设计

摘要

合成氨作为一种化学材料，可用于生产多种农业化肥，但也可用在工业等领域，应用价值十分明显。近几十年来，合成氨技术水平得到了国内外深入研究，取得了有效的效果。在合成氨的生产中，变换工段的意义就是除掉对工艺不利的一氧化碳，经过近来数十年的发展变化，合成氨变换的技术水平已大大提高，为合成氨的节能低耗作出很大的贡献。

本文主要基于台州温岭市腾飞化工厂生产现状及条件对合成氨变换工段展开设计，选择具体的变换工艺进行分析设计，腾飞公司现状本次设计选择中低低变换工艺。本文主要对合成氨变换中的中低低变换工艺进行物料热量衡算及设备选型等内容。中低低工艺是原料气中温变换后接两段宽温耐硫变换过程。每一段都需要传热，这可以使催化剂的入口温度达到适当的值，然后充分发挥催化剂的优点。

关键词：合成氨；变换工段；中低低工艺；变换催化剂

目录

TOC\o1-3\h\u16866引言 1

31007第一章绪论 2

98351.1概述 2

49761.2合成氨变换工艺 2

255611.2.1变换工艺的发展 2

24661.2.2变换工艺原理 2

314621.2.3变换工艺介绍 3

184831.3变换工艺的选择 4

251401.3.1工艺条件 4

79081.3.2工艺流程的确定 5

223771.3.3中低低变换工艺流程 5

30221第二章变换工艺的主要设备 7

178462.1变换炉 7

18972.2饱和热水塔 8

220092.3换热设备 9

323242.4变换工段的控制系统 10

73282.4.2变换工段仪表选型 10

16960第三章一氧化碳变换催化剂 11

153503.1变换催化剂的选择原则 11

23063.2铁铬系中温变换催化剂 11

177943.3钴钼系耐硫宽温变换催化剂 11

28296第四章节能与环保 13

152544.1变换系统的节能 13

43474.1.1降低变换过程的汽气比 13

236324.1.2加强变换系统热量回收 13

215554.1.3减少系统散热 14

270264.2三废处理 14

210714.2.1废水的处理 14

321844.2.2废气的处理 15

271464.2.3废油的处理 15

151354.3经济效益分析 15

8370第五章工艺计算结果汇总 16

216835.1变换炉物料及热量衡算 16

319855.1.1一段中变催化床层 16

82245.1.2二段低变催化床层 17

268265.1.3三段低变催化床层 17

98195.2饱和热水塔物料及热量衡算 18

236615.2.1饱和塔计算 18

34825.2.2热水塔计算 19

247925.3热交换器物料及热量衡算 19

204765.3.1物料衡算 19

123875.3.2热量衡算 19

31765.4调温水加热器变换气放热计算 20

114195.5热水塔设备计算 20

275015.5.1已知条件 20

235875.5.2塔径计算： 20

82405.5.3理论塔板数计算： 20

308345.6主热交换器设备计算 21

34895.6.1已知条件 21

47725.6.2设备直径及管数的确定 21

68055.6.3传热系数的计算 21

20416结论 22

21369参考文献 23

17附录A 24

11950一、变换工艺计算 24

12948（一）变换炉物料及热量计算 24

12508（二）热水塔出口热水温度计算 31

11397（三）饱和热水塔物料及热量衡算 32

22711（四）热交换器物料及热量衡算 35

11914（五）调温水加热器Ⅱ5中变换气放出热量计算 37

13834二、典型设备计算 38

31764（一）热水塔的计算 38

28167（二）主热交换器的设计计算 43

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引言

氨类产品是重要的无机和有色化工制品之一，在国民经济中也起着重要的作用。由于我国工农业应用上对合成氨的需求持续增长，合成氨工业己经发展成为了重点和核心产业。由于工农业应用上对氨的需求不停增长，合成氨工业己经成为了重要的中坚产业。

20世纪60年代，世界上第一座