合成氨装置布朗流程工艺设计

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1、合成氨装置布朗流程低压部分工艺设计毕业设计条件表专题部分：低压部分新鲜气量：有关气体组成（mol/mol）组分原料气mol%新鲜气mol%返氢气mol%空气mol%废气mol%0．8024.9424.3878.0977.180.0674.8372.604.6997.5016.540.233.020.941.590.200.010.950.250.2460ppm含噻吩20.96总计100100100100100操作日：300天/年大气压：740mmHg平均温度：25℃中文摘要合成氨是重要的化工产品，被广泛的应用于农业、工业、国防、医

2、药、冶金等方面，在国民经济中具有十分重要的意义。我国拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个，其中年产30万吨合成氨装置有40多套，氨年产量居世界第一。我们已经完成的年产30万吨合成氨布朗流程的工艺设计，它的工艺流程如下：以天然气为原料，原料天然气压缩与脱硫，原料天然气与工艺蒸汽混合在一段炉内转化，工艺空气压缩，工艺空气与一段炉转化气混合在二段炉内进一步反应，二段炉出来的工艺气在经过高低温变换脱除一氧化碳气体，工艺气再经过脱碳塔脱除二氧化碳气体，再经过甲烷化炉脱除剩余的一氧化碳和二氧化碳气体，在经过分子筛干燥器脱除

3、工艺气体中的水，在经过深冷净化装置使工艺气体中氢氮比为3：1，以及脱除其中多余的甲烷和氩气，新鲜气经过压缩再到合成塔合成进行合成反应。本设计共分三个部分。第一部分：文献综述。在文献综述中对氨的性质、用途、在国民经济中的作用以及对国际、国内合成氨生产的概述和发展作了详细的叙述；几种节能型合成氨工艺介绍。第二部分：设计基础。包括生产方案的确定、生产流程的确定、生产方法的确定、工艺参数的确定、能量回收及利用方案的确定。第三部分：工艺计算。包括物料衡算、热量衡算以及设备的工艺计算。关键词：合成氨布朗工艺一段转化脱碳甲烷化67Abstrac

4、t目录中文摘要IAbstractII第一章文献综述11.1氨的性质和用途11.2氨的发现与生产方法31.3我国合成氨工业概况41.4合成氨的发展趋势51.5设计任务6第二章设计基础72.1设计方案的确定72.1.1生产方案的确定72.1.2工艺参数的确定112.1.3能量的回收利用122.2工艺流程的确定132.2.1本设计选用节能型流程布朗流程132.2.2布朗流程的简介13第三章工艺计算203.1符号说明203.1.1组成203.1.2其它203.2概述203.3物料衡算203.3.1消耗定额的计算203.3.2脱硫罐V5物料

5、衡算243.3.3一段炉H1的物料衡算243.3.4二段转化炉R1的物料衡算283.3.5高温变换炉R2的物料衡算313.3.6低温变换炉R3物料衡算333.3.7气水分离器V-8分水量的计算353.3.8脱碳塔T1物料衡算363.3.9甲烷化炉物料衡算383.3.10气水分离器V-17分水量的计算403.3.11分子筛干燥器V-18的计算413.3.12冷箱的计算423.4热量衡算443.4.1一段炉热量衡算44673.4.2燃料用量的计算523.4.3二段炉热量衡算553.4.4二段炉出口废热锅炉E-8热量衡算593.4.5废

6、热锅炉E-8蒸汽发生量的计算603.4.6高温变换炉热量衡算613.4.7高温变换炉出口换热器E-10热量衡算643.4.8低温变换炉热量衡算663.4.9甲烷化炉热量衡算693.4设备工艺计算7267沈阳化工学院学士学位论文第二章设计基础67第一章文献综述1.1氨的性质和用途氨在标准状态下是无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味。人们在空气含氨浓度＞100ppm(76mg/Nm3)的环境中，每天接触8小时会引起慢性中毒；5000~10000ppm时，只要接触几分钟就会有致命作用。氨水溶液能引起局部刺激作用，浓氨水对眼睛会产生特

7、别严重的作用；对皮肤的作用随浓度和接触时间而变化，从轻度皮肤炎到严重烧伤。因此，应牢记氨对人可能造成的危害及应采取的措施。㈠物理性质表1-1-1氨的主要物理性质物理性质数值物理性质数值分子量17.03沸点（0.1MPa）,℃-33.35含氮量，%82.2冰点，℃-77.70摩尔体积（0℃，0.1MPa）,L/mol22.08蒸发热（-33.4℃），kJ/kg1368.02气体密度（0℃，0.1MPa）,g/L0.7714熔化热（-77.7℃），kJ/kg332.42临界压缩系数0.242气体高热值，MJ/m317.25临界温度，℃

8、132.4液体高热值，MJ/kg22.35临界压力，MPa11.30液体低热值，MJ/kg16.74临界比容，L/kg4.257标准焓⊿H0，kJ/mol-46.21临界密度，g/cm30.235自由能⊿F0(气体，25℃)-16.64液体密度（-