年产三万吨合成氨厂变换工段设计

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1、班级：姓名：题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计一．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CO2COH2N2O2CH4合计含量，％9.6011.4255.7122.560.330.38100前言…………………………………………………………………………………41.工艺原理…………………………………………………………………………42.工艺条件…………………………………………………………………………43.工艺流程的选择…………………………………………………………………54.主要设备的选择说明…………………………………………………………55.工

2、艺流程的说明………………………………………………………………6第一章物料与热量衡算…………………………………………………71．水汽比的确定…………………………………………………………………72．中变炉CO的实际变换率的求取………………………………………………83．中变炉催化剂平衡曲线………………………………………………………94.最佳温度曲线的计算…………………………………………………………105．中变炉一段催化床层的物料衡算……………………………………………116．中变一段催化剂操作线的计算………………………………………………177．中间冷淋过程的物料

3、和热量衡算……………………………………………178．中变炉二段催化床层的物料与热量衡算……………………………………199．中变二段催化剂操作线计算………………………………………………2310.低变炉的物料与热量衡算……………………………………………………2411低变催化剂操作线计算………………………………………………………2912低变炉催化剂平衡曲线………………………………………………………2913.最佳温度曲线的计算…………………………………………………………3014废热锅炉的物料和热量衡算…………………………………………………3115.水蒸汽的加入…

4、……………………………………………………………3416主换热器的物料与热量的衡算………………………………………………3417.调温水加热器的物料与热量衡算……………………………………………36第二章设备的计算……………………………………………………………371.中变炉的计算…………………………………………………………………372.主换热器的计算…………………………………………………………………42设计的综述……………………………………………………………………………6参考文献……………………………………………………………………………49致谢……………………

5、……………………………………………………………50第一章物料与热量衡算已知条件：组分CO2COH2N2O2CH4合计含量，％9.6011.4255.7122.560.330.38100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）=2920.31M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5M3(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CO

6、2COH2N2O2CH4合计含量，％9.611.4255.7122.560.330.38100M3(标)284.44338.321650.42668.349.7711.262962.5kmol12.69815.10394.50838.2710.5600.645161.785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）=3.5Vco=1184.113m3(标)，n(水)=52.862

7、kmol因此进中变炉的变换气湿组分组分CO2COH2N2O2CH4H2O合计含量％6.868.1639.8016.120.240.2728.56100M3(标)284.4338.321650.42668.349.7711.261184.124146.61kmol12.6915.1073.6829.840.440.5052.86185.122.中变炉CO的实际变换率的求取：假定湿转化气为100mol，其中CO湿基含量为8.16％，要求变换气中CO含量为2％，故根据变换反应：CO+H2O＝H2+CO2，则CO的实际变换率公式为：Xp％=×100（2-1）式中

8、、分别为原料及变换气中CO的摩尔分率（湿基）所以：Xp==74％则反应掉的CO的