年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计

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1、年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计本文由guowei07198513贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。一、设计（论文）的要求：1、说明书包括前言，合成氨变换工段工序原理，工艺条件及工艺流程确定，以及主要设备的选择说明，对本设计的评述。2、计算部分计算。3、图纸带控制点的工艺流程图。包括物料衡算，热量衡算，有效能利用率计算，主要设备二、设计（论文）的原始数据：天然气成分：以鸿化厂的实际工作数据为依据来进行。年工作日330天,其余数据自定。三、参考资料及说明：《化工工

2、艺设计手册》（上、下册）《氮肥工艺设计手册》理化数据、、《化肥企业产品能平衡》《小合成氨厂工艺技术与设计手册》《合成氨工学》、、、《化工制图》《化工原理》《化学工程》《化工设计概论》以及关于氮肥、、、的其他相关杂志。1目1.录前言………………………………………………………………………………42.工艺原理…………………………………………………………………………43.4.5.6.工艺条件…………………………………………………………………………5工艺流程的确定…………………………………………………………………6主要设备的选择

3、说明……………………………………………………………6对本设计的综述…………………………………………………………………6第一章变换工段物料及热量衡算……………………………………………8第一节中变物料及热量衡算………………………………………………………81．确定转化气组成…………………………………………………………………82．水汽比的确定……………………………………………………………………83．中变炉一段催化床层的物料衡算………………………………………………94．中变炉一段催化床层的热量衡算…………………………………………

4、……115．中变炉催化剂平衡曲线…………………………………………………………136.最佳温度曲线的计算……………………………………………………………147．操作线计算……………………………………………………………………158．中间冷淋过程的物料和热量计算……………………………………………169．中变炉二段催化床层的物料衡算……………………………………………1710.中变炉二段催化床层的热量衡算……………………………………………18第二节低变炉的物料与热量计算………………………………………………19第三节废热锅炉的热量和

5、物料计算……………………………………………24第四节主换热器的物料与热量的计算…………………………………………26第五节调温水加热器的物料与热量计算……………………………………28第二章设备的计算………………………………………………………………291.低温变换炉计算………………………………………………………………292.中变废热锅炉…………………………………………………………………31参考文献及致谢…………………………………………………………………352前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨生产经过

6、多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的C，由于CO是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其转化为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。因此，CO变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80

7、年代中期发展起来的。所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr系催化剂之后串入Co-Mo系宽温变换催化剂。在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的CO含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。工艺原理：一氧化碳变换反应式为：CO+H2O=CO2+H2+QCO+H2=C+H2O(1-1)(1-2)其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产

8、物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发生。一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，反应热是温度的函数。变换过程中还包括下列反应式：H2+O2=H2O+Q3工艺条件1.压力：压力对变换反应的平衡几乎没有影响。但是提高压力将使析炭和生成甲烷等副反应易于进行。单就平衡而言，加压并无好处