年产50万吨合成氨中变换工段设计

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1、年产50万吨合成氨中变换工段设计[摘要]变换工段工序是合成氨生产中关键的一步，其主要任务是将变换气中的一氧化碳转化为二氧化碳。本设计采用中串低工艺流程。首先对工艺流程和工艺条件进行简单说明；然后对全厂布置进行合理的设计；其次根据工艺参数对中变炉、低变炉、饱和热水塔等主要设备进行物料、热量衡算；再次对变换炉、换热器进行总体结构设计和计算；最后对变换炉进行强度校核。[关键词]中串低；变换工段；工艺设计IIITheDesignoftheConversionSectionintheProductionofthe5

2、00thousandtonsSyntheticAmmoniaperyearAbstract:ConversionsectionisthekeystepintheSyntheticAmmoniaproduction,themaintaskistransformtheCarbonmonoxideinthefeedgastoCarbondioxide.Thisdesignuseshighandlowtemperatureshiftinseriesprocess.Firstly,simplyintroduceth

3、eprocessandprocessconditions;Secondlycarriesonthereasonabledesigntotheentirefactoryarrangement;Nextaccordingtotheparameterstocalculatethematerialandheatbalanceofthemainequipmentsuchasmediumtemperatureshiftfurnace、lowtemperatureshiftfurnaceandSaturatedhotw

4、atertower.;Thendesignandcalculateoverallstructureoftheshiftconverterandtheheatinterchanger.Finallycarriesontheintensityexaminationtotheshiftconverter.Keyword:lowandmediumtemperature;conversionsection;processdesign;III目录1概述11.1目的和意义11.2合成氨工业概况11.2.1基本现状11.

5、2.2发展趋势11.2.3应用领域21.3变换工艺介绍21.3.1中温变换工艺21.3.2中串低变换工艺21.3.3中低低变换工艺21.3.4全低变工艺31.4变换工艺的选择31.4.1工艺原理31.4.2工艺条件31.4.3工艺流程确定31.4.4主要设备的选择说明42全厂总平面布置52.1全场总平面布置的任务52.2全厂总平面设计的原则52.3全厂总平面布置内容52.4全厂平面布置的特点52.5全厂人员编制53物料与热量衡算73.1已知条件及计算基准73.2中温变换炉物料及热量计算73.2.1水汽比的

6、确定73.2.2中变炉CO的实际变换率的求取73.2.3中变炉催化剂平衡曲线83.2.4最佳温度曲线的计算83.2.5中变炉一段催化床层的物料及热量衡算93.2.6中变炉二段催化床层的物料及热量衡算123.3低变炉的物料及热量衡算15III3.3.1低变炉物料计算153.3.2出低变炉的变换气温度估算：163.3.3低变炉的热量衡算163.3.4低变催化剂操作线计算173.3.5低变炉催化剂平衡曲线173.4饱和热水塔的热量和物料衡算193.4.1饱和塔的热量和物料衡算193.4.2热水塔的物料和热量衡算

7、203.5主换热器的物料与热量的衡算213.6中间变换器物料与热量衡算234设备的计算244.1中温变换炉的计算244.1.1触媒用量的计算244.1.2第一段床层触媒用量244.1.3第二段床层触媒用量254.1.4触媒直径的计算264.1.5中变炉进出口管径的选择274.2低温变换炉的计算284.2.1催化剂用量计算284.2.2催化剂床层阻力284.3主换热器的计算294.3.1传热面积的计算294.3.2设备直径与管板的确定304.3.3传热系数的验算304.3.4壳侧对流传热系数计算314.3.

8、5总传热系数核算324.3.6其他换热器的选择324.4泵的选择335变换炉机械设计及校核355.1变换炉筒体和裙座壁厚计算355.2变换炉的质量载荷计算355.2.1塔壳和裙座的质量355.2.2封头质量35III5.2.3裙座质量365.2.4塔内构件质量365.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量365.2.6保温材料质量365.2.7平台、扶梯质量365.2.8操作时塔内物料质量365.3地震载荷计算375.3.1计算危