工艺技术-年产14万吨合成氨脱硫工艺设计论文(doc 43页)

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1、郑州大学化工与能源学院专业化学工程与工艺班级4班姓名张晓丹学号20110380429题目年产14万吨合成氨脱硫工艺设计指导老师万亚珍职称教授李亦帆职称博士系主任侯翠红职称教授2015年1月24日、、目录1.设计任务书21.1设计要求21.2设计依据22.工艺设计条件33.工艺流程叙述43.1概述43.2生产流程简述43.2.1原理43.2.2工艺流程简图64.主要工艺指标64.1设计方案的确定64.2物料衡算74.2.1吸收塔的物料衡算74.2.2各流股的物料衡算84.3热量衡算95.工艺设计95.1基础物性数据95.2吸收塔的设计105.2.1塔径计算105.2.2塔径校核125.2.3填

2、料层高度及分段125.2.4填料塔压降的计算165.2.5填料支撑板175.3喷射氧化再生槽的计算185.3.1槽体的计算185.3.2扩大部分直径185.3.3再生槽高度185.3.4喷射器计算195.4冷却塔的设计225.4.1冷却塔的计算225.4.2冷却塔校核245.4.3分布器的设计345.4.4丝网除沫器的设计375.4.4冷却塔的选管395.4.5塔底防涡器的设计406.设计感悟41401.设计任务书1.1设计要求设计年产14万吨合成氨脱硫工艺，半水煤气含硫4.8g/Nm3,脱硫方法用氨水液相催化法，填料塔脱硫；富液再生采用喷射氧化再生槽。1.2设计依据1)《化工工艺设计手册（

3、第四版）》（上、下册）2)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》（上、下册）3)陈声宗等主编，化学工业出版社出版的《化工设计》第三版教材4)《填料手册（第二版）》5)《化工设备设计全书（塔设备分册）》6)《塔填料产品及技术手册》7)《小合成氨厂工艺技术与设计手册》（上、下册）8)《给水排水设计手册》9)《化工设备设计手册》（上、下卷）10)《化学化工物性数据手册（无机卷、有机卷）》11)《现代塔器技术》（第二版）12)《小氮肥厂工艺设计手册》13)李登松.脱硫填料吸收塔的工艺设计研究[J].化工装备技术,2013,34(6):41-45.14)徐组根.冷却塔设计[J].河南化工，1999,8:31

4、-34.15)曾国安.冷却塔的设计计算[J].机电产品开发与创新,2009,22(4):76-78.16)董谊仁，过健.填料塔排管式液体分布器的研究和设计[J].化学工程，1990,18（3）：28-35.17)董谊仁，裘俊红，陈国标等.填料塔液体分布器的设计[J].化工生产与技术，1998,18：1-6.401)张硕德.防涡流器的设计[J].化工设备设计，1983,18（23）：42-43.2)白二川.半水煤气直冷塔的计算与设计[J].化肥设计，2010,48（2）：11-15.3)杨怀林.水冷却塔的设计[J].特钢技术，2009,15（58）：53-54.2.工艺设计条件设计能力：14万

5、吨合成氨/年半水煤气中硫含量：4.8g/Nm3年工作日：310天半水煤气消耗定额：3200Nm3/吨氨半水煤气组成（干基）：表1半水煤气组成表组成H2N2COCO2O2CH4合计体积（%）421926110.71.3100半水煤气压力：压缩机出口压力4800mmH2O柱气体温度：36℃溶液温度：32℃贫液组成：总氨含量：1.0M碳化度R=C/A=0.63总硫化氢：20.0g/m3硫容：0.17kg/Nm3比重：1034kg/m3脱硫后半水煤气含硫：0.1g/Nm3富液组成：总氨含量：1.0M碳化度R=C/A=0.65总硫化氢：240.0g/m3比重：1034kg/m3再生过程：采用喷射氧化再

6、生槽喷射器入口压力：4atm(表压)液温：30℃40吹风强度：100m3/m33.工艺流程叙述3.1概述由于生产合成氨的各种燃料中含有一定量的硫，因此所制备出的合成氨原料气中，都含有硫化物。其中大部分是无机硫化物硫化氢（H2S），其次还有少量的有机硫化物，如硫氧化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、硫醇（RSH）、噻吩（C4H4S）等。原料气中的硫化物，对合成氨生产危害很大，不仅腐蚀设备和管道，而且能使合成氨生产过程所用催化剂中毒。脱硫方法有很多，按脱硫剂物理形态可分为干法和湿法两大类，前者所用的脱硫剂为固体，后者为溶液。当含硫气体通过这些脱硫剂时，硫化物被固体脱硫剂所吸附，或被脱硫溶液所吸收

7、而除去。3.2生产流程简述3.2.1原理脱硫反应氨水对苯二酚氧化法也称为氨水液相催化法，是用含有少量对苯二酚（载氧体）的稀氨水溶液，脱除原料气中的硫化氢。氨溶于水，大部分与水结合为一水合氨NH3·H2O，并部分电离成NH4+和OH-，所以氨水显弱碱性。氨水与含硫化氢的原料气接触时，发生如下中和反应：NH4++OH-+H2S→NH4HS+H2O+Q该反应为放热反应，但因气体中硫化氢含量较少，放热量不大，溶液吸收