毕业设计（论文）年产15万吨合成氨合成工段毕业设计

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1、毕业设计（论文）年产15万吨合成氨合成工段毕业设计毕业设计说明书题目年产15万吨液氨合成工段工艺设计系别化学化工学院专业班级化工08-5班学生姓名指导教师二零一二年月日目录第一部分说明书第一章概述第二章原材料及产品主要技术规格第三章危险性物料主要物性表第四章生产原理及流程简述第五章主要设备的选择与计算第六章原材料及动力消耗第七章生产分析及三废排量第八章存在问题及建议第九章主要参考书目第十章工艺设计计算书第二部分物料衡算和热量衡算第三部分设备的选型与计算第四部分带主要控制点的工艺流程图第一部分说明书第一章概述1-1工段的概况及特点1．设计依据本设计按照材化系下达

2、设计任务书进行编制参照鸿鹄化工总厂的现场生产以及中国五环化学工程总公司原化工部第四设计院和石油化工部化工设计院的有关资料设计而成2．设计规模及特点本工段生产液氨生产能力为15万吨液氨年与传统流程相比较具有节能低耗的特点通过设计两个串联的氨冷器在低压下既减少了动力消耗又保证了合成塔入口氨含量的要求现具体起来如下1循环机位置本工段设置在氨分离系统后合成塔之前从而充分利用循环机压缩功提高进合成塔温度减少冷量消耗降低氨冷器负荷同时提高进塔压力提高合成率而进循环机的氨冷量较低避免了塔后循环机流程容易带液氨而导致循环机泄漏2反应热回收的方式及利用这涉及到废热锅炉的热量利用

3、几合成塔塔外换热器如何科学设置的问题废热锅炉的配置实际上是如何提高反应热的回收率和获得高品位热的问题本设计选择塔后换热器及后置锅炉的工艺路线设置塔后换热器使废热锅炉出口气体与合成塔二进气体换热充分提高合成塔二进温度相应提高了合成塔二出温度进废热锅炉的气体温度为360度副产13兆帕的中压蒸汽充分提高回收热量品位3采用二进二出合成流程全部冷气经合成塔环隙后进入热交换器可使合成塔体个点温度分布均匀出口气体保持较低温度确保合成塔长期安全稳定运行与循环机来的冷气直接进入热交换器相比使热交换器出口温度增大进入水冷的气体温度降低意味着合成余热回收率高和水冷负荷低4水冷器氨冷

4、器的设置水冷后分离液氨再进行冷交氨冷有利于降低后续氨冷的负荷边冷却边分离液氨即提高了液氨的分离效果又避免了气液两相流的存在通过设置两氨冷器的冷凝充分解决了低压下水冷后很少有氨冷凝下来的矛盾达到了进一步冷却保证合成塔入口氨冷量的要求5补充气及放空点位置设置补充气设置在冷交的二次入口以便减少系统阻力并通过氨冷进一步洗脱微量二氧化碳和一氧化碳及氨基甲酸等杂质有利于保护触媒防止管道和设备堵塞放空点设置在冷交换器和氨分离器之间氨分后有效气体浓度较低惰性气体含量较高有利于降低新鲜气单耗6新型设备的使用①离心式循环压缩机离心式循环压缩机用于合成工段能避免油污渗入循环气提高合

5、成气质量从而可不设油分离器降低能耗对于本工段选用冷激式内件要求合成气质量较高无油压缩机更为合适离心式循环压缩机还具有运行时间长的特点经江苏宜兴化肥厂资料表明无油压缩机与注油压缩机相比较平均使用寿命可延长十倍②冷交换器分离器为外向型旋流板上部换热器为列管换热器和下部氨分离器将热气体在进入氨冷器前用冷气体进行冷却换热以回收冷气体的冷冻量使入氨冷器的热气体预冷却从而节省冷冻量同时分离经氨冷后含氨混和气中的液氨安徽淮南化工公司发表与《小氮肥》杂志上的有关资料表明该设备节能降耗显著3．三废治理及环境保护①放空气弛放气送氢回收系统先用洗涤塔回收几乎全部氨制成浓氨水再回收大

6、部分氨送入高压机压缩后制氨既可以避免氨气进入大气与放空气作燃料相比又更合理经济②废物集中处理达到国家排放标准后排放4．生产制度每年操作日330天三班连续操作第二章原材料及产品主要技术规格原材料技术规格序号名称规格备注成分百分含量摩尔1精练气氢气7276氮气2592氨气0甲烷098氩气034二液氨产品技术规格序号名称规格国家标准备注等级组分含量1液氨一级品氨＞＜＞＜＞＞＞＞＜＞＜＞＜％℃～℃的新鲜气与放空后经冷交换器来的循环气混合而后温度被降至20℃进入氨冷器Ⅰ气体管内流动液氨在管外蒸发由于氨大量蒸发吸收了混合气的热量使管内气体进一步被冷却至0℃左右为降低氨冷器

7、Ⅰ负荷进入氨冷器Ⅱ继续冷却至-15℃左右出氨冷器后的气液混合物在冷交换器的下部用分离器将液氨分离分离出的液氨进入液氨贮罐分氨后的循环气上升至上部换热器壳程被热气体加热至22℃后出冷交换器然后气体经循环压缩机补充压力至15兆帕由合成塔的下部进入层间换热器移走第二绝热床反应热冷气体升温进入第一绝热床进行合成反应再入第一二绝热床空间冷激器由185度左右的冷气体作冷激气原与出第一绝热床的反应气体混合降温到385度左右混合后气体进入第二绝热床进行合成反应气体氨净值升高出第二绝热床气体进入层间换热器移走热量使冷气升温热气体降温后进入第三绝热床进行合成反应气体氨含量增加到1

8、65％pa蒸气换热产生蒸汽后进入循环器