化工综合设计

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1、题目：年产10万吨合成氨变换工段目录微要1第1章绪论21.1謎21.2合成氨生产状况21.2.1我国生产现状21.2.2世界合成氨技术与现状21.2.3合成鉍技术未來发展趋势21.3—氧化碳变换在合成氨屮的意义21.4变换工艺原理31.5工艺流程确定3第2章物料与热量衡算32.1己知条件42.2中变炉的物料与热量衡算42.2.1水气比的确定42.2.2中变炉CO的实际变换率的求取52.2.3中变炉的物料衡算52.3中变炉一段催化床层的物料衡算62.3.1屮变炉一段催化床层的物料衡算62.3.2中变炉一段催化床层的热量衡算82.3.3中变一段催化剂操作线的汁算122.4中变炉二段催化床层的物料与

2、热量衡算122.4.1中变炉二段催化床层的物料衡算：122.4.2屮变炉二段催化床层的热量衡算：142.5中变炉三段催化床层的物料衡算与热量衡算162.5.1中变炉三段催化床层的物料衡算：162.5.2中变炉三段催化床层的热量衡算：17第3章设备的选型193.1屮变炉的计算193.1.1触媒用量的计算193.1.2第一段床层触媒用量193.1.3触媒直径的计算213.1.4中变炉壁厚的计算223.1.5封头的选择233.1.6群座233.1.7中变炉进门直径的计算243.1.8中变炉出口直径的计算243.1.9中间冷凝水进口直径253.1.10地脚螺栓253.1.11人孔253.1.12排气孔

3、253.1.13法兰263.1.14筋板26第4章个人总结26主要参考文献：27年产10万吨合成氨变换工段初步设计摘要本文是关于以半水煤气为原料年产10万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。在合成氨的生产中，一氧化碳变换反应是非常重要的反应。在给定的半水煤气中，含有部分一氧化碳，但是一氧化碳不能直接做为合成氨的原料，而且对合成氨的催化剂有毒害作用，必须在催化剂的催化作用下通过变换反应加以除去。一氧化碳变换反应既是原料气的净化过程，又是原料气的制造过程。本设计主要包括工艺路线的确定、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、触媒用量的计算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算以及设备选型等。

4、关键词：半水煤气；变换；计算；第1章绪论1.1概述氨作为最重要的基础化工产品之一，其产量居各化工产品之首。主要用于化学肥料的生产，同时氨也是重要的有机化学和无机化学工业基础原料，用于胺，铵，染料，炸药，制药，合成树脂，合成纤维的原料。合成氨的的生产主要分为:原料气的制取，原料气的净化与合成。原料气中含有大量co,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，使其转化为易于淸除的C02和合成需要的原料1L，少量的CO用液氨洗涤法或低温变换串联甲烷化法加以脱除。1.2合成氨生产状况1.2.1我国生产现状我国氮肥工业自20世纪50年代以来，不断发展壮大。目前合成氨敞亮己

5、跃居世界第一，己掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术，形成了特有的煤、石油、天然气并存和大、中、小规模并存的生产格局。2012年合成氨总产能己达6850万吨/年左右,氮肥工业己棊本满足国N需求，在与国际接轨后，具备与国际合成氨产品竞争的能力，今后发展重点是调整原料和产品结构，进一步改善经济性。1.2.2世界合成氨技术与现状自20世纪20年代第一套合成氨工业投产以来,尽管合成氨生产的基本原理未变,但在合成气制备、净化、氨合成等工艺单元均取得了重大的技术进步，实现了不少单元技术的革新，以至全流程的更新，使装置规模不断扩大，能耗逐步接近理论值。与此同时

6、，在天然气、重油、煤等制氨原料中，天然气凭借其投资省，能耗低的明显经济性优势，成为世界上约85%的装置使用的原料。20世纪60年代中期，美国凯洛格公司首先开发出以天然气为原料、日产1000吨的大型合成氨技术，其装置在美国投产后每吨氨能耗达到世界先进水平。凯洛格传统合成氨工艺首次在合成氨装置中采用了离心式压缩机，并将装置中工艺系统和动力系统非有机结合起来，实现了装罝的单系列大型化（无并行装罝）和能量系统自我平衡（即无能量输入），是传统制氨工艺的最显著特征。1.2.3合成氨技术未来发展趋势根据目前合成氨技术发展的情况分析，未来其将会继续紧密围绕“降低成本，提高运行周期，改善经济性”的目标。在“大型

7、化、低能耗、调结构、清洁生产、长周期运行”等方面进行更深入的研究开发。1.3一氧化碳变换在合成氨中的意义用不同燃料制得的合成原料气，均含有一定量的一氧化碳。一般固体燃料制得的水煤气中含C035%-37%，半水煤气中含C025%-34%，天然气蒸汽转化制得的转化气中含CO较低，一般为12%-14%,一氧化碳不是合成氨生产所需要的直接原料，而i在一定条件下还会与合成氨的铁系催化剂发生反应，导致催化剂失