年产20万吨烃类蒸汽转化法合成氨工艺设计

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1、年产20万吨炷类蒸汽转化法合成氨工艺设计职业技术学院毕业设计（论文）（冶金化工系）题目年产20万吨坯类蒸汽转化法合成专业班级姓名学号指导教师完成日期目录目••…I摘要••••]第一章概1.1合成氨在国民经济中的重要地位21.2氨的物化性质21.3合成氨的主要原料来源及其规格31.3.1主要原料來源31.3.2主要原料规格31.4我国合成氨的发展状况第二章合成氨的生产特点及工艺流程62.1合成氨的牛产特点2.2合成氨的工艺流程62.2.1原料气的制备62.2.2原料气的净化8第三章合成氨的牛产流程及设备113.1合成氨的生产流程简介113.2合成氨的主

2、要设备123.2.1合成氨3.2.2列管式石墨换热器13323压缩机15第四章合成塔的工艺计算164.1合成塔的物料衡算164.2合成塔的热量衡算19致谢22参考文献23附24附录25亠摘要氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有极其重要的地位。其产量居各种化工产品的首位。现代国防工业和尖端技术也都与氨合成工业有密切关系。合成氨工业的迅速发展，也促进和带动了许多科学技术部门的发展，如高压技术、低温技术、催化技术、特殊金属材料、固体燃料气化、怪类燃料的合理利用等。同时，尿素和甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。

3、所以合成氨工业在国民经济中占冇十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。目前，制氨的原料主要有煤、焦炭、天然气、石脑油、重油。生产方法主要有固体燃料气法化（煤或焦炭的气化）、桂类蒸气转化法（天然气，右脑油）、重油部分氧化法（重油），本论文主要介绍炷类蒸汽转化法。我国的合成氨工业起步于20世纪30年代。新中国成立以后，经过数十年的努力，己形成了遍及全国的、完整的合成氨工业布局。我国拥有多种原料、不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个。1999年我国合成氨产量为34.5Mt,列世界第一。关键词合成氨、姪类蒸汽、氮肥、催化剂、反应

4、热・1・第一章概述1.1合成氨在国民经济中的重要地位氨是重耍的无机化工产品Z-,在国民经济屮占有极其重耍的地位。其产量居各种化工产品的首位。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种钱盐肥料，这部分约占70%的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产镀、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30%的比例，称Z为“工业氨”。合成氨工业在国民经济中举足轻重。农业牛产，“有收无收在于水，收多收少在于肥所以,合成氨工业是农业的基础

5、。它的发展将对国民经济的发展产生重大影响。因此，我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业部门。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。现代国防工业和尖端技术也都与氨合成工业有密切关系。合成氨工业的迅速发展，也促进和带动了许多科学技术部门的发展，如高压技术、低温技术、催化技术、特殊金属材料、固体燃料气化、桂类燃料的合理利用等。同时，尿素和甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济

6、中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。1.2氨的物化性质氨在常温常压下为具有特殊性恶臭的无色有毒气体，比空气轻，会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸器官粘膜。但是在高温下可分解成氢和氨。分子式NH3。分子量17.03o相对密度0.7714g/lo熔点-77.7°CO沸点-33.35°Co自燃点651.11°Co蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7°C)o蒸气与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)o氨在20°C水中溶解度34%,25°C时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙

7、醯，它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为ll.lo液态氨将侵蚀某些塑料制品，橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性较低；但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸，如冇油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞氯化银、硫、僦、双氧水等。1.3合成氨的主要原料来源及英规格1.3.1主要原料來源生产合成氨，首先必须制备氢、氮原料气。氮气来源于空气，可以在低温下将空气液化、分离而得，或者在制氢过程中直

8、接加入空气来解决。氢气來源于水或含有姪类的各种燃料，它取决于用什么方法制取。最简便的方法是将水电解，但此法由