年产三万吨合成氨厂变换工段设计优秀论文定稿

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1、毕业设计题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计作者系别材料与化学工程系专业无机化工011指导教师接受任务日期2005年2月28日完成任务日期2005年6月1日四川理工学院毕业设计说明书题目年产3吨合成氨厂变换工段设计作者2005年2月28系别材料与化学工程系专业无机化工指导教师接受任务日期口完成任务口期2005年6月1口四川理工学院毕业设计任务书材化系无机化工专业01级1班题目年产3吨合成氨厂变换工段设计起讫日期2005年2月28日起至2005年6月1日止指导老师教研室主任系主任学生姓名批准口期2005年2月

2、28口接受任务日期2005年2月280完成任务日期2005年6月1日计要求：进行工段工艺流程设计,绘制带主要控制点的工艺流程图。进行工段物料计算、热量计算,并绘制物料衡算表、热量衡算表。进行工段设备设计、选型，制备设备一览表。编写工段工艺初步设计说明书。绘制主要设备结构图。设计原始数据：以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为原始数据组分C02CO112N202CII4合计含量,%9.6011.4255.7122.560.330.38100目录说明书4刖言41.工艺原理42.工艺条件43.工艺流程的选择54.主要

3、设备的选择说明55.工艺流程的说第一章物料与热量衡算1・水汽比的确定72.中变炉CO的实际变换率的求取83.中变炉催化剂平衡曲线94.最佳温度曲线的计算105.中变炉一段催化床层的物料衡算116.屮变一段催化剂操作线的计算177.中间冷淋过程的物料和热量衡算178.中变炉二段催化床层的物料与热量衡算199.中变二段催化剂操作线计算2310•低变炉的物料与热量衡算2411低变催化剂操作线计算2912低变炉催化剂平衡曲线2913.最佳温度曲线的计算3014废热锅炉的物料和热量衡算3115.水蒸汽的加入3416

4、主换热器的物料与热量的衡算…3417.调温水加热器的物料与热量衡算36第二章设备的计算371.中变炉的计算372.主换热器的计算42设计的综述64950第一章物料与热量衡算已知条件：组分C02C0H2N202CH4合计含量,%9.6011.4255.7122.560.330.38100计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：(1000/17)X22.4/(2X22.56)2920.31M3标因为在牛产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5M3标年产3万吨合成氨生产能力(一年连续生产330

5、天)：日生产量:30000/33090.9T/d3.79T/h要求岀中变炉的变换气干组分中CO%小于2%o进中变炉的变换气干组分：组分C02COH2N202CH4合计含量,%9.611.4255.7122.560.330.38100M3标284.44338.321650.41668.349.7811.262962.50kmol12.69615.10373.67929.8370.4360.503132.25假设进中变炉的变换气温度为330°C,取变化气出炉与入炉的温差为35°C,出炉的变换气温度为365°C

6、o进屮变炉干气压力1.75Mpa.1.水气比的确定:考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气,所以取I120/C03.5故V（水）3.5V水1184.113m3标，n水52.862kmol因此进中变炉的变换气湿组分组分C02COH2N202CH4H20合计含量％6.868.1639.8016.120.240.2728.56100M3标284.42338.321650.42668.349.7711.261184.124146.61kmol12.6915.1073.6829.840.440.5052.86185.12

7、2•中变炉CO的实际变换率的求取：假定湿转化气为lOOmol,其中CO湿基含量为8.16%,要求变换气中CO含量为2%,故根据变换反应：CO+H2O二H2+CO2,则CO的实际变换率公式为：Xp%X100（2-1）式中、分别为原料及变换气中CO的摩尔分率（湿基）所以:Xp74%则反应掉的CO的量为：8.16X74%6.04则反应后的各组分的量分别为：I120%28.56%-6.04%+0.48%C0%8.16%-6.04%2.12%H2%39.8%+6.04%-0.48%45.36%CO2%6.86%+6

8、.04%12.9%中变炉出口的平衡常数：Kp(H2%XC02%)/(H20%XCO%)12查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知Kpl2时温度为397°Co中变的平均温距为397°C-365°C32°C根据《合成氨工艺与节能》可知屮温变换的平均温距为:30°C到50°C,屮变的平均温距合理,故取的H20/C0可用。1.中变炉催化剂平衡曲线根据H20/C03.5,与文献《小合成氨厂工艺技术与设计手册》上的公式XPX100%VKP