年产三万吨合成氨厂变换工段工艺毕业设计

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1、年产三万吨合成氨厂变换工段工艺毕业设计题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计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C02COH2N202CH4合计含量％960114255712256033038100前言41工艺原理42工艺条件43工艺流程的选择54主要设备的选择说明55工艺流程的说明6第一章物料与热量衡算71.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.中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.屮变二段催化

2、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6参考文献49致谢50第一章物料与热量衡算己知条件组分C02CO112N202CII4合计含量％96011422256033038100计算基准1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量100017X2242X2256292031M3标因为在牛产过程中物料可能会有损失因此变换气量

3、取29625M3年产3万吨合成氨生产能力一年连续生产330天日生产量30000330909Td379Th要求岀中变炉的变换气干组分中CO%小于2%进中变炉的变换气干组分组分C02COH2N202CH4合计含量％9611422256033038100M3标284443383216504166834557155719781126296250kmol126961510373679298370436050313225出炉的变换气温度为365°C进屮变炉干气压力175Mpa1.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H20C035故V水35V水1184113^3标n水52862kmo

4、l因此进中变炉的变换气湿组分组分CO2COH2N202CH4H20合计含量％686816398016120240272856100M3标2844233832165042668349771126118412414661kmol12691510736829840440505286185122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816%要求变换气中CO含量为2%故根据变换反应COH2O=%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816X74%604则反应后的齐组分的量分别为H20%2856%-604%048%23%C0%8

5、16%-604%212%H2%398%604%-048%4536%C02%686%604%129%中变炉岀口的平衡常数KpH2%XC02%H20%XC0%12查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知Kp12时温度为397°C屮变的平均温距为397°C-365°C32°C根据《合成氨工艺与节能》可知中温变换的平均温距为30°C到50°C中变的平均温距合理故取的H20C0可用3.中变炉催化剂平衡曲线根据I120C035与文献《小合成氨厂工艺技术与设计手册》上的公式XPX100%VKPAB-CDqUKPABCDWKP-1其中ABCD分别代表C0H20C02及H2的起始浓度计算结果列于下表t3

6、00320340360380400T573593613633653673Xp090120873708424080740768707058t420440460T693713733Xp068590641605963中变炉催化剂平衡曲线如下4最佳温度曲线的计算由于屮变炉选用C6型催化剂最适宜温度曲线由式进行计算查《3000吨合成氨厂工艺和设备计算》C6型催化剂的正负反应活化能分别为E110000千卡公斤分子E219000千卡公斤分子最适宜温度计算结果列于下表中Xp090120873708424080740768707058T52654685642581559886245t256273829

7、12308532583515Xp067064061058055052T63826494660767168166926t36523764387339840864196Xp049045T70267166t42964436将以上数据作图即得最适宜温度曲线如下图5.屮变炉一段催化床层的物料衡算已知条件进中变炉一段催化床层的变换气的温度为330°C进中变炉一段催化床层的变换气湿组分组分C02COH2N202CH4H20合计含量％6868163981612027024