合成氨过程设备仿真培训系统开发与应用

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1、北京化工大学硕士学位论文合成氨过程设备仿真培训系统开发与应用姓名：杨光申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：姚飞;钱才富2002.4.26北京化工大学硕士学位论文摘要r在现代化工生产过程中，经常遇到设备、过程和控制交叉的综合性问题，将7真棼穗后独立解决己不能满足日益复杂的发展要求，故学术和工程界许多人尝试学科交叉的综合解决方法√本文正是基于大型合成氨的仿真培训系统的实际背景，针对一种面向化工过程设备并结合工艺控制及仿真技术来有效解决工厂实际复杂问题的方法，取得了良好的效果。由于合成氨生产流程规模大，研究重点放在生产工

2、段。针对合成塔等设备开发了采用机理模型的闪蒸模型和有效抑制振荡的新算法。在程序实现过程中，本文从合成氨生产设备和工艺控制的全过程出发，利用仿真和多媒体技术系统地实现了设备和过程的动态行为，真实地模仿了实际生产的操作，并可对出现的问题进行综合判断，供操作者参考后采取更合理的调节措施。⋯⋯槭⋯⋯腻弋仿线体跺北京些三奎堂堡主堂焦笙塞—————————————————————————————————一一ABSTRACTTheinterwovenproblemincludingequipment，processandcoIItr0

3、1isoftenfacedinmodernchemicalindustry·Somepe叩1etriedtos。1vethepr。blembydecoupling，butstillcouldn，tmeettheneedoffastandcomplicateddevelopment·Theinte卜disciplineapproachisnowemergedacademicallyandpractically．Basedonatrainingsimulatorforammoniaplant，amethodcombiIlin

4、gcontrolandsimulationisdevelopedtosettlethecomplicatedtechnicalproblemhappenedinchemicalequipment，theresultissatisfactory．TheproductionsectionisfocusedOntosimplifythelargescaleflow．Arigorousflashmodelisadoptedandaoscilationfreealgorithmisdevelopedforsynthesizatio

5、ncolumn·Deemequipmerit，technicsandcontrolasawholeprocess，theprogrammingiscarriedout．Thedynamicbehaviorandfieldoperationaledescribedvividlywithsimulationandmulfimedia．TheabnormalconditionCanalsobesimulatedandiudgedversatilely,SOastolettheoperatorCalldoregulationbe

6、tter．KEYWORDS：ChemicalMachinery,ChemicalEquipment，SynthesizedAmmonia，Model，Simulation，Multimedia北京化工大学硕士学位论文第一章引言化肥工业起始于十九世纪末和二十世纪初，经历了创建阶段、发展阶段和鼎盛阶段。种类上从最早的磷肥到后来的氮肥以及钾肥；生产上从早期的间歇生产到连续生产，生产方法和肥料品种不断更新，到二十世纪中叶，化肥工业进入了全盛时期。我国的化肥工业开始于二十世纪三十年代，解放后发展十分迅速。目前我国的化肥产量约占世界

7、总产量的十分之一，居第二位⋯。在化肥产品当中，由于氮肥需要量大，原料来源广泛易得，且生产技术较完善，其产量占第一位。固定氮的途径有三种：电弧法、氰氨法和合成氨法。其中，电弧法的研究集中在二十世纪初，通过放电使空气中的氮以氧化氮形态固定，最终以硝酸形态回收的方法，但由于经济原因而未能存留下来”。；氰氨法⋯是十九世纪末碳化钙氮化制取氰化物过程中的中间产物氰氮化钙，即石灰氮，用过热蒸汽处理后能释放氨，是当时主要的氨源；合成氨则是现代氮肥工业基础，是哈伯在早期许多实验室研究的基础上1908年投入工业生产的”，其使未反应的氮氨气返

8、回重新合成的原理至今仍是合成氨所遵循的。1．1合成氨生产工艺简介1754年，J．Pristly在加热石灰和氯化铵的混合物时发现氨”’。1784年，C．L．Berthollet证明氨由氢和氮组成⋯。1809年，w．Henry确定氨的分子式为NH，“。1908年，F．Haber在他申请的专利中提出了使未反应的氮氢混合气返