年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计论文

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1、年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计.前言本设计是年产30万吨合成氨转化、净化工段的设计。设计说明书分两部分。第一部分是综述，分九章讨论了氨的性质、用途及其在国民经济中的地位，合成氨工业的现状及其发展趋势，现代大型氨长的生产特点，设计方案的论证，生产方法的综述与选择，本设计主要工艺参数的论证与确定，生产工艺流程的评述与选择，合成氨生产原理与本设计生产流程的叙述及本设计主要设备一览表。第二部分是工艺设计计算，分别进行了消耗定额，返氢量的计算、天然气催化转化的计算、CO变换、气体净化、甲烷化过程的物料与热量衡算，换热器热负荷计算，最后进行了设备计算-----加压两段填料吸收塔工艺设计

2、计算。本设计附有转化、净化工段带控制点的工艺流程图、CO2吸收塔的装配图。本设计选用Kellogg节能型流程，具有能耗低、流程简单的特点。.目录第一章.综述41.1氨的性质、用途及其在国民经济中的地位61.2合成氨工业的现状及其发展趋势61.3现代大型氨厂的生产特点81.4设计方案的论证101.4.1原料的选择101.4.2原料的脱硫101.4.3造气121.4.4一氧化碳变换151.4.5CO2的脱除161.4.6微量CO、CO2的脱除181.5本设计主要工艺参数的确定与论证201.5.1水碳比201.5.2转化炉出口气甲烷含量211.5.3转化压力211.5.4高低变换出口气中

3、的CO含量221.5.5脱碳后CO2残余含量221.5.6吸收、再生的温度、再生塔的水汽比及溶液组成231.5.7甲烷化炉入口温度251.6生产工艺流程的评述与选择251.6.1M.W凯洛格公司261.6.2布朗公司271.6.3帝国化学公司（ICI）271.6.4托普索（HaldTopsØe）公司281.6.5伍德（Uhde）公司281.7合成氨生产原理与本设计生产流程的综述281.7.1原料气的脱硫281.7.2烃类蒸汽转化291.7.3CO变换30.1.7.4原料气中CO2的脱除311.7.5甲烷化脱除微量的CO及CO232第二章工艺设计计算342.1设计依据：342.2消耗

4、定额、返氢量的计算342.2.1计算条件：352.2.2计算变量352.2.3求解变量352.2.4计算352.3转化382.3.1一段转化炉物料衡算382.3.2二段炉物料、热量衡算422.4变换502.4.1高变物料、热量计算502.4.2低变炉物料、热量衡算532.4.3102-F排水量计算562.5CO2吸收塔原料气系统物料衡算582.5.1计算条件：582.5.2.计算582.6甲烷化612.6.1甲烷化炉的物料衡算612.6.2甲烷化炉热量衡算622.6.3校核642.6.4104-F排水量的计算652.7净化662.7.1本菲尔溶液循环量的计算662.7.21103-

5、F排水量及回流水量的计算682.7.31110-C、1104-C热负荷的计算722.7.4吸收、再生系统的热平衡752.8换热器热负荷的计算84.2.8.1103-C热负荷计算842.8.2104-C热负荷计算852.8.31107-C的热负荷852.8.4114-C热负荷计算862.8.5144-C热负荷计算872.8.6115-C的热负荷计算892.8.71115-C热负荷计算902.8.8136-C热负荷计算92第三章加压两段填料吸收塔设计943.1设计项目：943.2设计条件943.3设计计算963.3.1塔型设计963.3.2流体接触方式及喷淋963.3.3填料选择963

6、.3.4上塔塔径计算973.3.5上塔填料高度计算1023.3.6下塔塔径计算及下塔填料计算1053.3.7校核计算110.第1章综述氮（N），是植物生长所必需的重要元素之一，空气的主要成分是氧和氮，其中氮占78%体积。但是大多数植物不能直接吸收这种游离态的氮，只有当氮与其他元素化合以后，才能为植物所利用，这种使空气中游离态氮转变成化合态氮的过程，称为“氮的固定”。合成氨是固定氮的主要方法。化肥是农作物增产的重要手段，对发展中国家尤其如此。而合成氨工业是化肥生产的主要组成部分，对我国农业的增产起着举足轻重的作用。1.1氨的性质、用途及其在国民经济中的地位氨为无色、有强烈刺激性气味的

7、气体。氨的密度0.771kg/m3，比重0.5971，沸点-33.35℃，固体氨溶点-77.7℃，临界温度132.9℃，临界压力112.3atm，液氨比重0.667（20℃），液氨挥发性很强，汽化热较大。氨有毒而且易爆。它不象一般的毒气具有累积的毒害作用，但对人体组织有很大的灼伤性，正常空气中若含有5000ppm的氨含量既能使人在短时间内窒息；只要有2000ppm的氨含量就有可能在几秒内灼烧皮肤，使它起泡，并可能造成严重的肺水肿；浓度超过700ppm将会损伤眼睛，如不