毕业设计（论文）-合成氨工业的主要工艺分析及安防设计

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1、目录摘要：3ABSTRACT41．概述51.1合成氨的工艺流程71.1.1原料气制备71.1.2净化81.1.3氨合成92.氮氢比控制122.1控制方法122.1.1先进控制122.1.2优化控制132.2氮氢比控制方案设计132.2.1基于先进控制算法的氮氢比控制132.2.2基于先进控制软件包的氮氢比控制142.2.3基于优化常规过程控制（PID）的氮氢比控制142.3氢氮比控制方案比较152.4推荐合成氨装置氢氮比优化控制设计方案163．温度173.1反应速度173.2对温度的控制173.3多段冷激式氨合成塔温度先进控制184.压强205.催化剂215.1催化剂在还原前的化学组成

2、及其作用215.2催化剂的还原与钝化215.2.1催化剂的预还原215.2.2催化剂的还原与钝化215.3催化剂中毒与衰老226．合成氨的危险分析236.1环境风险识别236.1.1化学品风险识别236.1.2生产工艺和设施风险识别236.1.3重大危险源识别246.2风险防范措施及应急预案246.2.1降低事故发生概率246.2.2减小事故污染排放量247．合成氨工艺中的设备改进方案267.1改造变换炉267.2改进合成塔内件267.3改进铜塔内部结构26417.4改造铜液再生器277.5改造洗气塔277.6增设降温清洗三用塔288．合成氨装置腐蚀与防护298.1碳钢-液氨体系298

3、.2奥氏体不锈钢-氯离子体系308.3氢腐蚀318.４二氧化碳腐蚀329、结论339.1安全管理339.2合成氨技术的未来发展趋势34参考文献37谢辞38综述3941摘要：氨是重要的无机化工原料，也是化肥工业和有机化工的主要原料，在国民经济中占有重要地位。合成氨工业的工艺复杂，合成过程中会产生多种氮氢化物。怎样控制氮氢之比，使生成的氨气最大化，是合成氨的工艺分析的主要任务。其中合理的使用催化剂和控制温度也是使氨气最大化的主要措施。另外，在合成过程中会产生多种有害物质，怎样控制有害物质，使有害物质尽可能的转化为无害物质也是合成氨的主要任务之一。关键词:合成氨；氮氢比；优化控制；安全防护4

4、1ABSTRACTAmmoniaisanimportantinorganicchemicalrawmaterials,chemicalindustryandorganicchemicalisthemainrawmaterial,playsanimportantroleinthenationaleconomy.Complexindustrialprocessammoniasynthesisprocesswillproduceavarietyofnitrogenhydride.Howtocontroltheratioofhydrogenandnitrogentoammoniagenerat

5、edtomaximizetheprocessofsyntheticammoniaisthemaintask.Rationaluseofthemandcontrolthetemperatureofthecatalystisthemainmeasurestomaximizeammonia.Inaddition,inthesynthesisprocesswillproduceavarietyofhazardoussubstances,howtocontrolhazardoussubstances,sothatharmfulsubstancesintoharmlesssubstancesasp

6、ossibleisoneofthemaintasksofsyntheticammonia.KEYWORDSAmmonia；Ratioofhydrogenandnitrogen；Optimalcontrol；Safety41合成氨工业的主要工艺分析及安防设计1．概述氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产

7、归属于合成氨工业范畴。合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。50年代后氨的原料构成发生重大变化，近30年来合成氨工业发展很快。我国合成氨工业的发展情况，解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。近几年来，