年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计

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1、毕业设计任务书一．设计要求：1.进行工段工艺流程设计，绘制带主要控制点的工艺流程图。2.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。3.进行工段设备设计、选型，制备设备一览表。4.编写工段工艺初步设计说明书。5.绘制主要设备结构图和工艺流程图设计原始数据：以在某化工厂的实际数据为原始数据组分CO2COH2N2O2CH4合计含量，％9.6011.4255.7122.560.330.38100目录说明书………………………………………………………………………4前言………………………………………………………………

2、…………………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…

3、……………………………………………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．中变二段催化剂操作线计算………………………………………………231

4、0.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

5、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已知条件：组分CO2COH2N2O2CH4合计

6、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）×22.4/（2×22.56）=2920.31M3(标)因为在生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天）：日生产量：30000/330=90.9T/d=3.79T/h要求出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CO2COH2N2O2CH4合计含量，％9.611.4255.7122.560.33

7、0.38100M3(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℃，取变化气出炉与入炉的温差为35℃，出炉的变换气温度为365℃。进中变炉干气压力=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H2O/CO=3.5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CO2C

8、OH2N2O2CH4H2O合计含量％6.868.1639.8016.120.240.2728.56100M3(标)284.42338.321650.42668.349.7711.261184.124146.61kmol12.6915.1073.6829.840.440.5052.86185.122.中变炉CO的实际变换率的求取：假