【正文】 .............................................. 14 物料衡算和熱量衡算一覽表 ............................................................................ 14 第 3 章 設(shè)備選型 .................................................................................................................... 17 設(shè)備選型原則 ........................................................................................................... 17 主要設(shè)備計(jì)算 ........................................................................................................... 17 中變爐設(shè)備計(jì)算 ................................................................................................ 17 換熱器設(shè)備計(jì)算 ................................................................................................ 24 其他主要設(shè)備 ........................................................................................................... 25 第 4 章 設(shè)備一覽表 .............................................................................................................. 26 第 5 章 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì) .................................................................................................. 27 車間布置設(shè)計(jì)的原則 ............................................................................................... 27 車間設(shè)備布置的原則 ........................................................................................ 27 車間設(shè)備平 立 面布置的原則 ............................................................................ 27 本工段設(shè)計(jì)設(shè)備布置原則 ................................................................................ 28 第 6 章 自動控制 .................................................................................................................... 29 主要的控制原理 ....................................................................................................... 29 自控水平與控制點(diǎn) ................................................................................................... 29 第 7 章 安全和環(huán)境保護(hù) ........................................................................................................ 30 三廢產(chǎn)生情況 ........................................................................................................... 30 三廢處理情況 ........................................................................................................... 30 第 8 章 公用工程 .................................................................................................................. 30 供水 ........................................................................................................................... 31 供電 ........................................................................................................................... 31 通風(fēng) ........................................................................................................................... 31 供暖 ........................................................................................................................... 32 電氣 ........................................................................................................................... 32 結(jié)束語 ...................................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 34 致謝 .......................................................................................................................................... 34 1 第 1 章 總 論 概述 一氧化碳變 換反應(yīng)的意義 與 作用 在合成氨 的 生產(chǎn)中，一氧化碳變換反應(yīng)是非常重要的反應(yīng)。用重油制造的原料氣中，含有一部分的一氧化碳，這些一氧化碳 不僅 不能直接做為合成氨的原料，而且對氨合成中 的催化劑有毒害作用 ，因此 必須在 催化劑的作用下通過變換反應(yīng)加以除去。 在一定的條件下，利用一氧化碳和水蒸汽等摩爾反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣， 除去 大部分一氧化碳，使一氧化碳 含量 凈化到 3%左右 ，然后進(jìn)入銅洗進(jìn)一步的 清除 。所以通過一氧化碳變換反應(yīng)既能把一氧化碳轉(zhuǎn)化為易在下游除去的二氧化碳同時(shí)又生產(chǎn)有效組分氫氣或生產(chǎn)具有較高 H2/CO2比的合成氣。 變換反 應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣 制造的繼續(xù) 過程 。一氧化碳加壓變換，可以提高生產(chǎn)能力，降低能源消耗，節(jié)約觸媒，提高經(jīng)濟(jì)效益 [1]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 許多氮肥廠都對一氧化碳變換系 統(tǒng)采取了一些相應(yīng)的改進(jìn)措施，力爭降低能量的消耗和成本。常用的 有采用中溫變換串聯(lián)低溫變換工藝，使用新型高活性的低溫催化劑，常壓變換變?yōu)榧訅鹤儞Q等。從我國目前的情況看，新建工廠或是改建的工廠基本都采用加壓變換。隨著新型耐硫催化劑的開發(fā)成功，八十年代中期開發(fā)了中變串低變工藝；為了利用低變的低溫高活性，九十年代初期開發(fā)了全低變工 藝；為了克服全低變工藝不能長期穩(wěn)定運(yùn)行的缺點(diǎn)，九十年代中期又開發(fā)了中 低 低工藝。其后的十年間是全低變工藝和中 低 低 工藝 推廣和完善的過程。國外大部分使用寬溫區(qū)的催化劑，變換催化劑從傳統(tǒng)類型 FeCr 系變換為 CoMo 系。國外合成氨的規(guī)模一般都比較大，不管是原料還是操作壓力的選擇都與我國的中小型氮肥廠大不相同 [2]。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本次設(shè)計(jì)是按照學(xué)校下發(fā)的《齊齊哈爾大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作手冊》和齊齊哈爾大 學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)下達(dá)的《化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)文件 編》 。并依據(jù)以下國標(biāo)進(jìn)行詳細(xì) 的設(shè)計(jì)： ZBY478 GB45744608 GB1009 GB501609HGJ21185。 2 廠址的選擇 廠址選 擇 廠址選擇是工業(yè)基本建設(shè)中的一個(gè) 重要環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)政策性，技術(shù)性很強(qiáng)，牽涉面很廣，影響面很深的工作。 正確的選擇廠址是保障化工生產(chǎn)的重要前提?；S的選擇應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃和工業(yè)區(qū)的要求，按經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書指定的地理位置選擇廠址。選擇廠址應(yīng)綜合分析與權(quán)衡廠址的地形條件以及有關(guān)的自然和經(jīng)濟(jì)資料，進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、安全可行性的比較，合理選擇，作到安 全可靠。 從全局出發(fā)，正確處理工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)村、遠(yuǎn)期與近期以及協(xié)作配套等各種關(guān)系，并因地制宜、節(jié)約用地、不占或少占耕地及林地。 同時(shí)，還要做到有利生產(chǎn)、方便生活、便于施工，并提供有多個(gè)可供選擇的方案進(jìn)行比較和評價(jià)。 廠址的安全可靠要涉及工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣、廠區(qū)范圍能否適應(yīng)平面布置和安全距離的要求、自然災(zāi)害的威脅程度及抗衡的可能性、能否避免由于鄰近企業(yè)發(fā)生事故時(shí)而引起此生災(zāi)害、能否便于治理三廢以及同外部的聯(lián)系與協(xié)調(diào)等因素。選擇廠址的基本安全要求是：土地面積與外形，能滿足根據(jù) 生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn)合理布置建筑物 、構(gòu)筑物的需要，即廠區(qū)總圖的要求 ； 地形應(yīng)力求平坦而略有坡度 (一般以不超過千分之五至十為宜 )，以減少土地平整的土方工程量，有利于廠區(qū)排水和運(yùn)輸 ； 有良好的工程地質(zhì)條件，廠址不應(yīng)設(shè)在有滑坡、斷層、泥石流、巖溶、地下水位過高，有強(qiáng)烈地震以及地基上承載力低于 MPa 的地區(qū) ； 應(yīng)盡可能接近水源地，并便于污水的排放和處理 ； 應(yīng)靠近主要 原料燃料的供應(yīng)源，靠近動力供應(yīng)中心，并有利于和有關(guān)聯(lián)企業(yè)的協(xié)作 ； 應(yīng) 注意與附近交通的聯(lián)系，盡量接近鐵路、水路、公路，以縮短貨運(yùn)距離 ； 對排放有毒廢水、廢氣、廢渣和噪聲嚴(yán) 重的工廠，不要設(shè)在城鎮(zhèn)居 民區(qū)的上風(fēng)向、水源上游。和人口密集之處 ；重要項(xiàng)目應(yīng)遠(yuǎn)離機(jī)場，避開國際航線，且不宜選在水庫、水力樞紐、大橋、大工廠等明顯目標(biāo)附近 ； 廠區(qū)和居住區(qū)應(yīng)保持一定的間隔距離，設(shè)置必要的衛(wèi)生防護(hù)地帶 ； 要滿足當(dāng)?shù)睾娇照?，通訊發(fā)射臺等對間隔距離和技術(shù)上的要求。 方案比較 根據(jù)以上原則和依據(jù)，本設(shè)計(jì)廠址初步 設(shè)在 在齊齊哈爾市 南 郊區(qū) 的下風(fēng)向處 。 齊齊哈爾鐵路比較發(fā)達(dá)，又靠近大慶油田，故生產(chǎn)用的原料重油可以方便快捷的得到。另外，黑龍江又是產(chǎn)糧大省，因此化肥的需求量較大，故有較好的市場。水也是合成氨的重要原料，齊齊哈爾靠近 嫩江，水源豐富 [3]。 3 設(shè)計(jì)規(guī)模 與生產(chǎn)制度 設(shè)計(jì)規(guī)模 重油為原料年產(chǎn) 8 萬噸 氨車間 一氧化碳變換 反應(yīng) 工段初步設(shè)計(jì) , 年生產(chǎn)時(shí)間為7200 小時(shí)。 生產(chǎn)制度 本工廠實(shí)行倒班制度，初步擬定為五班三倒。在生產(chǎn)過程中，一定要加強(qiáng)安全防范意識，嚴(yán)格按照化工行業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范來操作。注意防火、防爆、防泄漏等一系列危險(xiǎn)情況的發(fā)生。要做到時(shí)時(shí)注意安全，事事想著安全，做到早預(yù)報(bào)，做處理，盡量避免重大事故的發(fā)生。 原料與產(chǎn)品規(guī)格 原料規(guī)格 原料 由 上一工段重油氧化 所制得 ， 氮 氣來自空氣，其余氣體均為在氧化過程中所產(chǎn)生。 原料氣 組分如表 11 所示 。 表 11 原料氣組分 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 合計(jì) % 100 產(chǎn)品規(guī)格 經(jīng)過變