【正文】 前 言 本設計是年產 30 萬噸合成氨轉化、凈化工段的設計。 設計說明書分兩部分。 第一部分是綜述，分九章討論了氨的性質、用途及其在國民經濟中的地位，合成氨工業(yè)的現狀及其發(fā)展趨勢，現代大型氨長的生產特點，設計方案的論證，生產方法的綜述與選擇，本設計主要工藝參數的論證與確定，生產工藝流程的評述與選擇，合成氨生產原理與本設計生產流程的敘述及本設計主要設備一覽表。 第二部分是工藝設計計算，分 別 進行了消耗定額，返氫量的計算、天然氣催化轉化的計算、 CO 變換、氣體凈化、甲烷化過程的物料與熱量衡算，換熱器熱負荷計算，最后進 行了設備計算 加壓兩段填料吸收塔工藝設計計算。 本設計附有轉化、凈化工段帶控制點的工藝流程圖、 CO2 吸收塔的裝配圖。 本設計選用 Kellogg 節(jié)能型流程，具有能耗低、流程簡單的特點。 2 目 錄 第一章 .綜述 .................................................................................................................. 4 氨的性質、 用途及其在國民經濟中的地位 ................................................. 6 合成氨工業(yè)的現狀及其發(fā)展趨勢 .................................................................. 6 現代大型氨廠的生產特點 .............................................................................. 7 設計方案的論證 .............................................................................................. 8 原料的選擇 ............................................................................................ 8 原料的脫硫 ............................................................................................ 9 造氣 ...................................................................................................... 10 一氧化碳變換 .......................................................................................11 CO2的脫除 .......................................................................................... 12 微量 CO、 CO2的脫除 ........................................................................ 13 本設計主要工藝參數的確定與論證 ............................................................ 14 水碳比 .................................................................................................. 14 轉化爐出口氣甲烷含量 ...................................................................... 14 轉化壓力 .............................................................................................. 14 高低變換出口氣中的 CO 含量 .......................................................... 15 脫碳后 CO2 殘余含量 ........................................................................ 15 吸收、再生的溫度、再生塔的水汽比及溶液組成 .......................... 15 甲烷化爐入口溫度 .............................................................................. 17 生產工藝流程的評述與選擇 ........................................................................ 17 凱洛格公司 ............................................................................ 17 布朗公司 .............................................................................................. 18 帝國化學公司（ ICI） ......................................................................... 18 托普索（ Hald Tops216。e）公司 .......................................................... 19 伍德（ Uhde）公司 ............................................................................. 19 合成氨生產原理與本設計生產流程的綜述 ................................................ 28 原料氣的脫硫 ...................................................................................... 28 烴類蒸汽轉化 ...................................................................................... 19 CO 變換 ............................................................................................ 20 原料氣中 CO2的脫除 ......................................................................... 20 甲烷化脫除微量的 CO 及 CO2........................................................... 21 3 第二章 工藝設計計算 ............................................................................................... 34 設計依據： .................................................................................................... 34 消耗定額、返氫量的計算 ............................................................................ 34 計算條件： .......................................................................................... 35 計算變量 .............................................................................................. 35 求解變 量 .............................................................................................. 35 計算 ...................................................................................................... 35 轉化 ................................................................................................................ 38 一段轉化爐物料衡算 .......................................................................... 38 二段爐物料、熱量衡算 ...................................................................... 42 變換 ................................................................................................................ 50 高變物料、熱量計算 .......................................................................... 50 低變爐物料、熱量衡算 ...................................................................... 53 102F 排水量計算 ............................................................................ 56 CO2吸收塔原料氣系統物料衡算 ........................................................... 58 計算條件： .......................................................................................... 58 ...................................................................................................... 58 甲烷化 ............................................................................................................ 42 甲烷化爐的物料衡算 .......................................................................... 42 甲烷化爐熱量衡算 .............................................................................. 44 校核 ...................................................................................................... 45 104F 排水量的計算 ........................................................................ 45 凈化 ................................................................................................................ 66 本菲爾溶液循環(huán)量的計算 .................................................................. 66 1103F 排水量及回流水量的計算 ................................................. 68