【正文】 摘 要本文是關(guān)于重油為原料年產(chǎn)8萬噸氨一氧化碳變換工段初步設(shè)計(jì)。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，含有一部分一氧化碳，這些一氧化碳不能直接做為合成氨的原料，而且對合成氨的催化劑有毒害作用，必須在催化劑的催化作用下通過變換反應(yīng)加以除去。一氧化碳變換反應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣的制造過程。本設(shè)計(jì)主要包括工藝路線的確定、中溫變換爐的物料衡算和熱量衡算、觸媒用量的計(jì)算、中溫變換爐工藝計(jì)算和設(shè)備選型、換熱器的物料衡算和熱量衡算以及設(shè)備選型等。并且綜合各方面因素對車間設(shè)備布置進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)，最終完成了20 000字的設(shè)計(jì)說明書及生產(chǎn)工藝流程圖、車間平立面布置圖及主體設(shè)備裝配圖的繪制。關(guān)鍵詞：重油；一氧化碳變換；中溫變換爐；流程圖AbstractThis article was about the annual output of heavy oil as raw materials to transform eight thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using heavy oil feed gas which containa part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, the calculation of the amount of catalyst, in the variable furnace process of calculation and selection of equipment, heat exchanger of the material balance and heat balance as well as equipment selection type and so on. Taking all factors and workshop equipment to carry out a reasonable arrangement of the design. In the end, the20 000word statement and map production process, shopping facade and the main equipment layout drawing assembly were pleted.Key words: Heavy oil。 Transformation of carbon monoxide。 Temperature shift converter。 Flow chartIV目 錄摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 總論 1 概述 1 一氧化碳變換反應(yīng)的意義與作用 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 廠址的選擇 2 廠址選則 2 方案比較 2 設(shè)計(jì)規(guī)模與生產(chǎn)制度 3 設(shè)計(jì)規(guī)模 3 生產(chǎn)制度 3 原料與產(chǎn)品規(guī)格 4 原料規(guī)格 4 產(chǎn)品規(guī)格 4第2章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 工藝原理 5 工藝路線的選擇 5 工藝流程簡述 5 工藝參數(shù) 6 原料氣體組分 6 工作壓力 6 工作溫度 6 計(jì)算基準(zhǔn) 7 物料衡算 7 變換氣量及變換率計(jì)算 7 總蒸汽量計(jì)算 7 中變爐物料衡算 7 熱量衡算 13 中變爐一段CO變換反應(yīng)熱量衡算 13 中變爐二段CO變換反應(yīng)熱量衡算 13 中變爐三段CO變換反應(yīng)熱量衡算 14 換熱器熱量衡算 15 物料衡算和熱量衡算一覽表 16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 31第8章 公用工程 31 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 35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)：ZBY478GB45744608GB1009GB501609HGJ21185。 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。化工廠的選擇應(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， 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