【正文】 調(diào)度與管理的影響,這樣就形成了合成氨生產(chǎn)工藝過程、設備結構、操作管理與生產(chǎn)技術的復雜性。在整個合成氨生產(chǎn)過程中，合成氨生產(chǎn)比較復雜，始終存在著高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒等危險因素，各種控制條件比較嚴格，稍有疏忽就可能發(fā)生事故。然后將所得的氣氨，從氫氮混合氣中經(jīng)冷卻冷凝成為液態(tài)氨分離出來。比如，隔油池中廢水就含有COD。接觸液氨和高濃度氣氨，可使皮膚引起類似強堿的嚴重灼傷，出現(xiàn)紅斑、水泡，甚至因吸收水分，使皮膚脂肪皂化而壞死。氨氣刺激眼睛能引起角膜炎。它對人的眼睛和呼吸器官有較大的傷害作用。為防止CO和CO2對催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得多余20ppm[5]。(2) 硫化物和碳氧化物含量無論那一種原料所得原料氣，都含有一定數(shù)量的硫化物。初始氨含量的高低取決于氨分離的方法。如果循環(huán)氣中惰性氣體含量一定，新鮮氣中惰性氣體含量增加，根據(jù)物料平衡關系，新鮮氣消耗隨之增大。如果略去氫及氨在液氨中溶解損失的少量差異，氨合成反應氫與氮總是按3：1消耗，新鮮氣氫氮比應控制為3，否則循環(huán)系統(tǒng)中多余的氫或氮就會積累起來，造成循環(huán)氣中氫氮比的失調(diào)。最簡便的方法是將水電解，但此法由于電能消耗大、成本高而受到限制。 產(chǎn)品方案產(chǎn)品的名稱：氨(NH3)；產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格：液體純氨；產(chǎn)品的規(guī)模：80 kt/a 液氨；產(chǎn)品的包裝方式：氨為高壓低溫液體，合成后直接送到下一工段作為原料繼續(xù)生產(chǎn)，多余部分設立氨儲槽儲存起來。由于操作壓力和溫度都比較低，故對設備要求低，容易管理，且催化劑的活性較高，這是此法的優(yōu)點。但功耗決不但取決于壓力一項，還要看其它工藝指標和流程的布置情況。目前工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。這種方法的主要優(yōu)點是氨合成效率高，混合氣中的氨易被分離。 氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務是將經(jīng)過精制的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。今后應利用國內(nèi)開發(fā)和消化吸收引進的工藝技術,自力更生,立足國內(nèi),走出一條具有中國特色的社會主義民族工業(yè)的發(fā)展道路。所以,合成氨工業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎。因而合成氨的持續(xù)健康發(fā)展還有相當長的路要走。2000 。合成氨工業(yè)的迅速發(fā)展，也促進和帶動了許多科學技術部門的發(fā)展，如高壓技術、低溫技術、催化技術、特殊金屬材料、固體燃料氣化、烴類燃料的合理利用等。氨也是重要的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽等工業(yè)部門。以氨為主要原料可以制造尿素、硝酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨等氮素肥料。液氨或干燥的氣氨，對大部分物質(zhì)沒有腐蝕性，但在有水的條件下，對銅、銀、鋅等有腐蝕作用[3]。氨在高溫下(800℃以上)分解成氮和氫；氨具有易燃易爆和有毒的性質(zhì)。標準狀況下，；。 5. 進行管路配置設計，并繪制管路布置圖。設計任務書是項目設計的目的和依據(jù)：產(chǎn)量：80 kt/a 液氨放空氣（惰性氣Ar +CH4 ）：17% 原料：新鮮補充氣N2 24%，H2 %，Ar %，CH4 % 合成塔進出口氨濃度：%，% 放空氣:（惰性氣Ar +CH4 ）～17% 合成塔操作壓力 32 MPa （絕壓） 精練氣溫度 40℃ 水冷器出口氣體溫度 35 ℃ 循環(huán)機進出口壓差 年工作日 310 d計算基準 生產(chǎn)1t氨：年產(chǎn)8萬噸合成氨合成工段設計 設計具體內(nèi)容范圍及設計階段本次設計的內(nèi)容為合成氨合成工段的設計，具體包括以下幾個設計階段： 1. 進行方案設計，確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝流程。實施與環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)是未來合成氨裝置的必然和惟一的選擇。以Uhde公司的“雙壓法氨合成工藝”和Kellogg 公司的“基于釕基催化劑KAAP 工藝”,將會在氨合成工藝的大型化方面發(fā)揮重要的作用。氨主要用于農(nóng)業(yè),合成氨是氮肥工業(yè)的基礎，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分約占70 %的比例，稱之為“化肥氨”；同時氨也是重要的無機化學和有機化學工業(yè)基礎原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、制藥、合成纖維、合成樹脂的原料，這部分約占30 %的比例,稱之為“工業(yè)氨”。寧夏大學本科生畢業(yè)設計fdfsafh工藝設計姓 名： 王康洲 指導教師： 陳學文 院 系： 化工學院 專 業(yè)： 化學工程與工藝 提交日期： 目 錄中文摘要………………………………………………………………2外文摘要……………………………………………………………………………31．總論…………………………………………………………………………4 設計任務的依據(jù)………………………………………………………………4 概述…………………………………………………………………………… 設計題目…………………………………………………………7 設計具體類容范圍及設計階段………………………………………用途及市場需要…………………………………8………………………………………8………………………………………………………………………來源……………………………………8 ………………………………………8………………………………………8……………………………………………8 ………………………………………………………………8 ………………………………………………………………82．生產(chǎn)流程及生產(chǎn)方法的確定……………………………………………83．生產(chǎn)流程簡述…………………………………………………………………144．工藝計算……………………………………………………………………16 原始條件…………………………………………………………16 物料衡算…………………………………………………………16 合成塔物料衡算……………………………………………………18 ………………………………………………19 …………………………………………………19 …………………………………………………25 ………………………………………………………29 熱交換器熱量計算…………………………………………………35 水冷器熱量計算………………………………………………………36 氨分離器熱量核算……………………………………………………39 5. 主要設備選型…………………………………………………………………39 廢熱鍋爐設備工藝計算………………………………………………………40 計算條件…………………………………………………………………40 官內(nèi)給熱系數(shù)α計算……………………………………………………41 管內(nèi)給熱系數(shù)αi計算…………………………………………………42 總傳熱系數(shù)K 計算……………………………………………………43 平均傳熱溫差m Δt 計算………………………………………………44 傳熱面積…………………………………………………………………45 ……………………………………………………………466. 環(huán)境保護與安全措施……………………………………………………………47 ………………………………………………………………………48 化學沉淀—A/ O 工藝處理合成氨廢水………………………………49 合成氨尾氣的回…………………………………………………………50………………………………………………………………………51 防毒…………………………………………………………………52 防火……………………………………………………………………53 防爆……………………………………………………………………54 …………………………………………………………………55…………………………………………………………………56 ……………………………………………………………………57結束語……………………………………………………………………………40注釋………………………………………………………………………………40參考文獻…………………………………………………………………………42致謝…………………………………………………………………………………43附錄…………………………………………………………………………………43年產(chǎn)8萬噸合成氨合成工藝設計指導老師：詹益民（黃山學院化學系，黃山，安徽 245000）摘 要：介紹合成氨合成生產(chǎn)工藝流程，著重通過對此工藝流程的物料衡算，能量衡算確定主要設備選型。世界合成氨技術的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)型蒸汽轉化制氨工藝、低能耗制氨工藝、裝置單系列產(chǎn)量最大化三個階段。氨合成工藝單元主要以增加氨合成轉化率(提高氨凈值) ,降低合成壓力、減小合成回路壓降、合理利用能量為主，開發(fā)氣體分布更加均勻、阻力更小、結構更加合理的合成塔及其內(nèi)件。生產(chǎn)過程中不生成或很少生成副產(chǎn)物、廢物,實現(xiàn)或接近“零排放”的清潔生產(chǎn)技術將日趨成熟和不斷完善。 2. 進行化工計算，包括物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算。 6. 撰寫設計說明書。極易溶于水，常溫（20℃）常壓下，一個體積的水能溶解600個體積的氨；標準狀況下，一個體積水能溶解1300個體積的氨氨的水溶液稱為氨水，呈強堿性。氨的自燃點為630℃，氨在氧中易燃燒，燃燒時生成藍色火焰。(2) 氨的用途氨是基本化工產(chǎn)品之一，用途很廣。還可以將氨加工制成各種含氮復合肥料。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產(chǎn)炸藥、染料等產(chǎn)品的重要原料。同時，尿素和甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業(yè)，也是在合成氨工業(yè)的基礎上發(fā)展起來的。%%。未來我國合成氨氮肥的實物產(chǎn)量將會超過石油和鋼鐵。它的發(fā)展將對國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。過去引進建設一套大型化肥裝置,耗資數(shù)十億元。對于合成系統(tǒng)來說，液體氨即是它的產(chǎn)品。故流程、設備都比較緊湊。(2)中壓法操作壓力為20～60MPa，溫度450～550℃，其優(yōu)缺點介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術比較成熟，經(jīng)濟性比較好?？偟膩砜矗?5～30Pa的范圍內(nèi)，功耗的差別是不大的，因此世界上采用此法的很多。但此法所用催化劑對毒物很敏感，易中毒，使用壽命短，因此對原料氣的精制純度要求嚴格。、來源生產(chǎn)合成氨，首先必須制備氫、氮原料氣?，F(xiàn)在工業(yè)上普遍采用以焦炭、煤、天然氣、重油等原料與水蒸汽作用的氣化方法。惰性氣體(CHAr)來源于新鮮原料氣，它們不參與反應因而在系統(tǒng)中積累。因此，循環(huán)氣中惰性氣體含量應根據(jù)新鮮氣惰性氣體含量、操作壓力、催化劑活性等條件而定。對于冷凍法分離氨，初始氨含量與冷凝溫度和系統(tǒng)壓力有關。雖然原料氣中硫化物含量不高，但對合成氨生產(chǎn)危害卻很大。中小型合成氨廠在生產(chǎn)過程中，常見的有毒有害物質(zhì)種類很多，多以氣體、蒸氣、霧、粉塵等狀態(tài)存在，其中有毒有害氣體是合成氨生產(chǎn)中最常見的。氨中毒的癥狀首先是服粘膜和呼吸道粘膜受到刺激、胸感抑郁、胃痛、打噴嚏、流口水、周身有不舒服感。因氨有氣味，故較好預防。在正常生產(chǎn)過程中，有很少一部份氣態(tài)NH3無法回收，通過放空火炬燃燒掉就不會對環(huán)境造成影響。如果含有COD的廢水排放出去就會繁衍菌類、藻類，污染水源和土壤，更嚴重的是會造成污染滋生源，對環(huán)境造成更大的破壞。液氨由氨罐進入氨冷器蒸發(fā)為氣氨，送碳化崗位制取碳酸氫銨；或送硝酸車間制取硝酸和硝銨；或送硫銨車間制取硫酸銨；或?qū)⒁喊彼湍蛩剀囬g制取尿素等。同時，因生產(chǎn)工藝流程長、連續(xù)性強，設備長期承受高溫和高壓，還有內(nèi)部介質(zhì)的沖刷、滲透和外部環(huán)境的腐蝕等，各類事故發(fā)生率比較高，尤其是火災、爆炸和重大設備事故經(jīng)常發(fā)生。 氨合成過程的基本工藝步驟 實現(xiàn)氨合成的循環(huán)，必須包括如下幾個步驟[4]：氮氫原料氣的壓縮并補入循環(huán)系統(tǒng)；循環(huán)氣的預熱與氨的合成；氨的分離；熱能的回收利用；對未反應氣體補充壓力并循環(huán)使用，排放部分循環(huán)氣以維持循環(huán)氣中惰性氣體的平衡等。氣體中所含的油不僅會使氨合成催化劑中毒、而且附著在熱交換器壁上，降低傳熱效率，因此必須清除干凈。在正常操作的情況下，加熱氣體的熱源主要是利用氨合成時放出的反應熱，即在換熱器中反應前的氫氮混合氣被反應后的高溫氣體預熱到反應溫度。目前工業(yè)上主要采用冷凝法分離循環(huán)氣中的氨。當液氨在貯槽內(nèi)減壓后，溶解的氣體大部分釋放出來，通常稱為“貯罐氣”。為補償這一損失，流程中必須設置循環(huán)壓縮機。由此可見，放空的位置應該在氨已大部分分離之后，而又在新鮮氣加入之前。這樣，提高了放空氣中惰性氣體含量，從而減少了氫氮氣損失。這種方法簡單，但熱量回收不完全。按副產(chǎn)蒸汽鍋爐安裝位置的不同，可分為塔內(nèi)副產(chǎn)蒸汽合成塔(內(nèi)置式)和塔外副產(chǎn)蒸汽合成塔(外置式)兩類。此法的優(yōu)點是減少了塔內(nèi)換器的面積，從而減小了塔的體積，同時熱能回收完全。氨合成工藝選擇主要考慮合成壓力、合成塔結構型式及熱回收方法。由于近來低溫氨催化劑的出現(xiàn), 可使合成壓力降低。本次設計選用中壓法（壓力為32MPa）合成氨流程，采用預熱反應前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽的方法回收反應熱，塔型選擇見設備選型部分。在水冷器內(nèi)管被管外的循環(huán)水冷卻后出水冷器，進入氨分離器，部分液氨被分離出來，氣體出氨分離器，進入透平循環(huán)機入口，經(jīng)加壓后進入循環(huán)氣濾油器出來后進入冷交換器熱氣進口。 從而可計算出液體中各組分含量： 液體中氨含量： xNH3=LNH3/L=100％=％ 液體中氬含量