【正文】 RE E r H 23 215。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 表 213 出第二變換爐第二段催化劑層干變換氣組成 Table213 The position of the dried shift gas outlet the second paragraph of the second shift converter 組分 H2 CO CO2 CH4 N2 合計 % 100 Nm3 kmol 1 CO放熱 Q1 設(shè)第二變換爐二段內(nèi) CO變換反應(yīng)放熱量為 Q1 出此段催化劑床層的溫度 200 175 tm=187 查文獻 [1] 4 0 2 6 0 k J / k m o l H 則 6 14 0 2 6 0 ( 1 1 0 . 9 7 . 4 ) 4 . 1 7 1 0 k J Q 2 Q2 氣體由 175 ℃上升至 200 tm=187 MPa 文獻 [1] Cp(H2)= kJ/kmol?K Cp(N2)= kJ/kmol?K Cp(CO)= kJ/kmol?K Cp(CO2)= kJ/kmol?K Cp(CH4)= kJ/kmol?K Cp(H2O)= kJ/kmol?K 平均熱容為 K kJ/ )( mCp t Q 3 5 . 8 5 0 52 3 Q3=5 10 kJ。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 250 300 350 400 % 一段平衡曲線 一段最適宜溫度 一段操作線 第二變換爐第二段催化劑床層物料及熱量衡算 由前面的計算可知在 CO的變換過程中須加入的總蒸汽量為 3Nm 100 第一變換爐催化劑層及第二變換爐第一段催化劑層加入的蒸汽量分別為 、 。 在 230 ℃時查 文獻 [1]可知此時的 Kp= 21 56 .90 ))(( ))(( 22 P PP pP OHCO HCOX XX XX pp pp 22。 此時所需總蒸汽量為 3Nm 100 )( 則需補充的蒸汽量為 3Nm 此時總的蒸汽量為 3Nm 27。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 17 表 26 第一變換爐 CO轉(zhuǎn)換最適宜溫度 Table 26 The optimal temperature for CO in the first Shift Converter Xp % Te K Tm K tm ℃ 3136 由以上數(shù)據(jù)作圖可求得最21。 表 25 第一變換爐 CO在各溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率 Table 25 The equilibrium conversion rate of CO in the first converter T 200 230 250 270 290 310 330 350 370 400 Kp Xp % 以 200 在 200 Kp= 21 2 2 2CO H 2 CO H O 2( ) ( 2 O %) ( ) ( 2 O %)p p p p pp p C AX D AX K p p A AX B AX ) )(( ))(( HCO HCO2 22 P P PPX X XX pp pp Xp= 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 21。 表 23 出第一變換爐催化劑變換氣干氣體組成 Table23 The position of the dried semiwater gas out the first converter 組分 H2 CO CO2 CH4 N2 合計 % 100 Nm3 kmol 出一段催化劑層剩余濕氣量 3Nm 剩余蒸汽 量 3Nm 剩余 CO的量 CO在濕氣中含量 % %100 CO H CH N H2O 24。 設(shè) CO在催化劑床層轉(zhuǎn)化率為 % O2全部和 H2燃燒生成 H2O CO的反應(yīng)量△ CO % 60%= Nm3/100 Nm3干半水煤氣 則 CO kmol 100 設(shè)氣體出催化劑床層的溫度為 360 20 度為 380 ℃。 表 21 初始半水煤氣組成 Table21 The position of the initial semiwater gas 組分 CO2 CO H2 CH4 O2 N2 合計 % 100 Nm3 kmol CO全變換過程總蒸汽比的計算 選用 B302Q 200 24 t=224℃。經(jīng)第一變換爐變換后出來的變換氣進入煤氣換熱器與半水煤氣 逆向換熱后進入淬冷過濾器 I 換 氣 換 熱 器 煤 氣 換 熱 器 淬 冷 過 濾 器Ⅰ 淬 冷 過 濾 器Ⅱ 第 一 變 換 爐 變 換 氣 冷 卻 器 油 分 離 器 活 性 炭 濾 油 器 半水煤 氣 變換氣 工段 第 二 變 換 爐 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 此時變換氣的溫度下降到 230 經(jīng)第二變換爐第一段催化劑床層變換反應(yīng)后 CO 的變換率可達到 85% 上升到 280 ℃左右進入淬冷過濾器 II 溫度下降到 190 CO的變換率可達到 99%。 催化劑的活性降低和中毒 1 熱燒結(jié) 當(dāng)溫度超過 280 1083 2 物理性破壞 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 蒸汽量、干氣量之間保持一定的關(guān)系。ZnO 分散作用。 CoMo系寬溫變換催化劑的化學(xué)物理性質(zhì)包括堆積密度、抗壓強度、形狀 及尺寸等。工業(yè)上采用的結(jié)構(gòu)性助催化劑有高熔點、難還原的氧化鉻、武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 CoMo系催化劑。 采用 H2O /CO =(3 4)/1 用 H2O /CO =(3 5)/1。 CO a. 溫度 可以提高 CO 化碳含量在 2%— 4% 230 因此一氧化碳變換反應(yīng)必須在催化劑的適用溫度范圍內(nèi)選擇合理的工藝條件。 應(yīng)的速度是很慢 1 Q 242COCH2H2CO (12) Q OHCH3HCO242 13 Q O2HCH4HCO2422 14 2 Q 2COC2CO 15 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 3 3 S HCOHCOS22 16 SHCOOHCOS222 17 S 2HCOO2HCS2222 18 CO變換反應(yīng)化學(xué)平衡 一氧化碳和水蒸汽的變換反應(yīng)系可逆反應(yīng)。 變換氣反應(yīng)原理 合成氨生產(chǎn)需要的原料氣是 H2和 N2 30%左右的 CO 需要將其除去。一氧化碳的清除一 易于清除的二氧化 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 2 甲烷化法等方法加以清除。世界上的 1 80% 20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。Conversion section。武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 成氨工藝的流程中起著非常重要的作 用。 m和 m 均選用 B302Q 28 mm m 管數(shù) 1913 . 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 II Abstract Transform processes is one of the most important processes, and it plays a very important role in the industry of synthetic transformation of CO is that the semiwater gas and water vapor are converted to CO and H in the role of a catalyst reaction, which is both raw gas purification process, but also a continuation of the raw gas . The task is the design of shift process in 110 kt/a NH3. The lowtemperature shift technology was adopted in this to the relevant cultural heritage data, plete the calculation of material, calories. Furthermore, the size and type of the equipments were determined such as heat exchanger, shift converter, do to synthesize an all of the ammonia transformation work segment low craft flow chart and equipments changing set out diagram. The design calculations showed that the diameter of the first and second shift converter catalyst bed were m and m, respectively. The heat exchangers of gas was consisted of the doubletube and single shell construction with 1913pipes ,φ 28 diameter, meters of tube length and m2 heat transfer area. The results meet the requirements of the design task well. The process is feasible and the selected equipments is reasonable. The design can guide industrial applications. Keywords: Synthetic ammonia。Material balance武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 II 目 錄 摘 要 ...............................................................................................................