【正文】 +m/2O2 mCO+n/2H2(△ H＜ 0) 此法生產(chǎn)合成氣同前述二法不同。以焦炭或煤為原料的反應： C+O2 CO2，接著通入蒸汽進行氣化反應，隨后進入下一循環(huán)的吹風、制氣。在催化劑存在下，含烴氣體在耐高溫的合金鋼管內(nèi)部發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應，所需熱量由燃料燃燒供給。 10 本設(shè)計選擇鈷鉬加氫與氧化鋅吸收方法同時進行。催化法是在活性炭中浸了銅、鐵等重金屬，使有機硫催化生成硫化氫，而后 H2S 被活性炭吸附 。而脫除有機硫則主要用于脫除了大量的 H2S 之后，除去硫醇等有機硫化物及少量的 H2S。因此， 在合成氨生產(chǎn)中，硫化物應盡量除凈。硫主要以 H2S、 CS COS、硫醇、硫醚、噻吩等形式存在。最經(jīng)濟的是天然氣，次順序是石腦油、重油、煤。 綜上所述，在二十世紀六十年代開始的合成氨廠大型化是其發(fā)展史上的一次飛躍。 高度的自動化水平。合成氨工業(yè)是一個消耗原料、燃料和動力很大的部門。大型氨廠具有投資省、成本低、占地少、勞動效率高的特點，現(xiàn)在世界新建氨廠大都采用單系列大型裝置。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，世界化肥需求量與日俱增，世界能源日漸減少，這就使不論是在世界范圍內(nèi)還是我國，合成氨工業(yè)的發(fā)展都是增產(chǎn)、節(jié)能、降耗。這樣既降低合成塔的阻力降，又能防止氣體短路或分布不均，可在塔內(nèi)采用 ~3mm的顆粒催化劑，可提高氨凈值增加生產(chǎn)能力。該工藝取消了復雜的高壓蒸汽系統(tǒng)，改用壓力為 60bar 的中壓蒸汽，降低鍋爐給水的要求。 目前合成氨新工藝層出不窮，有 ICI、 Kellogg、伍德、 Brown、及 KBR 流程。解放后，我國合成氨工業(yè)發(fā)展十分迅速，尤其是八十年代后期，通過技術(shù)引進與消化吸收，我國合成氨發(fā)展向大工業(yè)化、自動化控制方向發(fā)展。有些國家還在這個基礎(chǔ)上做了一些改進，從此合成氨工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。我國人口密度大，可耕面積少，人均耕地面積少，糧食需求量大。 合成氨工業(yè)大的迅速發(fā)展，也促進了高壓、催化、特殊金屬材料、固體燃料、氣化、低溫等科學技術(shù)的發(fā)展。 另外，氨也是重要的化工原料，廣泛應用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽等工業(yè) 部門。 氨是基本化工產(chǎn)品之一，用途很廣，無論是直接用或作為中間體，主要均在化肥領(lǐng)域。 還原劑通常不與 NH3作用。 液氨的重量相當于水的 60%，它易溶于水，可制成商品“氨水”，其含量在 15~30%范圍內(nèi)，氨也可溶于鹽類水溶液和各種有機溶液，但都低于在水里的溶解度。 氨在空氣中的可燃極限是 16~25%（體積），在 O2中是 15~79%。 氨的性質(zhì)、用途及其在國民經(jīng)濟中的地位 氨為無色、有強烈刺激性氣味的氣體。但是大多 數(shù)植物不能直接吸收這種游離態(tài)的氮，只有當?shù)c其他元素化合以后，才能為植物所利用，這種使空氣中游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變成化合態(tài)氮的過程，稱為“氮的固定”。 本設(shè)計附有轉(zhuǎn)化、凈化工段帶控制點的工藝流程圖、 CO2 吸收塔的裝配圖。前 言 本設(shè)計是年產(chǎn) 30 萬噸合成氨轉(zhuǎn)化、凈化工段的設(shè)計。 第二部分是工藝設(shè)計計算，分 別 進行了消耗定額，返氫量的計算、天然氣催化轉(zhuǎn)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(shè)備計算 加壓兩段填料吸收塔工藝設(shè)計計算。e）公司 .......................................................... 19 伍德（ Uhde）公司 ............................................................................. 19 合成氨生產(chǎn)原理與本設(shè)計生產(chǎn)流程的綜述 ................................................ 28 原料氣的脫硫 ...................................................................................... 28 烴類蒸汽轉(zhuǎn)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(shè)計計算 ............................................................................................... 34 設(shè)計依據(jù)： .................................................................................................... 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(zhuǎn)化 ................................................................................................................ 38 一段轉(zhuǎn)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(tǒng)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 1110C、 1104C 熱負荷的計算 .................................................. 72 吸收、再生系統(tǒng)的熱平衡 .................................................................. 53 換熱器熱負荷的計算 .................................................................................... 61 103C 熱負荷計算 .......................................................................... 61 104C 熱負荷計算 .......................................................................... 62 1107C 的熱負荷 .......................................................................... 62 114C 熱負荷計算 .......................................................................... 86 4 144C 熱負荷計算 .......................................................................... 87 115C 的熱負荷計算 .................................................................... 89 1115C 熱負荷計算 ........................................................................ 90 136C 熱負荷計算 ........................................................................ 92 第三章加壓兩段填料吸收塔設(shè)計 ............................................................................. 69 設(shè)計項目： ...................................................................................................