【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(yīng)： C+O2 CO2，接著通入蒸汽進(jìn)行氣化反應(yīng)，隨后進(jìn)入下一循環(huán)的吹風(fēng)、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(yīng)，所需熱量由燃料燃燒供給。 10 本設(shè)計(jì)選擇鈷鉬加氫與氧化鋅吸收方法同時(shí)進(jìn)行。催化法是在活性炭中浸了銅、鐵等重金屬，使有機(jī)硫催化生成硫化氫，而后 H2S 被活性炭吸附 。而脫除有機(jī)硫則主要用于脫除了大量的 H2S 之后，除去硫醇等有機(jī)硫化物及少量的 H2S。因此， 在合成氨生產(chǎn)中，硫化物應(yīng)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(jì)的是天然氣，次順序是石腦油、重油、煤。 綜上所述，在二十世紀(jì)六十年代開(kāi)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(dòng)化水平。合成氨工業(yè)是一個(gè)消耗原料、燃料和動(dòng)力很大的部門(mén)。大型氨廠具有投資省、成本低、占地少、勞動(dòng)效率高的特點(diǎn)，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(guó)，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(fù)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(guó)合成氨工業(yè)發(fā)展十分迅速，尤其是八十年代后期，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)與消化吸收，我國(guó)合成氨發(fā)展向大工業(yè)化、自動(dòng)化控制方向發(fā)展。有些國(guó)家還在這個(gè)基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)，從此合成氨工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)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(jìn)了高壓、催化、特殊金屬材料、固體燃料、氣化、低溫等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 另外，氨也是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹(shù)脂、含氮無(wú)機(jī)鹽等工業(yè) 部門(mén)。 氨是基本化工產(chǎn)品之一，用途很廣，無(wú)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(dāng)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(jī)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 氨為無(wú)色、有強(qiáng)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(dāng)?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(guò)程，稱為“氮的固定”。 本設(shè)計(jì)附有轉(zhuǎn)化、凈化工段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、 CO2 吸收塔的裝配圖。前 言 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸合成氨轉(zhuǎn)化、凈化工段的設(shè)計(jì)。 第二部分是工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，分 別 進(jìn)行了消耗定額，返氫量的計(jì)算、天然氣催化轉(zhuǎn)化的計(jì)算、 CO 變換、氣體凈化、甲烷化過(guò)程的物料與熱量衡算，換熱器熱負(fù)荷計(jì)算，最后進(jìn) 行了設(shè)備計(jì)算 加壓兩段填料吸收塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。e）公司 .......................................................... 19 伍德（ Uhde）公司 ............................................................................. 19 合成氨生產(chǎn)原理與本設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算 ............................................................................................... 34 設(shè)計(jì)依據(jù)： .................................................................................................... 34 消耗定額、返氫量的計(jì)算 ............................................................................ 34 計(jì)算條件： .......................................................................................... 35 計(jì)算變量 .............................................................................................. 35 求解變 量 .............................................................................................. 35 計(jì)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(jì)算 .......................................................................... 50 低變爐物料、熱量衡算 ...................................................................... 53 102F 排水量計(jì)算 ............................................................................ 56 CO2吸收塔原料氣系統(tǒng)物料衡算 ........................................................... 58 計(jì)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(jì)算 ........................................................................ 45 凈化 ................................................................................................................ 66 本菲爾溶液循環(huán)量的計(jì)算 .................................................................. 66 1103F 排水量及回流水量的計(jì)算 ................................................. 68 1110C、 1104C 熱負(fù)荷的計(jì)算 .................................................. 72 吸收、再生系統(tǒng)的熱平衡 .................................................................. 53 換熱器熱負(fù)荷的計(jì)算 .................................................................................... 61 103C 熱負(fù)荷計(jì)算 .......................................................................... 61 104C 熱負(fù)荷計(jì)算 .......................................................................... 62 1107C 的熱負(fù)荷 .......................................................................... 62 114C 熱負(fù)荷計(jì)算 .......................................................................... 86 4 144C 熱負(fù)荷計(jì)算 .......................................................................... 87 115C 的熱負(fù)荷計(jì)算 .................................................................... 89 1115C 熱負(fù)荷計(jì)算 ........................................................................ 90 136C 熱負(fù)荷計(jì)算 ........................................................................ 92 第三章加壓兩段填料吸收塔設(shè)計(jì) ............................................................................. 69 設(shè)計(jì)項(xiàng)目： ...................................................................................................