【正文】 器和氨冷器里操作。當(dāng)反應(yīng)達(dá)不到自熱，要使用塔內(nèi)電加熱爐或塔外加熱爐供熱。可以用油分離器來去除壓縮機(jī)每段出口的油，還需濾油器安裝于合成系統(tǒng)。 要循環(huán)氨合成就應(yīng)做到以下幾點(diǎn)[2]：壓縮氮?dú)湓蠚馇已a(bǔ)入循環(huán)系統(tǒng)；合成氨及預(yù)熱循環(huán)氣；分離氨；回收利用熱能；循環(huán)使用未反應(yīng)氣體，為保持惰性氣體的平衡放出部分循環(huán)氣等。 所以，高溫、高壓、高純度是合成氨生產(chǎn)過程中的必然要求。合成氨生產(chǎn)有以下特點(diǎn)[5]：①工藝流程長、設(shè)備管道多；②各工序生產(chǎn)操作相互影響；③生產(chǎn)過程有高度的連續(xù)性；④高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易灼傷的條件下生產(chǎn)。在動(dòng)力消耗中，全廠消耗最大的當(dāng)屬合成氨的合成系統(tǒng)。實(shí)際生產(chǎn)中，該法已經(jīng)淘汰。該法法的操作壓力為10MPa左右，溫度控制在400～450℃。該法有較高的合成效率，反應(yīng)后混合氣中的氨易被分離，流程簡單、設(shè)備緊湊。它主要是把精制的氫氮?dú)怏w在催化劑的作用下合理的合成為氨。除了反應(yīng)因素需要水蒸氣含量較低之外，高含量的水蒸氣會(huì)增粗催化劑顆粒、減小表面積。④ K2O可降低催化劑的金屬電子逸出功，即使它使催化劑的表面積下降了，但是提高了其活性。 Al2O3,其結(jié)構(gòu)和FeO我們希望控制過低的惰性氣體含量，但這勢必要大量放空，有效氣體的放空損失在經(jīng)濟(jì)上是不合算的?，F(xiàn)實(shí)情況下，平衡氨含量不等于3。但是，反應(yīng)非平衡狀態(tài)下該式不適用，當(dāng)pNH3→0時(shí)r→∞。氨合成反應(yīng)機(jī)理，經(jīng)過幾十年研究，有很多模型，結(jié)論尚未統(tǒng)一。生產(chǎn)條件范圍，經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算逸度系數(shù)： 現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，因?yàn)椴恢澜M成，需要采用迭代法。由該反應(yīng)的反應(yīng)速度我們了解，在非平衡的狀態(tài)下，適量提高氮的分壓能增加催化劑吸附氮的速度，由于該反應(yīng)的控制步驟是氮的活性吸附。一定的合成條件下，增加空速會(huì)增加氣體與催化劑接觸時(shí)間，出合成塔氣體氨濃度會(huì)減少。其單位為m3 (標(biāo))氣體/（m3催化劑?h）,或簡寫為h1。通常我國的小型合成氨企業(yè)將設(shè)計(jì)壓力定為32MPa。對于氨合成反應(yīng)來說，增加反應(yīng)壓力能增加氣體濃度，使分子間碰撞的機(jī)會(huì)加大，以此加快反應(yīng)的速率。所以，在生產(chǎn)中反應(yīng)溫度的選取由氨合成催化劑的性能來決定。①溫 度氨合成反應(yīng)為可逆放熱的反應(yīng)。一般認(rèn)為其反應(yīng)機(jī)理為：N在催化劑上被活性吸附，變成為N原子，再逐漸加H，依次變成NH、NH2和NH3。第二章 氨的合成 氨合成的反應(yīng)機(jī)理德國的魯奇爐是煤的連續(xù)氣化法唯一使用固定層的。煤的種類很多，按其在地下生成時(shí)間的長短可分為泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤等。因?yàn)槭X油價(jià)格上漲等因素，以天然氣為原料的制氨技術(shù)正不斷取締以石腦油制取合成氨原料氣的合成氨廠。上世紀(jì)70年代已達(dá)總氨產(chǎn)量的60%，80年代達(dá)80%，現(xiàn)在還在繼續(xù)擴(kuò)大。①氣體原料合成氨合成氨生產(chǎn)的氣體來源很廣，有天然生產(chǎn)的，也有其他工業(yè)副產(chǎn)的。這是當(dāng)前我國60%以上的中小型氮肥廠急需解決的事情。氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)是合成氨工業(yè), 它在國民經(jīng)濟(jì)中的地位舉足輕重。當(dāng)前，我們國家有上千套大中小型的各種氮肥裝置在合成氨氮肥廠，其中引進(jìn)了32套是大型的，超過20套是國產(chǎn)的，上百套的中型的，大概600套小型的，合成氨年生產(chǎn)高達(dá)4500萬噸。另外，液氨自身就是一種高效的氮素肥料，可以直接使用，一些國家已大量使用它。化學(xué)肥料是農(nóng)業(yè)的主要肥料，而氮肥是農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最大的一種化學(xué)肥料，在國民經(jīng)濟(jì)中舉足輕重，其生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品數(shù)量和技術(shù)裝備水平均處于化學(xué)肥料第一。清潔生產(chǎn)將成為國內(nèi)外企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)。 (2))合成氨裝置技術(shù)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整方面會(huì)以“油改氣”和“油改煤”為主，而產(chǎn)品會(huì)以加工為核心來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整，這種調(diào)整是增強(qiáng)企業(yè)競爭力的最有效途徑之一。增建的耐硫變換工序利用了三段耐硫變換工序，對合成氣的高濃度CO進(jìn)行變換。其中有112套經(jīng)過了設(shè)備更新，用于產(chǎn)尿素。通過使用材料的類型來區(qū)分，有17套設(shè)備是以天然氣為原料，有9套設(shè)備是以重油為原料，有6套設(shè)備是以輕油為原料，有2套設(shè)備是以煤為原料?，F(xiàn)在，在我們的小氮肥生產(chǎn)企業(yè)的一部分，已被國內(nèi)設(shè)備占用，所以需要對生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，但設(shè)備的改造和現(xiàn)有的控制實(shí)現(xiàn)的成本相對較高。氨的生產(chǎn)量大，在各化工產(chǎn)品中居榜首，但它消耗能源的也是最大的。所以得在鐵桶內(nèi)涂瀝青后方可裝氨水。（2）氨的催化氧化是化學(xué)工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)，它是一個(gè)放熱反應(yīng)。 (3) 氨極易溶于水 在正常的溫度和壓力下，水的體積1：700可溶氨 (4) 氨的沸點(diǎn)比較高 氨極易液化。大量吸入氨氣，會(huì)短時(shí)間鼻塞，并有窒息感。氨的用途很大，它是全世界生產(chǎn)量最大的無機(jī)化合物之一，但80%以上被用來制造化學(xué)肥料。本人通過查看、參考了大量的文獻(xiàn)和資料，并結(jié)合老師搜集的有關(guān)資料，完成了年產(chǎn)19合成氨合成工段的初步設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的課題是年產(chǎn)19萬噸合成氨合成工段的初步設(shè)計(jì)。 Ammonia。最后，借助CAD技術(shù)繪制了工藝流程圖、平面布置圖和主要設(shè)備圖。在整個(gè)合成氨流程中，氨的合成工段是最核心的部分，是合成氨廠最后一道工序。合成工段初步工藝設(shè)計(jì)湖 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）題目年產(chǎn)19萬噸合成氨合成工段初步工藝設(shè)計(jì)作者宋宏友學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)化學(xué)工程與工藝學(xué)號1106040306指導(dǎo)教師曾令瑋 唐麗（湘電集團(tuán)）二〇一五年六月七日II湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 化學(xué)化工學(xué) 院 化工 系（教研室）系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日學(xué)生姓名: 宋宏友 學(xué)號: 1106040306 專業(yè): 化學(xué)工程與工藝 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 年產(chǎn)19萬噸合成氨合成工段初步工藝設(shè)計(jì) 2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自2015年3月 01 日開始至 2015 年 5 月 30 日止3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：[1] 萬鵬.《中國科技縱橫》 2011年第7期 285285頁[2] 趙育祥編.《合成氨工藝》[M]. 1985, 化學(xué)工業(yè)出版社[3] 林玉波編.《合成氨生產(chǎn)工藝》[M]. 2006 化學(xué)工業(yè)出版社 34頁[4] 趙忠祥.《氮肥生產(chǎn)概論》[M]. 1995,化學(xué)工業(yè)出版社[5] 江蘇化學(xué)石油工業(yè)廳組織.《小型氮肥廠安全操作技術(shù)》[M].1981,化學(xué)工業(yè)出版社[6] 方偉陽. 年產(chǎn)3萬噸合成氨合成工段設(shè)計(jì)[D].福州:福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文),2007.[7] 張巖. 化學(xué)沉淀—A/ O 工藝處理合成氨廢水[J] . 中國給水排水，2004，20 ：7779[8] 張炳標(biāo). 膜分離法回收合成氨弛放氣中氫氣[J].低溫與特氣，2003， 21 (1) ：2325[9] 王新杰. 合成氨廠兩氣回收技術(shù)的應(yīng)用[J] .中氮肥2006 ，(1)：1314[10] 王敏. 合成氨生產(chǎn)中的廢氣利用與節(jié)能效益[J] .江西能源，2001 (3) ：2627[11] 《小型氮肥廠生產(chǎn) 氨的合成 （工人讀物）》[M]1969年10月第1版4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：了解產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀；合理選擇設(shè)計(jì)方案；工藝計(jì)算（物料衡算與能量衡算）；安全技術(shù)與經(jīng)濟(jì)評價(jià)發(fā)展趨勢；主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型；繪制工藝流程圖、平面布置圖和主要設(shè)備圖。6 發(fā)題時(shí)間：2015年3月1日 指導(dǎo)教師： （簽名）學(xué) 生： （簽名）湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評語[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評價(jià)]指導(dǎo)人： （簽名）年 月 日 指導(dǎo)人評定成績： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱人評語[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評價(jià)]評閱人： （簽名）年 月 日 評閱人評定成績： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄日期： 學(xué)生： 宋宏友 學(xué)號： 1106040306 班級： 化學(xué)工程與工藝三班 題目： 年產(chǎn)19萬噸合成氨合成工段初步工藝設(shè) 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：1 設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評語：[主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問題情況等進(jìn)行綜合評價(jià)]答辯委員會(huì)主任： （簽名）委員： （簽名）（簽名）（簽名）（簽名） 答辯成績： 總評成績： 摘 要氨是世界上產(chǎn)量最高的無機(jī)化合物之一，它的用途廣泛，但絕大多數(shù)的氨被用來制造化學(xué)肥料。對該工藝流程進(jìn)行了物料衡算和能量衡算，并完成了主要設(shè)備的計(jì)算及選型。 separating unreacted ammonia gas after recycling, and therefore the use of ammonia synthesis loop process in general. Through access to relevant documents and information, choose a reasonable design, plete with an annual output 80,000 tons of synthetic ammonia synthesis section of the preliminary design. This process has been the material balance and energy balance, and pleted the calculation and selection of major equipment. Finally, with the help of CAD technology to draw a flow chart, and major equipment floorplan diagram.Key words: Cycle process。因此，正確的選擇一個(gè)合理的氨的合成工藝流程顯得尤為重要。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于用已學(xué)過的知識(shí)來解決實(shí)際工程技術(shù)問題和獲取新知識(shí)，并且在實(shí)際的過程中體驗(yàn)學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)并且掌握所用的技巧與獲取信息的方法，而且還能增強(qiáng)計(jì)算、作圖、編寫文件、使用規(guī)范化手冊等最基本的實(shí)際工作方面的能力，還鞏固和加深所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，使之系統(tǒng)化和專業(yè)化。藥物的組成中直接或間接都含有氨。 氨的物理性質(zhì) (1)氨的具有刺激性氣味的氣體它對人的眼睛、喉嚨、鼻子等有刺激作用。 (2) 氨的密度小標(biāo)準(zhǔn)條件下。 氨的化學(xué)性質(zhì)（1）氨氣與氯化氫氣體相遇會(huì)產(chǎn)生大量的白煙,氨氣還可以可與氯氣發(fā)生反應(yīng)。H2O，也稱一水合氨）可腐蝕多種金屬。 合成氨的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢合成氨技術(shù)的不斷發(fā)展，使得氨合成的裝備的發(fā)展趨勢是單系列、節(jié)能型和大型化等。當(dāng)前，我國有大型合成氨裝置30多套，所用的氨合成塔也是國際上普遍使用中的工藝設(shè)備。其中，只有1套裝置是用于生產(chǎn)硝酸磷肥的，其他的均用于產(chǎn)尿素。而有700多套小型合成氨裝置，生產(chǎn)能力約3千萬t/a，主要用于生產(chǎn)碳酸氫銨。在此基礎(chǔ)上，還新建了空氣分離工序，使用內(nèi)壓縮空氣和全低壓的工藝技術(shù)，主要供應(yīng)煤氣化工藝所需要的工藝氧氣和高、中、低壓氮?dú)?。而生產(chǎn)設(shè)備的大型化、自動(dòng)化、集成化等也將成為趨勢。清潔生產(chǎn)已經(jīng)成為未來工業(yè)產(chǎn)業(yè)重視的問題。