【正文】 液體氮氣含量： xN2=LN2/L=100％ =％ 表 413 液氨貯槽出口液氨組分（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小計 出口弛放氣組分含量： 弛放氣氨含量： yNH3=(M0NH3LNH3)/V=()/100％ =％ 弛放氣甲烷含量： yCH4=(M0CH4LCH4)/V=()/100％ =％ 弛放氣氬含量： yAr=(M0 ArLAr)/V=()/100％ =％ 弛放 氣氫氣含量： yH2=(M0H2LH2)/V=()/100％ =％ 弛放氣氮氣含量： yN2=(M0N2LN2)/V=()/100％ =％ 表 414 出口弛放氣組分含量（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小計 100 液氨貯槽物料計算 以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準(zhǔn)折標(biāo)立方米計算液氨貯槽出口液體量 L(19)=1000(17)= 其中 NH3 L(19NH3)=L(19NH3)X(19NH3)=﹪ = m３ CH4 L(19CH4)=L(19CH4)X(19CH4)=﹪ = m３ Ar L(19Ar)=L(19Ar)X(19Ar)=﹪ = m３ H2 L(19H2)=L(19H2)X(19H2)=﹪ = m３ N2 L(19N2)=L(19N2)X(19N2)=﹪ = m３ 液氨貯槽出口弛放氣（ V/L） = V(20)=L(19)== m３ 其中 NH3 V(20NH3)=V(20NH3)y(20NH3)=﹪ = m３ CH4 V(20CH4)=V(20CH4)y(20CH4)=﹪ = m３ Ar V(20Ar)=V(20Ar)y(20Ar)=﹪ = m３ H2 V(20H2)=V(20H2)y(20H2)=﹪ = m３ N2 V(20N2)=V(20N2)y(20N2)=﹪ = m３ 液氨貯槽出口總物料 =L(19)+ V(20)=+= m３ 液氨貯槽進(jìn)口液體： 由物料平衡，入槽總物料 =出槽總物料， L(21)=L(19)+V(20)= m３ 入口液體各組分含量計算 :L(21i)= L(19i) + V(20i) 其中 NH3 L(21NH3)=+= m３ CH4 L(21CH4)= + = m３ Ar L(21Ar)= + = m３ H2 L(21H2)= += m３ N2 L(21N2)=+ = m３ 入口液體中組分含量核算 ,由 m180。在水冷器內(nèi)管被管外的循環(huán)水冷卻后出水冷器，進(jìn)入氨分離器，部分液氨被分離出來，氣體出 氨分離器，進(jìn)入透平循環(huán)機入口，經(jīng)加壓后進(jìn)入循環(huán)氣濾油器出來后進(jìn)入冷交換器熱氣進(jìn)口。由于近來低溫氨催化劑的出現(xiàn) , 可使合成壓力降低。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。這種方法簡單，但熱量回收不完全。由此可見，放空的位置應(yīng)該在氨已大部分分離之后，而又在新鮮氣加入之前。當(dāng)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”。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(yīng)熱，即在換熱器中反應(yīng)前的氫氮混合氣被反應(yīng)后的高溫氣體預(yù)熱到反應(yīng)溫度。 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(yù)熱與氨的合成；氨的分離；熱能的回收利用；對未反應(yīng)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。液氨由氨罐進(jìn)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。 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。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。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。因此，循環(huán)氣中惰性氣體含量應(yīng)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?，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。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(yán)格。 (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(shù)比較成熟，經(jīng)濟性比較好。對于合成系統(tǒng)來說，液體氨即是它的產(chǎn)品。 它的發(fā)展將對國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。其化肥用氨分別占氨產(chǎn)量的 %和 %。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。 (2) 氨的用途 氨是基本化工產(chǎn)品之一，用途很廣。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(biāo)準(zhǔn)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。 2. 進(jìn)行化工計算，包括物料衡算、能量衡算以及設(shè)備選型和計算。氨合成工藝單元主要以增加氨合成轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)更加合理的合成塔及其內(nèi)件 。寧夏大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計 fdfsafh 工藝設(shè)計 姓 名： 王康洲 指導(dǎo)教師： 陳學(xué)文 院 系： 化工學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 提交日期： 目 錄 中文摘要 ??? ?? ??? ??? ??? ??? ??? ?? ?? 2 外文摘要??????? ?????????????????????? 3 1． 總論 ???????????????????????????? 4 設(shè)計任務(wù)的依據(jù)???????????????????????? 4 概述 ??? ??????????????????? ? ?????? 設(shè)計題目 ?????? ?????????????? ?? 7 設(shè)計具體類容范圍及設(shè)計階段 ?????????????? ? 7 設(shè)計的產(chǎn)品的性能、用途及市場需要????????????? 8 簡述產(chǎn)品的幾種生產(chǎn)方法及特點 ??????????????? 8 產(chǎn)品方案??????????????????????????? 8 設(shè)計產(chǎn)品所需要的主要原料規(guī)格、來源?????????????? 8 設(shè)計產(chǎn)品所需要的主要原料來源??????????????? 8 涉及產(chǎn)品所需要的主要原料規(guī)格??????????????? 8 生產(chǎn)中產(chǎn)生有害物質(zhì)和處理措施????????????????? 8 氨氣和液氨???????????????????????? 8 合成氨廢水??????? ????????????????? 8 2． 生產(chǎn)流程及生產(chǎn)方法的確定 ??????????????? ?? 8 3． 生產(chǎn)流程簡述 ????????????????????????? 14 4． 工藝計算 ?????????????????????????? 16 原始條件?????????????????????? 16 物料衡算?????????????????????? 16 合成塔物料衡算???????????????????? 18 氨分離器氣液平衡計算?? ???????????????? 19 冷交換器氣液平衡計算??????????????????? 19 液氨貯槽氣液平衡計算??????????????????? 25 液氨貯槽物料計算????????????????????? 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(shè)備選型 ????????????????????????? 39 廢熱鍋爐設(shè)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)α i 計算??????????????????? 42 總傳熱系數(shù) K 計算?????????????????? ?? 43 平均傳熱溫差 m Δ t 計算?????????????????? 44 傳熱面積????????????????????????? 45 主要設(shè)備選型匯總??????????????????????? 46 6. 環(huán)境保護(hù)與安全措施 ??????????????????????? 47 環(huán)境保護(hù)??????????????????????????? 48 化學(xué)沉淀 — A/ O 工藝處理合成氨廢水???????????? 49 合成氨尾氣的回?????????????????????? 50 安全措施??????????????????????????? 51 防毒????????????????????????? 52 防火?????????????????????????? 53 防爆?????????????????????????? 54 防燒傷????????????????????????? 55 防機械傷??????????? ?????????????? 56 防觸電?????????????????????????? 57 結(jié)束語 ????????????????????????????? 40 注釋 ?????????????????????????????? 40 參考文獻(xiàn) ??????????? ???????? ?????? ??? 42 致謝??????????????????????????????? 43 附錄 ??????????????????????????????? 43 年產(chǎn) 8萬噸合成氨合成工藝設(shè)計 指導(dǎo)老師：詹益民 （黃山學(xué)院化學(xué)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(shè)備選型。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。 設(shè)計任務(wù)的依據(jù) 設(shè)計任務(wù)書是項目設(shè)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(jìn)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(jìn)出口壓差 年工作日 310 d 計算基準(zhǔn) 生產(chǎn) 1t 氨 概述 設(shè)計題目：年產(chǎn) 8 萬噸合成氨合成工段設(shè)計 設(shè)計具體內(nèi)容范圍 及設(shè)計階段 本次設(shè)計的內(nèi)容為合成氨合成工段的設(shè)計，具體包括以下幾個設(shè)計階段： 1. 進(jìn)行方案設(shè)計，確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝流程。標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 1 米 3氣氨重 公斤； 1 米 3液氨重 公斤。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。 2020 年產(chǎn)量將達(dá) 。所以 ,合成氨工業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。 簡述產(chǎn)品的幾種生產(chǎn)方法及特點 氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務(wù)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。目前工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。由于操作壓力和溫度都比較低，故對設(shè)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。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。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(guān)系，新鮮氣消耗隨之增大。 (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。它對人的眼睛和呼吸器官有較大的傷害作用。接觸液氨和高濃度氣氨，可使皮膚引起類似強堿的嚴(yán)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。然后將所得的氣氨，從氫氮混合氣中經(jīng)冷卻冷凝成為液