【正文】 一部分的一氧化碳，這些一氧化碳不僅不能直接做為合成氨的原料，而且對氨合成中的催化劑有毒害作用，因此必須在催化劑的作用下通過變換反應(yīng)加以除去。一氧化碳變換反應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣的制造過程。本設(shè)計(jì)主要包括工藝路線的確定、中溫變換爐的物料衡算和熱量衡算、觸媒用量的計(jì)算、中溫變換爐工藝計(jì)算和設(shè)備選型、換熱器的物料衡算和熱量衡算以及設(shè)備選型等。在一定的條件下，利用一氧化碳和水蒸汽等摩爾反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，除去大部分一氧化碳，使一氧化碳含量凈化到3%左右，然后進(jìn)入銅洗進(jìn)一步的清除。其后的十年間是全低變工藝和中低低工藝推廣和完善的過程。選擇廠址應(yīng)綜合分析與權(quán)衡廠址的地形條件以及有關(guān)的自然和經(jīng)濟(jì)資料，進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、安全可行性的比較，合理選擇，作到安全可靠。另外，黑龍江又是產(chǎn)糧大省，因此化肥的需求量較大，故有較好的市場。原料氣組分如表11所示。 工藝流程簡述中溫變換工藝大都采用加壓變換。YCO此時(shí) (27)a=，c=，d=將a，c，d的值代入(17)Kp==解得，b=，即如三段催化劑層汽/氣=三段入爐蒸汽量為：4 15=1 Nm3/h=入三段催化劑層濕氣組分如表211。 換熱器熱量衡算已知條件：進(jìn)設(shè)備的氣量： 進(jìn)設(shè)備的水量：Xkmol/h 物料在設(shè)備中無變化 變換氣進(jìn)設(shè)備為400℃出設(shè)備溫度為350℃水進(jìn)設(shè)備溫度為20℃出設(shè)備溫度為150℃(1) 入熱變換氣帶入熱量Q1變換氣在400℃時(shí)，根據(jù)公式Cp=a+b+cT2來計(jì)算熱容，如表215。 表218 物料衡算一覽表變換率%CO反應(yīng)量kmol/hCO剩余量kmol/hCO2剩余量kmol/h蒸汽剩余量kmol/hH2含量kmol/h一段 1二段1 三段1 219 熱量衡算一覽表帶入熱kJ/h帶出熱kJ/h熱損失kJ/h變換氣68 353 59 487 —水116 408 17 307 —總熱量799 944 767 949 3 199 第3章 設(shè)備選型 設(shè)備選型原則所謂設(shè)備選型即是從多種可以滿足相同需要的不同型號、規(guī)格的設(shè)備中，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析評價(jià)，選擇最佳方案。(3) 密封性對化工設(shè)備是一個(gè)很重要的問題，特別在處理依然、易爆、有毒介質(zhì)時(shí)尤其重要。=中變爐催化劑層一段床層阻力降第一段催化劑床層變換氣平均溫度：385℃第一段催化劑床層變換氣平均壓力：1 750kPa第一段催化劑床層變換氣平均分子量： 2kg/kmol第一段催化劑層變換氣重度：r=氣體重度流量(濕)G：kg/(m3同時(shí)也要注意以下幾方面的內(nèi)容：(1) 最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。(9) 人流物流不能交錯(cuò)。每層高度盡量相同，不宜變化過多。每個(gè)設(shè)備邊上都要設(shè)置防護(hù)裝置以及緊急事故撤離通道，以確保工作人員的安全[20]。擬初步裝配14個(gè)控制點(diǎn)，其中包括兩個(gè)流量自動(dòng)控制點(diǎn)、兩個(gè)溫度自動(dòng)控制點(diǎn)和一個(gè)壓力自動(dòng)控制點(diǎn)。而環(huán)境污染對人體健康會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。在一般情況下，排水、供汽、供電、儀表這幾項(xiàng)無論工廠規(guī)模大小都得具備的，而制冷、采暖、通風(fēng)等則不一定具備。 通風(fēng)變換工段生產(chǎn)對溫度、適度沒有特別的要求。依據(jù)電力設(shè)計(jì)范圍，化工廠的供電按二級負(fù)荷設(shè)計(jì)。用重油制造的原料氣中，含有一部分一氧化碳，這些一氧化碳不能直接做為合成氨的原料，而且對合成氨的催化劑有毒害作用，必須在催化劑的催化作用下通過變換反應(yīng)加以除去。本設(shè)計(jì)主要從物料衡算、熱量衡算以及設(shè)備選型飛、等方面入手，充分運(yùn)用自己所學(xué)的知識，分析并解決了自己在設(shè)計(jì)當(dāng)中所遇到的問題，為自己在今后的工作中打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。確保產(chǎn)品質(zhì)量。通風(fēng)可采取自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，因本車間選用的物料為切片相應(yīng)地其粉塵飛揚(yáng)程度不高，因此，通風(fēng)設(shè)備要求不是很高。鍋爐用水：此用水必須按照各種工業(yè)鍋爐的給水和爐水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，事前根據(jù)生水水質(zhì)指標(biāo)及凝結(jié)水回收量，擬定給水處理方案。 三廢處理情況本工段產(chǎn)生的有害物質(zhì)較少。自動(dòng)控制為DCS和ESD聯(lián)鎖控制。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值；而控制裝置則是對被控對象施加控制作用的機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進(jìn)行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。如必須在多層廠房內(nèi)布置操作臺，則應(yīng)布置在廠房頂層，如整個(gè)廠房均有爆炸危險(xiǎn)的，則在每層樓板上設(shè)置一定面積的泄爆[19]。必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度地滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。(3) 要為車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。f/m3阻力降符合要求，故，第二段床層高度為：L2 第三段床層高度為：[15](6) 中變爐進(jìn)口直徑計(jì)算查《化工原理》得氣體的組分在0℃。(4) 在用材和制造上，要盡量減少材料用量，特別是一些貴重材料。把生產(chǎn)上適用、技術(shù)上先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)上合理統(tǒng)一起來選以獲得最大的單位產(chǎn)量；能適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求，并確保產(chǎn)品質(zhì)量；能降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，能降低原材料及相應(yīng)的公用工程(水、電、氣)的能耗；能改善環(huán)境保護(hù)；設(shè)備制造較易，材料易得，操作及維修保養(yǎng)方便。表216 CH4的熱容物質(zhì)ab/103c/106d/109CH4計(jì)算結(jié)果如表217。表212 出三段催化劑層干組分組分CO2COH2N2CH4合計(jì)%100Nm3/h1 2 4 kmol/h出三段催化劑層剩余蒸汽量為：1 =1 Nm3/h=出三段催化劑層濕氣組分如表213。查表得，468℃的Kp=，則 (23)將a，c，d即O2代入上式，得b=入爐蒸汽量為3 37=1 入爐濕氣組分如表23。由造氣來的半水煤氣給原料氣壓縮后，進(jìn)入半水煤氣分離器分離掉油后進(jìn)入飽和塔接觸傳熱，然后進(jìn)入第一、第二換熱器進(jìn)行換熱，達(dá)到工藝要求后進(jìn)入中變爐一段進(jìn)行反應(yīng)，再依次進(jìn)入二、三段進(jìn)行反應(yīng)。第2章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 工藝原理半水煤氣中CO是在一定溫度和有催化劑存在的條件下與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng)，生成CO2和H2,同時(shí)產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，這是一個(gè)等體積可逆的放熱反應(yīng)：CO+H2OCO2+H2+Q在變換觸媒中CO變換反應(yīng)的原理一般認(rèn)為是水分子首先被催化劑的活性表面所吸附，然后分解成氫和吸附態(tài)的氧，氫脫附后進(jìn)入氣相，當(dāng)氣相中的CO撞擊到氧原子的吸附層后，即被氧化為CO2,離開催化劑表面，催化劑則復(fù)原，然后其表面與水分子作用重新生成氧原子的吸附層，如此反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，催化劑用[K]表示，則化學(xué)反應(yīng)過程表示如下：[K]+H2O [K] 設(shè)計(jì)規(guī)模與生產(chǎn)制度 設(shè)計(jì)規(guī)模重油為原料年產(chǎn)8萬噸氨車間一氧化碳變換反應(yīng)工段初步設(shè)計(jì), 年生產(chǎn)時(shí)間為7200小時(shí)。同時(shí)，還要做到有利生產(chǎn)、方便生活、便于施工，并提供有多個(gè)可供選擇的方案進(jìn)行比較和評價(jià)。國外合成氨的規(guī)模一般都比較大，不管是原料還是操作壓力的選擇都與我國的中小型氮肥廠大不相同[2]。變換反應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣制造的繼續(xù)過程。關(guān)鍵詞：重油；一氧化碳變換；中溫變換爐；流程圖AbstractThis article was about the annual output of heavy oil as raw materials to transform eight thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using heavy oil feed gas which containa part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, the calculation of the amount of catalyst, in the variable furnace pr