【正文】 defense， medicine， metallurgy etc． It has played an important role in national economy of our country． In our country there are various law matorials， different process of big， medium and small scaled synthesize ammonia factory more than 1000s． Among them,the year produce 300， 000 tons to synthesize the ammonia device contain more than 30 sets， the ammonia year yield resides the first place in the world． We have pleted the process of 300,000 tons of ammonia brown process ， whose design process is as follows: using natural gas as raw materials, materials natural gas pressed and desulfurization， process with steam in a first furnace, and the air is pressed into a first furnace process air and gas mixture into second sections in further reaction , the furnace process after high temperature conversion process gas removal carbon dioxide gas, after removal of carbon dioxide gas, decarburization tower after removing the remaining furnace methane carbon monoxide and carbon dioxide gas, after sieve dryer removal process of water, gas purification plant in cryogenic nitrogen gas hydrogen in process, and the removal of 3:1 ratio of redundant methane and argon, fresh air after pression to synthesis tower synthesis reaction synthesis. This paper is divided into three parts. The first part: a literature review. In the literature review, the properties, applications of ammonia in the national economy, and the role of international and domestic ammonia production development and summarizes the detailed narration, Ammonia Abstract III process is introduced several energysaving .The second part: the technical basis. Including production plan, production process, production method, process parameters of energy recovery and utilization, and the third part: the process calculation. This included materialbalance, heat balance in the process of calculation and equipment calculation. As the designer is limited, the design will inevitably be omissions in the hope that the reader criticisms. Key words: ammonia synthesis branu synthetic anmmonia plant Primary furnace decarbonization methanation 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 目 錄 中文摘要 ................................................... I Abstract .................................................. II 第一章 文獻(xiàn)綜述 ........................................... 1 ....................................... 1 氨的發(fā)現(xiàn)與生產(chǎn)方法 .................................. 3 我國合成氨工業(yè)概況 .................................. 4 ..................................... 5 設(shè)計任務(wù) ........................................... 6 第二章 設(shè)計基礎(chǔ) ............................................ 7 設(shè)計方案的確定 ...................................... 7 生產(chǎn)方案的確定 .................................. 7 工藝參數(shù)的確定 ................................ 11 能量的回收利用 ................................. 12 工藝流程的確定 ..................................... 13 本設(shè)計選用節(jié)能型流程布朗流程 ................... 13 布朗流程的簡介 ................................ 13 第三章 工藝計算 ........................................... 20 符號說明 ........................................... 20 組成 .......................................... 20 其它 .......................................... 20 概述 ............................................... 20 目錄 V 物料衡算 ........................................... 20 消耗定額的計算 ................................. 20 脫硫罐 V5物料衡算 .............................. 24 一段爐 H1的物料衡算 ............................ 24 二段轉(zhuǎn)化爐 R1的物料衡算 ........................ 28 高溫變換爐 R2的物料衡算 ........................ 31 低溫變換爐 R3物料衡算 .......................... 33 氣水分離器 V8 分水量的計算 ..................... 35 脫碳塔 T1物料衡算 .............................. 36 甲烷化爐物料衡算 ............................... 38 氣水分離器 V17分水量的計算 ................... 40 分子篩干燥器 V18的計算 ....................... 41 冷箱的計算 ................................... 42 熱量衡算 ........................................... 44 一段爐熱量衡算 ................................. 44 燃料用量的計算 ................................. 52 二段爐熱量衡算 ................................. 55 二段爐出口廢熱鍋爐 E8 熱量衡算 ................. 59 廢熱鍋爐 E8 蒸汽發(fā)生量的計算 ................... 60 高溫變換爐熱量衡算 ............................. 61 高溫變換爐出口換熱器 E10 熱量衡算 ............. 64 低溫變換爐熱量衡算 ............................. 66 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 VI 甲烷化爐熱量衡算 .............................. 69 ........................................ 72 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 氨的性質(zhì)和用途 氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是無色氣體，比空氣輕，具有特殊的刺激性臭味。 本設(shè)計共分三個部分。第一部分：文獻(xiàn)綜述。人們在空氣含氨濃度＞ 100ppm(76mg/Nm3)的環(huán)境中，每天接觸 8小時會引起慢性中毒；5000~10000ppm時，只要接觸幾分鐘就會有致命作用。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 氨是一種可燃性氣體，自然點為 630℃，故一般較難點燃。6NH3和 CuSO4 第一章 文獻(xiàn)綜述 3 氨在其他工業(yè)用途也十分的廣泛，例如：在在制冰、空調(diào)、冷藏等系統(tǒng)的制冷劑，在冶金工業(yè)中用來提煉礦石中的銅、鎳等金屬，在醫(yī)藥工業(yè)中用作生產(chǎn)磺胺類藥物、維生素、蛋氨酸和其他氨基酸等等。 ㈠ 氰化法 1898 年弗蘭克 （ AHaber） 根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)原理計算了不同壓力和溫度下氨的平衡含量（見表 121） . 表 121 不同溫度和壓力下氨的平衡含量 溫度，℃ 300 500 700 900 壓力， 10MPa 1909 年，哈伯以很細(xì)的鋨粉末做催化劑，在 ～ 20MPa 和 500～ 600℃ 下進(jìn)沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 行合成氨的實驗，得到 6%NH3 。而在合成氨工業(yè)生產(chǎn)中遇到的一些技術(shù)難題，例如：氫對鋼材的腐蝕，高壓反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，以及制取氫氮原料氣的方法，也都在博施的協(xié)助下得到解決。 建國以來，化工部門貫徹以農(nóng)業(yè)服務(wù)的方針，把發(fā)展化肥工業(yè)放在首位。從 60 年代開始在全國各地（除西藏外）建成了一大批小型氨廠， 1979 年最多時曾發(fā)展到 1539 座氨廠。 合成氨的發(fā)展趨勢 ⒈原料：合成氨系統(tǒng)的能源消耗占有很大的比重，主要是原料用天然氣和燃料天然氣兩個方面。 設(shè)計任務(wù) 1. 生產(chǎn)規(guī)模：節(jié)能型年產(chǎn) 30 萬噸合成氨轉(zhuǎn)化工藝。隨后轉(zhuǎn)入下一循環(huán)的吹風(fēng)、制氣。催化部分氧化法實際上是烴類部分氧化與蒸汽轉(zhuǎn)化相結(jié)合的方法。但因受物理或化學(xué)平衡的制約，其脫硫的精度比不上干法。如果為了保護(hù)烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑，則以采用鈷鉬系催化劑為好，鈷鉬催化劑在正常操作下，使用壽命可在五年以上，甚至能到達(dá)十年，但若長期不加氫循環(huán)操作，或者操作不慎使床層溫度超過 430℃，將引起催化劑嚴(yán)重析碳和活性下降，使后序工序氧化鋅脫硫以及一段轉(zhuǎn)化爐惡化，所以，必須將積碳的催化劑再生，有控制地將積碳燒掉，以恢復(fù)其活性。根據(jù)吸收性能的不同，一般可以分為兩大類。銅氨溶液吸收法工藝復(fù)雜，費用高。 從流程的經(jīng)濟(jì)性 考慮，本設(shè)計選用深冷分離法最終凈化。 ⑷水碳比：提高水碳比對轉(zhuǎn)化有利，可以防止析碳反應(yīng)發(fā)生，但過高的水碳比經(jīng)濟(jì)上不合理，且蒸汽通過轉(zhuǎn)化管時增加系統(tǒng)的阻力，又需要吸收一些熱量。 本設(shè)計高溫變換爐入口壓力為 ，出口壓力為 ；低溫變換爐入口壓力為 ，出口壓力為 。再生過程比吸收過程復(fù)雜，不但要把吸收的氣體解吸出來，而且要使溶液再生后加以補(bǔ)充。 第二章 設(shè)計基礎(chǔ) 13 工藝流程的確定 本設(shè)計選用節(jié)能型流程布朗流程 圖 布朗工藝合成氨裝置流程示意圖 1. 原料氣