【正文】 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 參考文獻(xiàn) 1． 北京大學(xué)研究中心 .世界文明百科全書(shū) .山西 :太原出版社 ,1992. 2． 劉俊蘭 . 以煤為原料的合成氨工藝選擇 [J]. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù) ,2020,21(4):16. 3． 趙忠祥 . 氮肥生產(chǎn)概論 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .1995. 4． 朱世勇 . 環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術(shù) .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. 5． 史克昕 ,任畢龍 . 影響一氧化碳變換率因素的淺析 [J].小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù) ,2020,27(3). 6． 徐躍華 . 化工裝置節(jié)能技術(shù)與實(shí)例分析 .北京 :中國(guó)石化出版社 .2020. 7． 周旭美 ,姚飛編等 .合成氨仿真實(shí)習(xí)教材 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. 8． 龔紹英 .工業(yè)化學(xué) .北京 :中國(guó)輕工業(yè)出版社 .1998. 9． 王瑾 .節(jié)能型合成氨工藝與技術(shù) [J].貴州化工 ,2020,33(1). 10． 汪家銘 .世界合成氨工業(yè)近期進(jìn)展及前景展望 [J].化工科技動(dòng)態(tài) ,1995(7). 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 致 謝 本 次論文設(shè)計(jì) 是在我的 指 導(dǎo) 老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文中受導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。今后世界合成氨產(chǎn)量的大部分都將由規(guī) 模為日產(chǎn) 1000~2020 噸的工廠所生產(chǎn)。這種生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠從某些方面來(lái)說(shuō)，仍是有吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力的，如建 3個(gè) LCA 流程的 500 噸／天工廠就比建一個(gè)日產(chǎn) 1500 噸的傳統(tǒng)世界規(guī)模工廠的投資要低些。 ??供需化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4 節(jié)能措施 以煤為原料的合成氨的特點(diǎn)是生產(chǎn)能力低，噸氨能耗較高。 3． 1 估算傳熱面積 查取物行數(shù)據(jù) 水的定性溫度為 C??? 1642)168160( 。 合成塔入口氣體組成 合成塔入口氣體組成包括氫氮比、惰性氣體含量與初始氨含量。 最佳工藝條件的選擇 氨合成的生產(chǎn)工藝條件必須滿足產(chǎn)量高，消耗定額低、工藝流程及設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便及安全可靠等要求。因此，使用前在一定的溫度下，用氫氮混合氣使其還原，即使氧化鐵被還原為具有活性的α型純鐵。然后將所產(chǎn)的氣氨從未 合成為氨的混合氣體中冷凝分離出來(lái)，得到產(chǎn)品液氨，分離氨后的氫氮?dú)怏w循環(huán)使用。氫氣是從半水煤氣中提取的，以煤為原料，在一定的高溫條件下通 入空氣、水蒸氣或富養(yǎng)空氣 水蒸氣混合氣，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)生成含有一氧化碳、二氧化碳、氫氣、氮?dú)?、及甲烷等混合氣體的過(guò)程。焦炭、焦?fàn)t氣都是煤的加工產(chǎn)物。因此將空氣中豐富的氮固定下來(lái)并轉(zhuǎn)化為可被利用的形式，成為一項(xiàng)受到眾多科 學(xué)家注目和關(guān)切的重大課題，而合成氨，作為固氮的一種重要形式，也變成了 19 至 20 世紀(jì)化學(xué)家們所面臨的突出問(wèn)題之一。 0— 25 分 論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論證、分析邏輯清晰、正確合理， 0— 20 分 3 工作量 內(nèi)容充實(shí)，工作飽滿，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。 論文（設(shè)計(jì)）日期： 任務(wù)下達(dá)日期 2020年 12月 10日 完成日期 2020 年 4 月 10日 指導(dǎo)教師簽字： 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）成 績(jī) 評(píng) 定 報(bào) 告 序號(hào) 評(píng)分指標(biāo) 具 體 要 求 分?jǐn)?shù)范圍 得 分 1 學(xué)習(xí)態(tài)度 努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期完成規(guī)定 的任務(wù)。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，氮肥的需求量在不斷提高；同時(shí)隨著工業(yè)的突飛猛進(jìn)，炸藥的需求量也在迅速增長(zhǎng)。 表 12 1931～ 1932年度世界氨產(chǎn)量（以 N 計(jì)） 來(lái)源 產(chǎn)量（ kt） 比例（ %） 煤氣副產(chǎn)氨水 472 氰化法 10 合成氨法 2609 氨工業(yè)化后的發(fā)展 自從合 成氨工業(yè)化后，原料構(gòu)成經(jīng)歷了重大的變化。 1963 和 1966 年美國(guó)凱洛格公司先后建成世界上第一座日產(chǎn) 540t 和 900t 氨的單系列裝置，顯示出大型裝置具有投資省、成本低、占地少和勞動(dòng)生產(chǎn)率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。 重質(zhì)油制氨 重質(zhì)油包括各種深度加工所得的渣 油 ，可用部分氧化法制得合成氨原料氣，生產(chǎn)過(guò)程比天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法簡(jiǎn)單，但需要有空氣分離裝置。接著是化學(xué)吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成 — NH、 — NH2 和 NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態(tài)的氨。一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣、油類、硫化物等均會(huì)使鐵催化劑暫時(shí)或永久中毒。一般操作壓力在 30MPa 的中壓法合成氨，空間速度選擇在 2020030000m3/h之間。已知：變換氣流量為 hkg31010? ,變換氣進(jìn)換熱器溫度為 C?245 ，壓力為 .熱水流量為 hkg31052? ，熱水進(jìn)換熱器溫度為 C?160 ，壓力為 。 計(jì)算傳熱系數(shù)，校正傳熱面積 管程對(duì)流給熱系數(shù) i? ??i 殼程對(duì)流傳熱系數(shù)α 0 殼程采用弓形折流板，故 計(jì)算傳熱系數(shù) 取污垢熱阻 kwCmRskwCmRs i ?? ???? 202 , 以管外面積為基準(zhǔn) 21 . 5 0. 42 6 24 ( 7 1 ) 2. 98 82 70 .2 6 ,2p Pa?? ? ? ? ? ? ? ? ?22 ( 2 ) 3539 , 2p Pa?? ? ? ? ? ? ? ? 53 ?????? ?h hphi C ? ?)/(5 9 3 )( 6 8 2 PrRe0 2 CmWd iiiii????????? ?? 530 ?????? ?c cpcC ? ?)/()( 23/3/100000CmWd w??????????????????????化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 計(jì)算傳熱面積 所選換熱器實(shí)際面積為 20 0 430 2 4 41 mdnS ?????? ? 236 mtK QSm??? ?????計(jì)需 ??需供SS)/(3034512020593825111200000CmWRsdbdddRsddKmiiii????????????????????計(jì)化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 0I1060型換熱器主要參數(shù)及計(jì)算結(jié)果 主要參數(shù) 計(jì)算結(jié)果 外殼直徑 mm 公稱壓強(qiáng) kg/cm2 公稱面積 m2 管程數(shù) 管子排列方式 管子尺寸 mm 管長(zhǎng) m 管數(shù) N 管中心距 t mm 管程通道截面積 m2 折流板間距 mm 殼程通道截面積mm 600 10 60 1 三角形排列 φ 25 3 269 32 600 0． 0504 熱負(fù)荷 kJ/h 傳熱溫差 C? 管內(nèi)液體流速 m/s 管外氣體流速 m/s 管內(nèi)液體雷諾數(shù) 管外氣體雷諾數(shù) 管內(nèi)液體壓降 Pa 管外氣體壓降 Pa 管內(nèi)液體對(duì)流給熱系數(shù)? ?Cmw ??2 管外氣體對(duì)流給熱系數(shù)? ?Cmw ??2 傳熱系數(shù)計(jì)算值 ? ?Cmw ??2 傳熱面積需要值 m2現(xiàn)今所有的合成氨消費(fèi)中，只有 13％是用在化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用上，其他 87％都用于生產(chǎn)化肥。世界許多合成氨專家對(duì)此意見(jiàn)是一致的，并對(duì)今后合成氨工業(yè)的發(fā)展前景作出如下展望： 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 1． 生產(chǎn)規(guī)模不會(huì)再擴(kuò)大 80年代世界共建成了 110 套合成氨裝置，平均生產(chǎn)規(guī)模為 1120 噸／天。 工業(yè)生產(chǎn)中常用的壓強(qiáng)為 Pa1056001200 ?? ，溫度為 C??600450 ，用金屬鐵作催化劑，轉(zhuǎn)化率可提高到約 %8 。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)化工工藝的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)里程碑式的突破，同時(shí)我們還認(rèn)識(shí)到理論實(shí)際是密不可分的，在今后的設(shè)計(jì)中，它給我們一個(gè)很好的警示：任何一個(gè)設(shè)計(jì)路線必須結(jié)合實(shí)際中的理論依據(jù)才能得到很好的結(jié)果。 3． 降低能耗的潛力已基本得到發(fā)揮 以天然氣為原料的合成氨能耗設(shè)計(jì)值為27GJ，目前有些生產(chǎn)裝置的最低能耗已達(dá) 28GJ，只比理論值高出 20％左右而與設(shè)計(jì)值相接近。用含鈷催化劑作氨合成觸媒，合成壓力為 8MPa。 造氣用煤合理分配，大、中