【正文】 采用加壓變換。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。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。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。用重油制造的原料氣中，含有一部分的一氧化碳，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?；S的選擇應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃和工業(yè)區(qū)的要求，按經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書指定的地理位置選擇廠址。 原料與產(chǎn)品規(guī)格 原料規(guī)格原料由上一工段重油氧化所制得，氮?dú)鈦碜钥諝?，其余氣體均為在氧化過程中所產(chǎn)生。表22 原料氣組分組分CO2COH2N2CH4O2合計(jì)%100Nm3/h1 3 Kmol/h.591 變換氣量及變換率計(jì)算設(shè)氫與氧在變換爐一段催化劑作用下完全燃燒生成水，由O2+2H2→2H2O可知，實(shí)際參加CO變換反應(yīng)的半水煤氣量為：3 =3 =3 則干變換氣量為：V變=V+V℃),則Q3為：Q3=30=275 熱平衡：Q1+Q2=Q3解得：Q2=150 在三段變換反應(yīng)中，應(yīng)向系統(tǒng)補(bǔ)充150 [10]。一般化工設(shè)備的使用年限為10～20年，而高壓設(shè)備為20～25年。表41 主要設(shè)備一覽表名稱規(guī)格數(shù)量材料中變爐h1=h2=h3=116MnR換熱器公稱直徑：600mm公稱面積：管數(shù)：416根管長：4 500mm排列方式：三角形1碳鋼廢熱鍋爐1 00022L=8 287mmF=130m2換熱管38390根2521Cr16 Ni32溫水調(diào)節(jié)器400換熱面積：25m2管子排列方式：三角形1碳鋼第5章 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì) 車間布置設(shè)計(jì)的原則 車間設(shè)備布置的原則車間設(shè)備布置是按照加工件的工藝流程擺放加工中心并根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關(guān)因素，把各種工藝設(shè)備在一定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行排列。化工廠廠房的高度，主要由工藝設(shè)備布置要求所決定，廠房的垂直不僅要充分利用空間，每層多采用5m、6m。 自控水平與控制點(diǎn)本設(shè)計(jì)工段是合成氨中比較復(fù)雜的工段，需要自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)，對每個(gè)整體設(shè)計(jì)項(xiàng)目并不一定全部進(jìn)行，主要看工程的規(guī)模而定。 電氣電能的消耗主要是設(shè)備用電和照明用電這兩部分。參考文獻(xiàn)[1] 陳五平. 無機(jī)化工工藝學(xué)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2002: 87106.[2] 王文善. 根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)狀況, 促進(jìn)氮肥工業(yè)的健康發(fā)展[C]//中國氮肥產(chǎn)量論壇會(huì)文集. 北京: 化工工業(yè)出版社. 2004: 14.[3] 張成芳. 合成氨工藝與節(jié)能[M]. 上海: 華東化工學(xué)院出版社, 1988: 6266.[4] 侯引平. 中小型合成氨裝置的變換工藝[D]. 天津: 天津大學(xué)學(xué)士論文. 2005: 14.[5] 陳五平. 合成氨工藝學(xué)[M]. 北京化學(xué)工業(yè)出版社, 1996: 131167.[6] Mendivil R, Fisher U, Hirao M. A new LCA methodology of technology evolution and its application to the production of ammonia [J]. Life Cycle Management, 2006, 11: 5685.[7] Wilkinson M. Industrial ammonia[J]. The Chemical Engineer, 2001, 32: 5153.[8] Tolalk G. T. Route to cost effective para xylene. Eur. ChemNews, 2000, 72: 3345.[9] Perry R H, Green D W. Chemical Engineers[M]. NewYork: McGrawHill, 2001: 311319.[10] 陳鐘秀, 顧燕飛, 胡望明. 化工熱力學(xué)[M]. 北京: 工業(yè)出版社, 2006: 302305.[11] 夏清, 陳常貴. 化工原理[M]. 天津: 天津大學(xué)出版社, 2006: 5085.[12] 吉林化學(xué)工業(yè)公司設(shè)計(jì)院, 化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)公司. 化工工藝算圖[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1983: 3845.[13] 陳敏恒, 叢德滋, 方圖南等. 化工原理[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000: 382.[14] 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室. 物理化學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004: 259.[15] 朱有庭, 曲文海,于輔義. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005: 742880.[16] 中國寰球化學(xué)工業(yè)公司. 氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1989: 2153.[17] 毛希瀾. 換熱器設(shè)計(jì)[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1988: 552621.[18] 黃文璐, 王保國. 化工設(shè)計(jì)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000: 143150.[19] 錢伯章, 朱建芳. 合成氨催化劑的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 大氮肥, 2007, (2): 2238.[20] 魏崇光, 鄭曉梅. 化工工程制圖[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004: 93105. 致謝在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，自己遇到了很大的困難，在這里要衷心的感謝我的指導(dǎo)教師徐功娣老師，感謝指導(dǎo)老師給了我悉心的指導(dǎo)和熱情的幫助，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和良好的風(fēng)范給我留下了深刻的印象，使我學(xué)會(huì)了許多的東西。自然通風(fēng)是一種即經(jīng)濟(jì)又方便有效的措施，所以本工段采取自然通風(fēng)的形式。主要是在變換的過程中盡量避免變換氣體的泄露。在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實(shí)現(xiàn)對被控量進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。既要符合流程、滿足生產(chǎn)、便于管理、便于運(yùn)輸、利于設(shè)備安裝和維修。表31 氣體在0℃，組分O2N2H2COCO2CH4密度kg/m3則，氣體的平均密度為：m=yiim=%+%+%+%+%+% =對密度進(jìn)行校核，得在320℃，1 750kPa時(shí)密度為：==查《化工原理》得，H2O組分在320℃，對水的密度進(jìn)行校核，得：kg/m3所以氣體密度為：+ 54=m/s取氣體流速為50m/s，則：m(7) 中變爐出口直徑計(jì)算出口時(shí)，氣體密度： =%+ 9%+%+% =對密度進(jìn)行校核，得在365℃，855kPa時(shí)的密度為：校核得，水在365℃，855kPa時(shí)的密度為：=總密度：=+= kg/m3取氣體流速為50m/s,則：[16] 換熱器設(shè)備計(jì)算已知條件：水進(jìn)換熱器溫度：20℃水出換熱器溫度：150℃變換氣進(jìn)換熱器溫度：400℃變換氣出換熱器溫度：350℃(1) 傳熱面積計(jì)算從前面換熱器的計(jì)算可知，水吸收的熱量為:Q4Q2則，實(shí)際傳熱量為Q=(Q4Q2)=5 666 平均溫差： =℃取K=250kJ/(m2化工設(shè)備進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)要注意以下經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的滿足：即單位生產(chǎn)能力高、消耗系數(shù)低、設(shè)備價(jià)格便宜、制造容易、結(jié)構(gòu)簡單、用材不多、管理費(fèi)用低的設(shè)備。表213 出三段催化劑層濕氣組分組分CO2COH2N2CH4H2O合計(jì)%100Nm3/h1 2 1 5 kmol/h(4) 中間冷凝過程物料衡算此過程采用冷凝水來對變換氣進(jìn)行降溫已知條件：變換氣的流量： 冷凝水流量：Xkg變換氣溫度：450℃冷凝水進(jìn)口溫度：20℃進(jìn)二段催化劑床層溫度：350℃操作壓力：1 750kPa冷凝水吸熱：Q1據(jù)冷凝水的進(jìn)口溫度20℃，查《化工熱力學(xué)》可知，h1=，冷凝水升溫至450℃，所以設(shè)在450℃，1 750kPa時(shí)的焓值為h，對溫度進(jìn)行內(nèi)查法：1 600kPa時(shí)：得h=3 1 800kPa時(shí)：得h=在對壓力使用內(nèi)查法得，在350℃，1 750kPa時(shí)的焓值為：得h=Q1=X(3 )變換氣吸收熱量Q3表214 部分組分的Cp物質(zhì)COCO2H2H2ON2CH4Cp31由公式： Cpm= (29)得，Cpm=31+++++=(kmol反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)過第一、第二交換器使氣體達(dá)到工藝要求，進(jìn)入下一工段。 生產(chǎn)制度本工廠實(shí)行倒班制度，初步擬定為五班三倒。 設(shè)計(jì)依據(jù)本次設(shè)計(jì)是按照學(xué)校下發(fā)的《齊齊哈爾大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作手冊》和齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)下達(dá)的《化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)文件編》。 Transformation of c