【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、觸媒用量的計算、中溫變換爐工藝計算和設(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)批準的設(shè)計計劃任務(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，氮氣來自空氣，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%100Nm3/h1 3 Kmol/h.591 變換氣量及變換率計算設(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 車間布置設(shè)計的原則 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)進行排列?；S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。 自控水平與控制點本設(shè)計工段是合成氨中比較復雜的工段，需要自動控制和手動控制。這些內(nèi)容的設(shè)計，對每個整體設(shè)計項目并不一定全部進行，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[1] 陳五平. 無機化工工藝學[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2002: 87106.[2] 王文善. 根據(jù)我國經(jīng)濟狀況, 促進氮肥工業(yè)的健康發(fā)展[C]//中國氮肥產(chǎn)量論壇會文集. 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: 天津大學學士論文. 2005: 14.[5] 陳五平. 合成氨工藝學[M]. 北京化學工業(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[M]. 北京: 工業(yè)出版社, 2006: 302305.[11] 夏清, 陳常貴. 化工原理[M]. 天津: 天津大學出版社, 2006: 5085.[12] 吉林化學工業(yè)公司設(shè)計院, 化學工業(yè)部化工設(shè)計公司. 化工工藝算圖[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 1983: 3845.[13] 陳敏恒, 叢德滋, 方圖南等. 化工原理[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2000: 382.[14] 天津大學物理化學教研室. 物理化學[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)計手冊[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2005: 742880.[16] 中國寰球化學工業(yè)公司. 氮肥工藝設(shè)計手冊[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 1989: 2153.[17] 毛希瀾. 換熱器設(shè)計[M]. 上海: 上?？茖W技術(shù)出版社, 1988: 552621.[18] 黃文璐, 王保國. 化工設(shè)計[M]. 北京: 化學工業(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: 化學工業(yè)出版社, 2004: 93105. 致謝在設(shè)計的過程當中，自己遇到了很大的困難，在這里要衷心的感謝我的指導教師徐功娣老師，感謝指導老師給了我悉心的指導和熱情的幫助，老師嚴謹?shù)膽B(tài)度和良好的風范給我留下了深刻的印象，使我學會了許多的東西。自然通風是一種即經(jīng)濟又方便有效的措施，所以本工段采取自然通風的形式。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現(xiàn)對被控量進行控制的任務(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=%+%+%+%+%+% =對密度進行校核，得在320℃，1 750kPa時密度為：==查《化工原理》得，H2O組分在320℃，對水的密度進行校核，得：kg/m3所以氣體密度為：+ 54=m/s取氣體流速為50m/s，則：m(7) 中變爐出口直徑計算出口時，氣體密度： =%+ 9%+%+% =對密度進行校核，得在365℃，855kPa時的密度為：校核得，水在365℃，855kPa時的密度為：=總密度：=+= kg/m3取氣體流速為50m/s,則：[16] 換熱器設(shè)備計算已知條件：水進換熱器溫度：20℃水出換熱器溫度：150℃變換氣進換熱器溫度：400℃變換氣出換熱器溫度：350℃(1) 傳熱面積計算從前面換熱器的計算可知，水吸收的熱量為:Q4Q2則，實際傳熱量為Q=(Q4Q2)=5 666 平均溫差： =℃取K=250kJ/(m2化工設(shè)備進行設(shè)備選型時要注意以下經(jīng)濟指標的滿足：即單位生產(chǎn)能力高、消耗系數(shù)低、設(shè)備價格便宜、制造容易、結(jié)構(gòu)簡單、用材不多、管理費用低的設(shè)備。表213 出三段催化劑層濕氣組分組分CO2COH2N2CH4H2O合計%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℃冷凝水進口溫度：20℃進二段催化劑床層溫度：350℃操作壓力：1 750kPa冷凝水吸熱：Q1據(jù)冷凝水的進口溫度20℃，查《化工熱力學》可知，h1=，冷凝水升溫至450℃，所以設(shè)在450℃，1 750kPa時的焓值為h，對溫度進行內(nèi)查法：1 600kPa時：得h=3 1 800kPa時：得h=在對壓力使用內(nèi)查法得，在350℃，1 750kPa時的焓值為：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到工藝要求，進入下一工段。 生產(chǎn)制度本工廠實行倒班制度，初步擬定為五班三倒。 設(shè)計依據(jù)本次設(shè)計是按照學校下發(fā)的《齊齊哈爾大學本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)工作手冊》和齊齊哈爾大學化學工程與工藝專業(yè)下達的《化學工程與工藝專業(yè)畢業(yè)教學環(huán)節(jié)文件編》。 Transformation of c