【導(dǎo)讀】驟，上述基本步驟組合成為氨合成循環(huán)反應(yīng)的工藝流程。段是合成氨工藝的中心環(huán)節(jié)。新鮮原料氣的摩爾分?jǐn)?shù)組成如下：H2. %，N2%，CH4%,Ar%合成操作壓力為31MPa，氨的摩爾分?jǐn)?shù)達到17%。通過查閱相關(guān)文獻和資料，設(shè)計了年產(chǎn)五萬噸。儀表流程圖和設(shè)備布置圖。最后對該工藝流程進行了物料衡算、能量衡。材質(zhì)進行了選擇。

　　

【正文】 意圖 能量平衡式： 過程中，氨冷器使循環(huán)氣中的氨大部分被液化，液化放出熱量 Q 液 ，通過衡算，可求得氨冷器的冷凍量。 (1)熱氣體 (循環(huán)機來 )帶入熱 Q14 經(jīng)計算和查圖，摩爾定壓熱容 ．， 算得 (2)新鮮補充氣帶入熱 Q1 經(jīng)查圖，摩爾定壓熱容 計算得： (3)氣體 (去合成塔 )帶出熱 Q3 由合成塔熱衡算知 (4)氨的冷凝熱 Q 液 查手冊在 ℃下，氨的冷凝熱為 。 由物料衡算結(jié)果，液氨量為 。 經(jīng)計算： (5)液氨帶出熱 Q18 冷交排出的液氨濃度為 %，其余為溶解的其他氣體，為簡單起見，均計入液氨中。液量為 。故 從手冊可得 ℃時，液氨比熱容為 (kgK) 計算得： (6)由液氯蒸發(fā)移出的熱量 Q 冷 49 (7)冷凍液氨量 G 查 25℃時液氨的焓值 15℃時氣氨的焓值 冷凍氨量 表 冷交換器和氨冷器熱平衡匯總表 收入項 支出項 項目 熱量 /kJ h1 項目 熱量 /kJ h1 循環(huán)氣帶入熱 Q14 3669353 循環(huán)氣帶出熱 Q3 3189132 新鮮補充氣 Q1 982020 液氨帶出熱 Q18 70146 氨冷凝熱 Q 液 4296959 液氨蒸發(fā)移出熱 Q 冷 5829334 小計 8948320 小計 8948320 合成全系統(tǒng)能量平衡匯總 根據(jù)上述計算，全系統(tǒng)的能量平衡示意圖 Q 水 水冷卻器移出熱 合成系統(tǒng) 新鮮氣帶入熱Q1 合成反應(yīng)熱 QR 壓縮熱 QN 氨 冷 凝 熱 QY Q 損 熱損失 Q12 放空氣帶出熱 Q17 氨分液氨帶出熱 Q18 冷交液氨帶出熱 Q 冷 氨冷器移出熱 Q 汽 廢熱鍋爐移出熱 Q 軟 軟水預(yù)熱器移出 熱 50 圖 全系統(tǒng)能量平衡示意圖 其中的各項熱量說明 : (1)氨冷凝熱 QY包括水冷器中和氨冷器中的氨冷凝熱。 (2)放空氣帶出熱 Q12，由氨分后與入循環(huán)機的氣體的熱量之差確定。 (3)由氨分離器和冷交換器排出液氨熱量 Ql7和 Q18作為支出項。包括了弛放氣和產(chǎn)品氨的熱量。 (4)熱損失項 Q 損 ，包括已計入的合成塔熱損失 (實際上包括計算誤差在內(nèi) )和油分離器的熱損失， (循環(huán)機出口 44℃，油分出口為 42℃ )后者由 Q14和 Q 14確定其差為 則 (5)其他各項均為各單元設(shè)備計算結(jié)果。 現(xiàn)將各項熱平衡匯總?cè)缦卤怼? 表 能量平衡匯總表 收入項 支出項 項目 熱量 /kJ h1 項目 熱量 /kJ h1 新鮮氣帶入熱 Q1 948255 放空氣帶出熱 Q12 62361 合成反應(yīng)熱 QR 22130603 氨分液氨帶出熱 Q17 634277 循環(huán)壓縮機壓縮熱 QP 763028 冷交液氨帶出熱 Q18 64825 廢熱鍋爐移出熱 Q 汽 11215701 氨冷凝熱 QY 8272737 軟水預(yù)熱器移出熱 Q 軟 3440225 水冷卻器移出熱 Q 水 8738178 氨冷器移出熱 Q 冷 5624611 熱損失 Q 損 2464095 小計 32114623 小計 32114623 51 52 4 設(shè)備選型及管道計算 管道計算 取液體流速 u=10m/s， 氣體流速 u=2m/s， 則： ，所以 1 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 2 點： 53 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 3 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 4 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 5 點： 54 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 6 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 7 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 8 點： 55 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 9 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 10 點： 56 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 11 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 13 、 14 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 17 點： 57 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 18 點： 根據(jù)化肥用高壓無縫鋼管 GB647986，選擇管子規(guī)格為。 管道規(guī)格匯總表 管子位置 管徑規(guī)格 管子位置 管道規(guī)格 1點 2點 58 3點 4點 5點 6點 7點 8點 59 9點 10 點 11點 1 14 點 17點 18 點 設(shè)備選型 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù) 選定以下各種設(shè)備規(guī)格： 外殼直徑： 10000mm,有效高度： 13800mm 觸媒筐直徑：Ф 934 16，上觸媒高度： 5582mm，下觸媒高度： 578mm 冷管直徑：Φ 44 、Φ 29 、Φ 22 1 各 62 根 60 換熱面積： E=40m2，換熱高度： 36mm, 管子Φ 10 3084 根，換熱面積： 224m2 調(diào)壓器功率： 650V， 710A， 800KVA， 觸媒裝填量： 15t， 3m3 外殼直徑：Φ 900mm,有效高度： 8210mm 雙層列管熱交換器 F=165m2 1冷凝塔 Φ 25 4管子 628 根，帶聯(lián)箱之列管熱交換器 F=226m2 2臺 外殼直徑Φ 1000 高度 H=4625mm 1臺 臥式套管熱交換器 F=199m2 3 臺 結(jié)論 此次課程設(shè)計不只是對我們在《化工設(shè)計》這門課中所學(xué)知識的一次檢驗，加深了我們對 《化工設(shè)計》這門課的體會，同時也是一個增長知識的過程，融合了大學(xué)里所學(xué)的其他課程。通過這次課程設(shè)計，我對如何開展一次化工設(shè)計的程序有了一定的了解。設(shè)計開始要做好充分的準(zhǔn)備工作，根據(jù)設(shè)計要求，查閱與工藝路線和重點設(shè)備相關(guān)的文獻資料。各種工具書是設(shè)計工作者的得力助手，學(xué)會了熟練查找 手冊在這次設(shè)計中是一個很大的收獲，同時加強了對資料數(shù)據(jù)篩選和處理的能力。 化工計算首先要清楚設(shè)計的思路，只有思路清晰、方法正確、謹(jǐn)慎悉心才能及時高效完成任務(wù)。這是一個理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程，鍛煉了自己獨立工作能力的過程。團隊的配合也尤為重要，每個人都要認(rèn)真做好分配的任務(wù)并為團隊成員提供最優(yōu)的答案，為整個團隊順利完成工作提供保障。 在設(shè)計過程中，我也認(rèn)識到了自身的不足，原有知識儲備不足，也不夠牢固，在知識應(yīng)用方面仍然比較薄弱。學(xué)習(xí)是一個需要長期堅持的過程，只有堅持不懈地積極學(xué)習(xí)和吸收新的知識， 與時俱進，不斷地充實自己，才能成長為一名合格進而優(yōu)秀的化工設(shè)計者。 總之，這次課程設(shè)計提升了我的計算、繪圖、編輯文件、使用規(guī)范化手冊等的最基本的工作能力。我不僅學(xué)到了新知識，也對化工設(shè)計課程中所學(xué)內(nèi)容進行了鞏固。通過課程設(shè)計，我分析問題解決問題以及工程設(shè)計能力都得到了鍛煉。作為一個化工人，我一定要樹立起實事求是、認(rèn)真負(fù)責(zé)以及與他人合作的工作作風(fēng)。最后， 61 非常感謝徐超老師在設(shè)計中給我我們小組的寶貴意見和指導(dǎo)，也感謝本組成員的全力合作，使得我能順利完成本次設(shè)計。 62 致謝 從這次課程設(shè)計開始以來，我們得到了指導(dǎo)老師徐超教授的悉心指導(dǎo)，無論是流程設(shè)計、資料查詢，還是論文成稿、繪制流程圖，都傾注了徐超老師和設(shè)計院老師的心血。通過為期三周的課程設(shè)計，我們不僅對工藝學(xué)課程有了更深一步的了解，而且老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和廣博的學(xué)識也使我們受益匪淺，這必將使我們終身受益，并激勵我們勇往直前， 我要感謝我的老師在課程設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把 設(shè)計 做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識， 而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計能力。 其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計商的難題。同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué) 。 N99999 zhi 63 [參考文獻 ] [1] 陳鐘秀 ,顧飛燕 ,胡望明 .化工熱力學(xué) (第二版 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版 社 ,2020. [2] 朱炳辰 .化學(xué)反應(yīng)工程 .(第三版 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. [3] 廖巧麗 ,米鎮(zhèn)濤 .化學(xué)工藝學(xué) [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. [4] 劉榮杰 ,衛(wèi)志賢 ,程惠亭 [M].化工工藝設(shè)計基礎(chǔ) . 西安：西北大學(xué)出版社 ,1994. [5] 侯文順 .化工設(shè)計概論 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. [6] 魏崇光 ,鄭曉梅 .化工工程制圖 [M]. 北京：國防工業(yè)出版社 ,2020. [7] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院 .化工工藝設(shè)計手冊 (上、 下冊 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1985. [8] HG20519— [S]. [9]崔鵬，魏鳳玉 . 化工原理 [M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. [10]合肥工業(yè)大學(xué) .本科畢業(yè)設(shè)計（論文）工作實施細(xì)則 [M].合肥工業(yè)大學(xué)教務(wù)處，2020. 64 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者（本人簽 名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 論文密級： □ 公開 □ 保密 （ ___年 __月至 __年 __月） (保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ) 作者簽名： _______ 導(dǎo)師簽名： _______ _______年 _____月 _____日 _______年 _____月 _____日 65 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱