【導(dǎo)讀】范，希望下次能夠改正。望下次注意論文的要求以及格式，在插入公式時(shí)應(yīng)選用公式編。輯器里的符號(hào)，注意大標(biāo)題的小標(biāo)題的使用。在內(nèi)容上注意文章的邏輯性和層次性。于第一次做畢業(yè)設(shè)計(jì)望能引起重視，把內(nèi)容完善使用正確的格式。為了生產(chǎn)氨，一般均以各種燃料為原料。氨是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟(jì)。中占有重要地位。和合理利用低位熱能等方面上。反應(yīng)獲H2和CO2，再經(jīng)過低變爐使CO降到合格水平，去甲烷化工序。另外，就是盡量減少設(shè)備投資費(fèi)用。氨分子式為NH3，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。一定范圍內(nèi)能夠發(fā)生爆炸。在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。30%的比例，稱之為“工業(yè)氨”。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產(chǎn)量的。據(jù)統(tǒng)計(jì)1994年世界氨產(chǎn)量為，其中中國、美國、重油等為原料，天然氣所占比重不斷上升。為了擴(kuò)大原料范圍，又開發(fā)了用重油部分氧化法制氫。從此比石腦油價(jià)廉、來源廣泛

　　

【正文】 7 9 7 6 ? 100%=% 3．換熱器 101C、 102C 的熱量衡算 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)： 換熱器 101C 出口溫度： 482℃ 換熱器 102C 出口溫度： 371℃ a、換熱器 101C 的熱量衡算 換熱器 101C 入口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 1003℃ ）為： H1003℃ = 106 kJ／ h 換熱器 101C 出口氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 482℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h Hi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 106 CO2 106 H2 106 CH4 31． 2439 106 N2 106 Ar 106 34 干氣 106 H2O 106 合計(jì) 106 101C 換熱器承載的熱負(fù)荷為 Q1=H482℃ H1003℃ = 106 （ 106） = 106 kJ／ h b、換熱器 102C 的熱量衡算 換熱器 102C 出口氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 371℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h Hi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 23959 106 CO2 106 H2 106 CH4 106 N2 106 Ar 106 干氣 106 H2O 106 合計(jì) 106 102C 換熱器承載的熱負(fù)荷為 Q2 = H371℃ H482℃ =106（ 106） = 106 kJ／ h （三）變換段的衡算 1．高溫變換爐的衡算 （ 1）物料衡算 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù) 高變爐出口 CO 含量： % 35 變換反應(yīng)： CO+H2O（ g） CO2+H2 設(shè)出口干氣總量為 Vkmol／ h，變換掉的 CO 量為 nCO kmol／ h 由反應(yīng)可知，干氣總量增加一倍 故 V=V 入口干氣 + nCO =+（ ） 解得 V= kmol／ h 消耗掉的 CO 量為 nCO = kmol／ h 則高溫變換爐出口各組分為 nCO= = kmol／ h nH2O= = kmol／ h nCO2=+= kmol／ h nH2=+= kmol／ h nCH4= kmol／ h nAr= kmol／ h nN2= kmol／ h 高溫變換爐出口各組成如下表： 組 分 ni kmol/h mol（干）％ kg/h CO CO2 H2 CH4 N2 Ar 干氣 H2O 合計(jì) 36 （ 2）熱量衡算 高變爐入口統(tǒng)一基準(zhǔn)焓已由前計(jì)算為： H371℃ =106 kJ／ h 高變爐出口氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 432℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h niHi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 106 CO2 106 H2 106 CH4 106 N2 106 Ar 106 干氣 106 H2O 106 合計(jì) 106 高變爐熱損失取平均溫度下反應(yīng)熱的 10% 入、出口平均溫度 tm= 2371432? =℃ = 查 [2]得此溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) △ rH=／ kmol 高變爐的反應(yīng)熱 Q 反 =△ rHnCO = =106 kJ／ h 損失的熱量 Q 損 =106=106 kJ／ h 高變爐熱平衡： ∑H 入 =106 kJ／ h ∑H 出 =H 出 +Q 損 =106+106=106 kJ／ h （ 3）高變爐平衡溫距的計(jì)算 KPCO=OHCOHCOnn nn222.. = ?? = 查 [2]得 對(duì)應(yīng)的平衡溫度 t 平 =℃ 高變爐平衡溫距 △ t==℃ 37 高變爐干空速的計(jì)算 以 1atm、 60℉ （ ℃ ）為計(jì)算基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)高變爐觸媒裝填量為 干空速 SV = 7 3 8 2 4 8 .4 7 0 6 ? = h1 2．低溫變換爐的衡算 （ 1）物料衡算： 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù) 出口 CO 含量為： %，設(shè)低變爐出口干氣總量為 Vkmol／ h，則在低變爐中變換掉的 CO 為： n′CO= V= V 入口干氣 + n′CO =+（ V） 解得 V= kmol／ h 消耗掉的 CO 量為 n′CO = kmol／ h 則低溫變換 爐出口各組分為： nCO = = kmol／ h nH2O= = kmol／ h nCO2=+= kmol／ h nH2=+= kmol／ h nCH4= kmol／ h nAr= kmol／ h nN2= kmol／ h 低溫變換爐出口各組成如下表： 組 分 ni kmol/h mol（干）％ kg/h CO CO2 38 H2 CH4 N2 Ar 干氣 H2O 合計(jì) （ 2）低溫變換爐熱量衡算 ① 低溫變換爐入口氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 241℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h Hi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 106 CO2 106 H2 106 CH4 106 N2 106 Ar 106 干氣 106 H2O 106 合計(jì) 106 ② 低變爐出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 254℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h niHi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 106 CO2 106 H2 106 CH4 106 39 N2 1570 106 Ar 106 干氣 106 H2O 106 合計(jì) 106 ③ 熱平衡 熱損失按平均溫度反應(yīng)熱的 10%計(jì)算 出、入口平均溫度 t = 2254241? = ℃ 查 [2]得此溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) △ rH = kcal／ kmol 低變爐的反應(yīng)熱 Q 反 =△ rHnCO = =106 kJ／ h 損失的熱量 Q 損 =106 =106 kJ／ h ④ 低變爐平衡溫距及空速的計(jì)算 KPCO=OHCOHCOnn nn222.. = 1 9 8 9 8 21 2 1 9 3 3 2 8 63 2 4 2 7 4 ?? = 查 [2]得 對(duì)應(yīng)的平衡溫度 t 平 =℃ 低變爐平衡溫距 △ t==℃ 低變爐干空速的計(jì)算（以 1atm、 60℉ 為計(jì)算基準(zhǔn)） 干空速 SV = 7 3 8 8 5 2 .8 7 8 3 ? = h1 （四） 換熱器 103C 及換熱器 104C 的熱負(fù)荷計(jì)算 1．換熱器 103C 熱負(fù)荷 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù) 入口溫度： 432℃ 出口溫度： 336℃ 40 （ 1） 103C 換熱器進(jìn)口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 432℃ ）已由前計(jì)算 H432℃ = 106 kJ／ h （ 2） 103C 換熱器出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 336℃ ）如下表： 組 分 ni kmol/h Hi kcal／kmol niHi kJ／ h CO 106 CO2 106 H2 106 CH4 106 N2 106 Ar 106 干氣 106 H2O 106 合 計(jì) 106 103C 換熱器承載的熱負(fù)荷為 Q3 = H 出 H 入 =106 （ 106） =106 kJ／ h 2．換熱器 104C 熱負(fù)荷 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)： 入口溫度： 336℃ 出口溫度： 241℃ 104C 換熱器進(jìn)口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 336℃ ）已由前面計(jì)算得 H336℃ = 106 kJ／ h 104C 換熱器出口氣統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（ 241℃ ）已由前面計(jì)算得 H241℃ = 106 kJ／ h 104C 換熱器承載的熱負(fù)荷為： Q4 =H 出 H 入 =106 （ 106 ） 41 =106 kJ／ h （五） 設(shè)備工藝計(jì)算 本設(shè)計(jì)的設(shè)備計(jì)算部分主要是高變爐催化劑用量的計(jì)算，計(jì)算如下： 根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程 r =k(abpKcd ) 根據(jù)前面物料衡算結(jié)果可知，變換爐氣體組成如下表： 組分 H2 CO CO2 N2 Ar CH4 合計(jì) 含量 % 56.10 12.96 8 100 計(jì)算依據(jù)： 入口壓力： 30kg/cm2 入口溫度： 371℃ 蒸氣 ∶ 干氣 = ∶ 1 出口 CO 含量： % 高變爐中 CO 分子變換量約為（以 100 分子干氣進(jìn)如變換爐為標(biāo)準(zhǔn)） 入口： ? = 出口： ? = 高變爐 CO 分子變換量取平均值為 2 ? = 反應(yīng)器溫升 △ t=（ 432371） =℉ 高變爐入口溫度： 700℉ 高變爐出口溫度： ℉ 由于絕熱溫升較高（ 100℉ ），可將爐內(nèi)設(shè)計(jì)為兩層催化計(jì)算。 求得變換爐各處氣體組成如下表： 位置 氣體組成 溫 絕 K 42 H2(C) CO(A) CO2(D) H2O(B) N2+Ar+CH4 合計(jì) 度 ℉ 溫 176。R P 爐入口 100 700 一層出口 100 爐出 口 100 催化劑用量計(jì)算 VSk = ?????????? ?????????????????????????????? quququwxquwxqK P ln22ln （ 1） 而 lgk = 176。R 第一層催化劑平均溫度 Tm = 2 ? =176。R lgk = 故 k = 按 90%進(jìn)行計(jì)算，取 k = = KP = 則 w = KP 1= u = KP (A+B)+(C+D) = (+)+(+)= v = KP (AB)(CD) = ()()= q? = wvu 42 ? = 2 ??? = x = = 2wx = 2= 將上述式子代入（ 1）中 VS = ?????? ?????? ?? ????????? ?? ?? = （ ） 43 = 解之得 VS = ? h1 第二層平均溫度 Tm = 2 ? =176。R lgk = 解之得 k = 同理按 90%進(jìn)行計(jì)算 k = = KP = 則 w = KP 1= u = KP (A+B)+(C+D) = (+)+(+)= v = KP (AB)(CD) = ()()= q? = wvu 42 ? = 1 2 5 2 ??? = x = = 2wx = 2= 將上述式子代入（ 1）中 VS = ?????? ?????? ?? ????????? ?? ?? = （ ） = 解之得 VS = h1 設(shè)入爐變換氣為 V 標(biāo)準(zhǔn)米 3（干基） V = ? = m3 在 30kg/cm2 壓力下，催化劑活性為常壓下的 4 倍，由此求得 第一層催化劑量 VR1 = 3 3 3 6 0 2 3 9 9 6 5 .7 4 ?? = 第二層催化劑量 VR1 = 3 7 6 6 0 2 3 9 9 6 5 .7 4 ?? = m3 則催化劑總量 VR = VR1+ VR1 =+= m3 相當(dāng)于以干氣計(jì)算的空間速度為 = h1 44 而根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的安全裝填系數(shù) k′=，催化劑實(shí)際裝填量為： V 實(shí) = VRk′ = = m3 實(shí)際工廠裝填量約為 56～ 60 m3，故本設(shè)計(jì)和實(shí)際用量基本相符。 三、 安