【正文】 其中的涉及的圖表和部分公式均來自《小合成氨廠工藝技術與設計手冊》。各種工藝參數(shù)的選擇與設定，各種設備的選型，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應該用的。排水高有污水處理站，對外排污水進行預處理，再由園區(qū)污水處理廠綜合處理。在滿足生產(chǎn)工藝流程，安全消防，管理及維修方便的要求下，同類型的工藝生產(chǎn)裝置及輔助設施，盡量結合在一起。 k c a lQ 5 4 2 2 ????? 12716?t ℃ kgkcali OH / ? k c alQ ???? ?????????? 出 損出入由 Q ?? 其中入損 %Q?Q )( 02 ????? Oi H 求得 1 9/ 2 0 172 ?? tkgk c a li OH 查得℃ 。絕熱飽和溫度汽液能被加熱冷卻至極限溫度。干半氣帶水汽 。 第 2 章 一氧化碳變換系統(tǒng)計算 主要參數(shù) 參考操作指標 （ 1）半水煤氣溫度： 半水煤氣 飽和塔進口 飽和塔出口 中變爐進口 溫度 90℃左右 120℃左右 340 左右 （ 2）變換氣溫度： 變換氣溫度 中變爐三段出口 低變爐進口 低變爐出口 397℃左右 180℃ — 210℃ 210℃ ~240℃左右 變換氣溫度 第一水加熱器出口 第二水加熱器出口 第一熱水塔出口 136℃ 80℃ ~110℃ 變換氣溫度 第二熱水塔出口 冷卻冷凝器出口 ~95℃ 40℃ （ 3）熱水溫度 熱水 飽和塔進口 第二熱水塔進口 第二熱水塔出口 一水加熱器出口 溫度℃ 124~125 85（從精煉來） 103（去精煉） 124~125 熱水 一水加熱器進口 二水加熱器出口 熱水塔補水 冷卻冷凝器進口 溫度℃ 32 76 114 ~25（循環(huán)水） （ 4）壓力 壓力 半水煤氣進段壓力 蒸汽壓力 絕壓 kg/cm3 （ 5）組成 干基 中變爐三段出口 低變爐出口 % ~5 ~ （ 6）流量 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 9 流量 蒸汽添加量 飽和塔循環(huán)量 精煉水循量 二水循環(huán)水 18~22（一般 200噸） 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 10 設計參數(shù)的規(guī)定 （ 1）設備熱損失估計： （ a）中變爐：一段△ t1=3℃、二三段、△ t2=2℃、冷激段△ t 冷 =3℃ （ b）低變爐：△ t=3℃ （ c）主熱變換器 Q換 =Q 人 %；其它設備 Q換 = Q 人 % （ 2）管道溫度損失及壓力 （ 3）觸媒型號：中變： B120 型 （ 4）轉化率 X= %1 0 0)1 0 0( 1 0 0)( ???? ??? V cooVc oVcV co （ 5）計算基準 變換爐工藝條件計算以 1Kmol 濕半水煤氣為準，所有熱衡算以 1kmol 干半水煤氣準。應實事求是地根據(jù)裝置所在地的特點綜合考慮 ， 主要應考慮節(jié)能降耗、工藝流程 ， 做到配套合理、投資省、操作穩(wěn)定可靠 。高壓過熱蒸汽的價值較高 ， 當然投資要多 ， 根據(jù)整體流程統(tǒng)一考慮。國內中、小型合成塔有軸徑向、雙絕熱層、冷激式、雙層并流型等。 合成氨 氨合成工藝選擇主要考慮合成壓力、合成塔結構型式及熱回收方法。目前可供選擇的工藝有銅洗、甲烷化、液氮洗等。 氣體組成， % 氣化方法 CO+ 耗氧量 耗 量 CO2 O2 CO H2 CH4 N2 H2/N2 ， m3 ， t 富氧氣化 450 間歇氣化 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 7 脫 CO2 脫 CO2 方法有 ： (1) 化學脫碳 ， 如無毒 G/ V、苯菲爾、空間位阻胺等 ， 其吸收效率高 ， 操作可靠 ， 但再生蒸汽消耗量大 ； (2) 物理吸收法 ， 有低溫甲醇洗 (Rectisol) 、碳酸丙烯酯 (PC) 、聚乙二醇二甲醚 (Selexol 或 NHD) ， 基本上不耗蒸汽 ； (3) 物理化學吸收法 ， 有 N 甲基二乙醇胺 (MDEA )， 既有化學吸收 ，又有物理吸收作用 ， 蒸汽耗量少 ， 脫 CO2 同時脫硫 ； (4) 變壓吸附法 ， 利用加壓下通過吸附劑吸收 CO2， 卸壓后解析 ， 間歇反復作用。 表 12 兩種氣化方法氣體成份及噸氨耗煤量 兩種氣化方法投資及成本比較見表 13(以年產(chǎn)合成氨 6kt 為例 ) 表 13 兩種氣化方法投資及成本比較 項目 間歇氣化 富氧氣化 煤氣爐臺數(shù) (Ф3000mm)，臺（套） 空分裝置 (制氧 3500m3/h)，套 空分裝置投資，萬元 造 氣裝置投資，萬元 合計投資，萬元 合計氣化投資，元 空氣間歇造氣有多年使用經(jīng)驗 ， 中、小氮肥廠普遍采用 ， 投資少 ，不用氧氣 ， 但能耗高 ， 吹風氣排放時 對環(huán)境有污染。 （ 2） 常壓氣化路線 常壓氣化一般以無煙塊煤或焦炭為原料 ， 用空氣或富氧空氣氣化 ， 經(jīng)常壓脫硫、低壓段壓縮、變換、脫 CO凈化、高壓段壓縮去氨合成。 水 煤漿氣化與重油氣化總體流程有相 似之處 [7]。 以煤為原料的合成氨廠總體流程選擇 以煤為原料制氨的總體流程選擇 ， 大體上可分為水煤漿氣化工藝路線及常壓氣化路線。目前 ， 我國合成氨工業(yè)原料分布及噸氨耗量與成本見表 11[6] 表 11 我國合成氨原料分布及噸氨耗量與成本 由于資源結構的原因 , 在我國以油、氣為原料制氨 ， 其原料成本較高 ， 且供應往往難以保證。 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 5 資料表明 ， 我 國石油開采量為年產(chǎn) 0. 14Gt， 僅為世界開采量的 2. 4%, 天然氣開采量不到世界總量的 1%。其中天然氣為原料的 13 套 ， 石腦油為原料的 6 套 ， 渣油為原料的 7 套 ， 煤為原料的 2 套。 原料 的選擇 合成氨工業(yè)的發(fā)展迄今已有 80 多年的歷史 ， 早期合成氨是以焦爐氣、水電解氫及焦炭氣化產(chǎn)生的水煤氣為原料 , 70 年代開始轉向以天然氣、石腦油為原料。美國約有 30%的液氨作為氮肥直接施用，但在世界范圍內，通常是將合成氨加工成下游氮肥品種施用。 5）設備、儀表全部 立足國內解決，以節(jié) 省投資 [4]。 3）充分考慮環(huán)境保護和職業(yè)安全衛(wèi)生要求。下游市場對液氨的需求活躍程度日漸增加。 2020 年一月份，我國液氨價格普遍上漲。較 811 月份的價格，整整增加了 20%。 這些行業(yè)對液氨的需求是液氨行業(yè)的利潤點以及增長點。作為和農(nóng)業(yè)息息相關的化肥行業(yè)， 一直是我國重要的基礎行業(yè)。如 果化肥行業(yè)的出口一經(jīng)啟動，液氨市場的基礎會有一個穩(wěn)定快速的增長。每年平均消耗液氨在 550600萬噸之間。尤其是面臨糧食危機的亞洲、中南美以及非洲的需求量增長是毋庸置疑的。自不待言，肥料對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言是至關重要的。事實上，將近 80%的氨被用于肥料原料，其余大約 20%被用于生產(chǎn)合成樹脂或纖維。 產(chǎn)品的市場需求預測 由于因地球變暖而導致的氣候異常現(xiàn)象、新興國家內需增長、將糧食轉用于生物燃料等原因，導致全球性糧食價格高漲。由于美國天然氣價格持續(xù)居高位使合成氨行業(yè)盈利困難，美國一些公司均關閉了產(chǎn)能。在化學工業(yè)中合成氨工業(yè)已經(jīng)成為重要的支柱產(chǎn)業(yè) [1]。 合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達到 1 億噸以上，其中約有 80%的氨用來生產(chǎn)化學肥料， 20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。氨主要用于農(nóng)業(yè)，合成氨是我化肥工業(yè)的基礎，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分均占 70%的比例，稱之為 “化肥氨 ”； 同時氨也是重 要的無機化學和有機化學工業(yè)基礎原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、合成纖維、合成樹脂的原料，這部分約占 30%的比例，稱之為 “ 工業(yè)氨 ” 。氨的性質比較活潑，能與各種無機酸反應生成鹽。液氨和干燥的氨氣對大部分物質沒有腐蝕性，但在有水的條件下，對銅、銀、鋅等金屬有腐蝕作用。 關鍵詞 ： 合成氨 ,水煤氣 ,變換 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 II 目 錄 摘 要 ....................................................................... I 第 1 章 緒論 ................................................................ 1 氨的性質、用途及重要性 ........................................................ 1 氨的性質 ................................................................... 1 氨的用途及在國民生產(chǎn)中的作用 .............................................. 1 產(chǎn)品世界產(chǎn)業(yè)狀況 .......................................................... 2 產(chǎn)品的市場需求預測 ............................................................. 2 產(chǎn)品價格分析 .................................................................. 3 項目內容 ...................................................................... 3 項目名稱、地址、承辦單位及性質 ............................................ 3 項目編制的依據(jù)和原則 ...................................................... 4 項目背景 ................................................................... 4 原料的選擇 .................................................................... 4 以煤為原料的合成氨廠總體流程選擇 .............................................. 5 常壓氣化主要工藝選擇 .......................................................... 6 造氣 ..................................................................... 6 變換 ...................................................................... 6 脫 CO2 ..................................................................... 7 凈化 ...................................................................... 7 合成氨 .................................................................... 7 結論 ...................................................................... 7 項目意義 ...................................................................... 8 第 2 章 一氧化碳變換系統(tǒng)計算 ................................................ 8 主要參數(shù) ................................................................ 8 參考操作指標 ............................................................... 8 設計參數(shù)的規(guī)定 ........................................................... 10 中變爐工藝條件計算 ........................................................... 10 內蒙古化工職業(yè)學院畢業(yè)論文用紙 III 中變爐一段出