【正文】 再次感謝在百忙之中評審論文的各位老師！。CO變換量為：= kmol/kmol= kcal/kmol粗煤氣升溫耗熱：(410330)= kcal/kmol熱損失： = kcal/mol以1kmol濕煤氣為基準(zhǔn)：CO變換量為：= kmol/molCO變換反應(yīng)熱為：= kcal/kmol氣體升溫耗熱為：(337305)= kcal/kmol熱損失：= kcal/kmol 參考文獻(xiàn)1. 郭鎧、唐小恒、周緒美編，《化學(xué)反應(yīng)工程》，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年2.《煤氣設(shè)計(jì)手冊》中冊，中國建筑工業(yè)出版社，1986年3. 晉開集團(tuán)合成氨造氣生產(chǎn)記錄報(bào)表和操作規(guī)程，2007年4. 葛婉華、陳鳴德編，《化工計(jì)算》，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年5.《氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊》(理化數(shù)據(jù)分冊)，石油化學(xué)工業(yè)出版社，1979年6. 王扶明、曾之平主編，《化工工藝學(xué)》上冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2001年7.《化工工藝設(shè)計(jì)手冊（上、下）》國家醫(yī)藥管理局編，化學(xué)工業(yè)出版社，1986年8.《合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊（上、下）》，梅安華主編，化學(xué)工業(yè)出版社 9． 陳五平主編,《合成氨工藝學(xué)》化學(xué)工業(yè)出版社，1996年，ISB750251452X/；引用部分：131頁—167頁10．張成芳主編，《合成氨工藝與節(jié)能》華東化工學(xué)院出版社， ISBN ；引用部分：149頁—178頁11. 陳聲宗主編，《化工設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社. ISBN 750253041X 引用部分：17頁—28頁，181頁—187頁 致 謝本次論文從選題、定稿、修改都得到了陳宇指導(dǎo)老師的全程指導(dǎo)，在此對她表示深深地感謝，感謝她在百忙之中抽出時(shí)間對我的論文提出的建議和指導(dǎo)，感謝平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院系部教師在其中檢查時(shí)對我的設(shè)計(jì)提出的寶貴意見，在設(shè)計(jì)中也得到了單位領(lǐng)導(dǎo)的幫助，在此也對他們表示感謝。，常壓下各組分的平均定壓熱容為： 表5—1組分CO2COH2H2OCH4N2Cp kcal/kmol℃Cp0=∑yiCpi=+++++= kcal/kmol,℃TC= PC=查普遍化熱容校正圖：ΔCP=CP=CP0+ΔCP=+= kcal/kmol,℃煤氣在330℃(603K)時(shí)，常壓下各組分的平均定壓熱容：　　　　　　　　　　　　　　表5—2組分CO2COH2H2OCH4N2Cp Kcal/Kmol℃CP0=∑yiCpi=+++++= kcal/kmol,℃TC=325K PC=Tr=603/325=Pr=查普遍化熱容校正圖：ΔCP=CP=CP0+ΔCP=+= kcal/kmol,℃該換熱器熱損為：1(410305)=1(330+5t) t=228℃ t,待求第一換熱器 粗煤氣181℃ 粗煤氣228℃第二變換爐337℃ 煤氣從181℃升至228℃，℃()。從造氣工序來的總濕氣為164000，所以通過每一系列的濕氣體積為：V0= Nm3/h因?yàn)闆]有查到催化劑的資料，所以在本設(shè)計(jì)中暫用型催化劑的資料來代替說明催化劑裝填量的計(jì)算方法。℃ ：進(jìn)口溫度下的反應(yīng)熱 kcal/kmol CO%：氣體中CO的濃度，摩爾分率 Δt：因損失而造成變換氣溫度降 ℃ (取10℃) 變換了的CO的量為：= kmol (1kmol濕煤氣中CO變換量)剩余的CO的量為：=則第一變換爐出口各組分：(以1kmol濕氣為基準(zhǔn))N2：CO： kmolCH4： kmolCO2： kmolH2： kmolH2O：－= kmol第一變換爐出口各組分含量表：　　　　　　　 表4—3組分N2COCH4CO2H2H2O合計(jì)含量（％）100含量kmol1410℃(683K)時(shí)平衡常數(shù)：lgKp=1914/=1914/=Kp==第一變換爐入口溫度為：330℃第一變換爐出口溫度為：410℃第一變換爐入口CO變換率為：0第一變換爐出口CO變換率為：％第二變換爐入口壓力假定為：=第二變換爐的入口溫度選為305℃，出口溫度選為337℃，平均溫度為321℃(594K)。 第一變換爐的物料衡算第一變換爐的入口溫度選為330℃，出口溫度選為410℃，查表在410℃(683K)時(shí)變換反應(yīng)的熱效應(yīng)：ΔH=濕煤氣由330℃升至410℃，平均溫度為370℃。然后將變換氣引出與粗煤氣換熱降低變換氣的溫度，在第二變換爐中繼續(xù)進(jìn)行變換反應(yīng)。綜合上述原因，本設(shè)計(jì)將此變換反應(yīng)定為在兩臺(tái)變換爐中進(jìn)行。如果把此變換反應(yīng)放到一臺(tái)變換爐中進(jìn)行的話，變換氣的出口溫度很可能會(huì)超過催化劑的活性溫度從而使催化劑失活。而工藝中所選用的催化劑QCS04的活性溫度范圍是320~ 480℃。查181℃時(shí)的飽和水蒸氣壓PS= MPa 則： ％， 因?yàn)樽儞Q反應(yīng)中CO和H2O（g）之比為1：1，所以在181℃、其中的水蒸汽已經(jīng)足夠了，不用再補(bǔ)加水蒸汽。粗煤氣（干基）的主要成分（體積）：組成N2COCH4CO2H2合計(jì)含量％100要求：出變換工序的CO含量要達(dá)到3％（干基），因?yàn)楹蠊ば蛞M(jìn)行的甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，用這部分未被變換的CO作為燃料氣來為甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)提供熱量，所以不能把CO全部變換掉。第3章 工藝計(jì)算 已知條件與要求已知條件：從造氣工序來的粗煤氣，,被冷卻到被蒸汽飽和的181℃后，進(jìn)入本工序。同時(shí)，段間熱量的及時(shí)移出有利于反應(yīng)的進(jìn)行。根據(jù)以上原則和鈷鉬系寬溫耐變換催化劑的特點(diǎn)以及后序的凈化流程，在本工藝中采用蘭州航天石化研究院生產(chǎn)的QCS04耐硫變換催化劑。能夠?qū)⒂袡C(jī)硫降解為無機(jī)硫，從而使硫化物從工藝系統(tǒng)脫除后便于回收利用。因此，本變換系統(tǒng)不能選用鐵鉻系變換催化劑和銅系催化劑，須選用鈷鉬系寬溫耐硫變換催化劑。而硫和氯就是傳統(tǒng)的低變催化劑最主要的毒物，可使低變催化劑發(fā)生永久性中毒，硫可與催化劑的活性金屬銅發(fā)生反應(yīng)而生成硫化銅，使催化劑的有效成分減少，活性下降。變換入口粗煤氣中一氧化碳和二氧化碳的含量較高，％。一氧化碳變換反應(yīng)催化劑的選用，主要根據(jù)合成氨生產(chǎn)工藝要求來確定，主要依據(jù)為原料氣和變換氣中一氧化碳和二氧化碳的含量、原料氣中硫化氫和有機(jī)硫化物的含量以及原料氣最終精制工藝的要求。具體操作壓力的數(shù)值，應(yīng)根據(jù)中小型氨廠的特點(diǎn)，特別是工藝蒸汽的壓力及壓縮機(jī)各段壓力的合理配置而定。從能量消耗上看，加壓也是有利。對平衡而言，加壓并無好處。但是實(shí)際生產(chǎn)中，由于高汽氣比的水煤氣含大量的水蒸氣，壓力升高，水蒸氣分壓隨著升高，各段入口變換氣露點(diǎn)隨之升高，為保護(hù)催化劑，勢必各段的溫度也要提高，出口溫度提高，CO的含量就不能保證，因此壓力對變換反應(yīng)的影響不可小視。此外，合理確定CO最終變換率以及催化劑床層的段效，保持良好的段間冷卻效果，都可以促進(jìn)水蒸氣消耗的降低。為了盡可能地提高CO的變換率，防止副反應(yīng)的發(fā)生，工業(yè)上是在水蒸氣過量下進(jìn)行反應(yīng)的。適度增加水蒸氣的含量，也就提高了反應(yīng)物濃度，有利于變換反應(yīng)的進(jìn)行，魯奇爐產(chǎn)生的高水汽比煤氣含有的水蒸氣，足以滿足反應(yīng)的需要。通常情況下，反應(yīng)器入口溫度要高出催化劑起活溫度2030℃。而存著最佳反應(yīng)溫對一定催化劑及氣相組成，從動(dòng)力學(xué)角度推導(dǎo)的計(jì)算式為Tm=式中Tm、Te—分別為最佳反應(yīng)溫度及平衡溫度，最佳反應(yīng)溫度隨系統(tǒng)組成和催化劑的不同而變化。變換反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)。對于低溫過程，