【正文】 變工序是指轉化工序和變換工序的合稱。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/ m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制過程。 　?、?氣體精制過程　　經CO變換和CO2脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法?！　∫话悴捎萌芤何辗摮鼵O2。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。因此，CO變換反應既是原料氣制造的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。變換反應如下：CO+H2O→H2+CO2 ΔH=；由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量?！　、?一氧化碳變換過程　　在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數(shù)一般為12%～40%。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。 合成氨的典型工藝流程介紹合成氨的生產過程包括三個主要步驟：原料氣的制備、凈化和壓縮和合成。至今，在32套引進裝置中，原料為天然氣、油田氣的17套，渣油7套，石腦油5套，煤2套和尤里卡瀝青1套，加上上海吳涇，成都的兩套國產化裝置。特別是于90年代初在川化建成投產的年產20萬噸合成氨裝置達到了當時的國際先進水平。1973年開始，首批引進13套年產300kt合成氨的成套裝置(其中10套為天然氣為原料，建在川化、瀘天化、云南、貴州等地)，為了擴大原料范圍，1978年又開始第二批引進4套年產300kt合成氨裝置。第三、大型氨廠的崛起20世紀70年代是世界合成氨工業(yè)大發(fā)展時期。20世紀60年代隨著石油、天然氣資源的開采，又從英國引進一套以天然氣為原料的加壓蒸汽轉化法年產100kt合成氨裝置(即瀘天化)；從意大利引進一套以重油為原料的部分氧化法年產50kt合成氨裝置，從而形成了煤油氣原料并舉的中型氨廠生產系統(tǒng)，迄今為止，已建成50多座中型氨廠。第一、恢復老廠和新建中型氨廠20世紀50年代初，在恢復和擴建老廠的同時，從原蘇聯(lián)引進以煤為原料、年產50kt的三套合成氨裝置，并創(chuàng)建了吉化、蘭州、太原三大化工基地，后又自行設計、以川化的創(chuàng)建為標志。經過50多年的努力，中國已擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨廠1000多個，已躍居世界第1位，已掌握了以焦炭、無煙煤、褐煤、焦爐氣、天然氣及油田氣和液態(tài)烴等氣固液多種原料生產合成氨的技術，形成中國大陸特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產規(guī)模并存的合成氨生產格局。此外在上海還有一個電解水制氫生產合成氨、硝酸的小型車間。這些都表示氨生產技術自動化進入新的階段，改變了幾十年合成氨生產控制的面貌。此外，若配置有高一級管理、控制功能的上位機系統(tǒng)，還能進行全廠綜合優(yōu)化控制和管理，這種新穎的過程控制系統(tǒng)不僅可以取代常規(guī)模擬儀表，而且還可以完成局部優(yōu)化控制以及模擬儀表難以實現(xiàn)的復雜自控系統(tǒng)。近年由于機電一體化需要邏輯控制和模擬控制計時、計數(shù)、運算等功能相結合，各儀表廠家的產品已從單一的邏輯控制，趨向多種控制功能結合為一體。需要的數(shù)據(jù)、流程都可隨機或定時在打印機上打印和彩色硬拷貝機上拷貝。在CRT操作平臺上可以存取、顯示多種數(shù)據(jù)和畫面，包括帶控制點的流程，全部過程變量、控制過程變量，以及其參數(shù)的動態(tài)數(shù)值和趨勢圖，從而實現(xiàn)集中監(jiān)視和集中操作。1975年美國霍尼威爾公司開發(fā)成功TCP2000總體分散控制系統(tǒng)（Totol Distributed Control System），簡稱集散控制系統(tǒng)（DCS）。因此，某一環(huán)節(jié)的失調就會影響生產，為了保證長周期的安全生產，對過程控制提出更高的要求，從而發(fā)展到把全流程的溫度、壓力、流量、物位和成分五大參數(shù)的模擬儀表、報警、連鎖系統(tǒng)全部集中在中央控制室顯示和監(jiān)視控制。20世紀60年代以前的過程控制多采取分散方式，在獨立的幾個車間控制室中進行。，而且以天然氣為原料的大型氨廠的所需動力約有85%可由余熱供給[3]。現(xiàn)在合成氨能耗占世界能源消費總量的3%，中國合成氨生產能耗約占全國能耗的4%。(三) 低能耗新工藝合成氨，除原料為天然氣、石油、煤炭等一次能源外。因此大型氨廠通常是指日產600t級，日產1000t級和日產1500t級的三種。從20世紀60年代中期開始，新建氨廠大都采用單系列的大型裝置。隨著蒸汽透平驅動的高壓離心式壓縮機研制成功，美國凱洛格公司運用建設單系列大型煉油廠的經驗，首先運用工藝過程的余熱副產高壓蒸汽作為動力，實現(xiàn)了單系列合成氨裝置的大型化，這是合成氨工業(yè)發(fā)展史上第一次突破。 氨廠采用的各種原料的相對投資和能量消耗原料天然氣重油煤相對投資費用能量消耗/(GJ/t)283848特別是以天然氣為原料的合成氨工業(yè)占了很大的比重，本設計就是以天然氣為原料合成氨，主要是轉化工段的設計。只要資源條件具備作為合成氨的原料。，相對投資和能量消耗比較。為了擴大原料范圍，又開發(fā)了用重油部分氧化法制氫。石腦油經脫碳、氣化后，可采用和天然氣為原料的相同生產裝置制氨。到20世紀60年代末，國外主要產氨國都已先后停止用焦炭、煤為原料，而以天然氣、重油等為原料，天然氣所占比重不斷上升。自從北美大量開發(fā)天然氣資源成功之后，20世紀50年代開始采用天然氣制氨。因此合成氨生產的初始原料是焦炭、煤、焦爐氣、天然氣、石腦油、重油等，60多年來世界合成氨原料的構成變化見下表11。由于電解制氫法，電能消耗大，成本高。氣和水到處都有，而且取之不盡。 合成氨生產技術的發(fā)展(一) 原料構成的變化為了合成氨，首先必須提供氮和氫。其中中國、美國、印度、俄羅斯四個主要產氨國占了一半以上。氨作為最為重要的基礎化工產品之一，同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10%的能源用于合成氨。液氨常用作制冷劑。氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產量的12％。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收外，絕大部分是合成的氨。 氨的用途及在國民生產中的作用氨是重要的無機化工產品之一，在國民經濟中占有重要地位。氨與空氣或氧的混合物在一定范圍內能夠發(fā)生爆炸。氨的化學性質有：在常溫下相當穩(wěn)定，在高溫、電火花或紫外光的作用下可分解為氮和氫。氨水溶液呈堿性，易揮發(fā)。人們在大于100cm3/m3氨的環(huán)境中，每天接觸8小時會引起慢性中毒。 transformation。 introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance, heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points. Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the good conditions, reasonable catalyst and energy utilization. In addition, investment in equipment designed to minimize costs.Keywords: ammonia。關鍵字：合成氨；天然氣；轉化；變換；AbstractAmmonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes. The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. In recent years, the largescale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc. The design process used in brief are: pressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the lowtemperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant39。本設計的優(yōu)點在