【正文】 業(yè)設(shè)計(jì) 24 （ 18）弛放氣 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ （ 19）液氨 % 3 3m ( )/ tNH標(biāo) 3m( )/h標(biāo) Kmol/h 3NH Ar 2H 2N ∑ 熱量衡算 （ 1） 廢熱鍋爐 Ⅰ 熱量計(jì)算 ① 管內(nèi)熱氣體帶入熱量 7Q 7t 452 C? 。VV( ) ( ) 0 .0 0 8 5 0 .0 0 8 5 3LL 1 0 0 % 0 .3 5 3 %V0 .0 0 8 5()L? ?? ? ? ?誤 差 液氨儲(chǔ)罐出口液體含量（ %） 表 49 液氨儲(chǔ)罐出口液體 含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) 放出氣體組分含量由式 iii MLy V??計(jì)算 液氨儲(chǔ)罐出口氣體含量（ %） 410 液氨儲(chǔ)罐出口氣體含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) （ 4） 液氨儲(chǔ)罐物料計(jì)算 以液氨儲(chǔ)罐出口一噸液氨為基準(zhǔn)折標(biāo) 3米 計(jì)算 液氨儲(chǔ)罐出口液體量 319 1 0 0 0 2 2 . 4L 1 3 1 8 . 5 8 3 m ( )0 . 9 9 9 2 9 1 7???? 標(biāo) 其中 : 3NH 33 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 9 9 .9 2 9 % 1 3 1 7 .6 4 7 m ( )NH NHL L x? ? ? ? 標(biāo) Ar 319 19 19 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 2 1 % 0 .2 7 7 m ( )A r A rL L x? ? ? ? 標(biāo) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 2H 22 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 3 7 % 0 .4 8 8 m ( )HHL L x? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 9 1 9 1 9 1 3 1 8 .5 8 3 0 .0 1 3 % 0 .1 7 1 m ( )NNL L x? ? ? ? 標(biāo) 液氨儲(chǔ)罐出口氣體量 ? 318 190. 00 85 0. 00 85 13 18 .5 83 11 .2 08 m ( )VL? ? ? ? ? 標(biāo) 其中 : 3NH 33 31 8 1 8 1 8 1 1 .2 0 8 5 9 .5 7 4 % 6 .6 7 7 m ( )NH NHV V y? ? ? ? 標(biāo) Ar 318 18 18 11 .20 8 11 .11 1% 45 m ( )A r A rV V y? ? ? ? 標(biāo) 2H 22 31 8 1 8 1 8 11 .2 08 21 .0 4% 2. 35 8m ( )HHV V y? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 8 1 8 1 8 11 .2 08 8. 27 5% 0. 92 8m ( )NNV V y? ? ? ? 標(biāo) 19 18LV??液 氨 儲(chǔ) 罐 出 口 總 物 料 =+ = 3m( )標(biāo) 由物料平衡 19 18 17L V L?? 317 m ( )L ? 標(biāo) 則進(jìn)口液體組分 3NH 33 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 9 9 .5 8 8 % 1 3 2 4 .3 1 2 m ( )NH NHL L x? ? ? ? 標(biāo) Ar 317 17 17 1 3 2 9 .7 9 1 0 .1 1 5 % 1 .5 2 9 m ( )A r A rL L x? ? ? ? 標(biāo) 2H 22 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 0 .2 1 4 % 2 .8 4 6 m ( )HHL L x? ? ? ? 標(biāo) 2N 22 31 7 1 7 1 7 1 3 2 9 .7 9 1 0 .0 8 3 % 1 .1 0 4 m ( )NNL L x? ? ? ? 標(biāo) 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 19 （ 5） 合成系統(tǒng)物料衡算 將整個(gè)合成系統(tǒng)看作一個(gè)系統(tǒng) ,進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新 鮮補(bǔ)充氣體 V補(bǔ),離開該系統(tǒng)的物料有去深冷凈化裝置的回收氣 V回 ,液氨儲(chǔ)罐弛放氣 V弛 ,產(chǎn)品液氨 L氨。 分離液體組分含量 液體中氨含量 33 0 .1 8 1 4 3 1 0 0 % 9 9 .5 8 8 %0 .1 8 2 1 8NHNH Lx L? ? ? ? 液體中氬含量 0 . 0 0 0 2 1 1 0 0 % 0 . 1 1 5 %0 . 1 8 2 1 8ArAr Lx L? ? ? ? 液體中氫含量 22 0 . 0 0 0 3 9 1 0 0 % 0 . 2 1 4 %0 . 1 8 2 1 8HH Lx L? ? ? ? 液體中氮含量 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 15 22 0 . 0 0 0 1 5 1 0 0 % 0 . 0 8 3 %0 . 1 8 2 1 8NN Lx L? ? ? ? 氨分離器出口液體含量（ %） 表 45 氨分離器出口液體含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) 分離氣體組分含量 ： 氣體氨含量 333 0 . 2 1 0 . 1 8 1 4 3 1 0 0 % 3 . 4 9 3 %0 . 8 1 7 8 2N H N HNH mLy V? ?? ? ? ? 氣體氬含量 0 . 1 8 8 8 8 0 . 0 0 0 2 1 1 0 0 % 2 3 . 0 7 0 %0 . 8 1 7 8 2A r A rAr mLy V? ?? ? ? ? 氣體氫含量 222 0 . 4 1 6 4 8 0 . 0 0 0 3 9 1 0 0 % 5 0 . 8 7 8 %0 . 8 1 7 8 2HHH mLy V? ?? ? ? ? 氣體氮含量 222 0 . 1 8 4 6 4 0 . 0 0 0 1 5 1 0 0 % 2 2 . 5 5 9 %0 . 8 1 7 8 2NNN mLy V? ?? ? ? ? 氨分離器出口氣體含量（ %） 表 46 氨分離器出口氣體含量（ %） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) （ 3） 液氨儲(chǔ)罐氣液平衡計(jì)算 液氨儲(chǔ)罐入口液體含量（ %） 表 47 液氨儲(chǔ)罐入口液體含量（ %） 3NHm Arm 2Hm 2Nm 小計(jì) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 查得 t=17℃ P= 平衡常數(shù) 表 48 平衡常數(shù) KNH3 KAr KH2 KN2 540 575 620 根據(jù)氣液平衡原理 以液氨儲(chǔ)罐入口 1Kmol 液氨為計(jì)算基準(zhǔn) 設(shè) ( ) ? 代入上式得 333 88 841 5 ( )NHNH NHmL K molV KL? ? ???? 1 85 5401 ( )ArAr ArmL K m olVKL? ? ???? 222 1 85 5751 ( )HH HmL K m olV KL? ? ???? 222 1 85 6201 ( )NN NmL K m olV KL? ? ???? 出口液體總量 3 2 2NH A r H NL L L L L? ? ? ? =+++ = 放出氣體總量 m(i)L(i)= V1+( )K (i)L年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 17 1 1 91 54 08 46V L K mol? ? ? ? ? 計(jì)算氣液比 39。 0 .8 1 7 8 2( ) ( ) 4 .4 8 90 .1 8 2 1 8VVLL? ? ? 39。 表 41 入塔氣組分含量（％） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) ② 合成塔出氣 組成 ： 以 1000kmol 入塔氣作為基準(zhǔn)求出塔氣組分 由下式計(jì)算塔內(nèi)生成氨含量： 33336 7 N H 6 N HNH7 N HN ( y y ) 1 ( 0 . 2 1 0 . 0 2 5 )N 0 . 1 5 2 8 9 K m o l1 y 1 0 . 2 1? ?? ? ??? 出塔氣量 =入塔氣量 —生成氨含量 == 出塔氨含量： 37NHy=％ 出塔氬 含量： 67 Ar 6Ar7NyyN??=1/16%=% 出塔氫含量： 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 2326 6 H N H7H73N y N2y 100 %N??? =（ ） /100% =% 出塔氮含量： 28Ny ( 1 0. 21 0. 18 88 8 0. 41 64 8 ) 10 0% 18 .4 64 %? ? ? ? ? ? 表 42 出塔氣體組分含量（％） NH3 Ar H2 N2 小計(jì) ③ 合成率： 33NH6 6 N H 62N 100%N (1 y )Ary????合 成 率 =［ 1()］ x100％ =％ （ 2） 氨分離器氣液平衡計(jì)算 設(shè) 氨分離器進(jìn)口氣液混合物 F，進(jìn)口物料組分 m（ i）；分離 氣相 組分 y（ i），氣量 V；分離液相組分 x（ i），液量 L；其中進(jìn)口物料組分 m（ i）等于合成塔出口氣體組分，根據(jù)氣液平衡原理，以 1Kmol 進(jìn)口物料為計(jì)算基準(zhǔn)，即 F=1Kmol。凈化器的廢氣是前端過量的氮、氬、甲烷及合成回路弛放氣的最終弛放點(diǎn)。合成塔出口氣的熱量回收產(chǎn)高壓蒸 汽，熱回收后的氣體中的氨使用組合式換熱器和冰機(jī)冷凝成為氨產(chǎn)品。合成氣也 由凈化器進(jìn)氣預(yù)熱。進(jìn)入精餾塔的全部甲烷、約60%的氬和多余的氮都作為廢物除去。粗合成氣體進(jìn)入凈化器后首先在原料 /流出物換熱器的頂部與凈化氣及凈化器廢氣換熱被冷卻 ， 然后流過膨脹機(jī) ,膨脹機(jī)移去熱量以提供深冷裝置所需要的冷量。進(jìn)一步的凈化包括甲烷化、急冷和干燥。 KRES流出物溫度為 645℃ ， 經(jīng)蒸 汽 發(fā)生器冷卻到 370℃后流到高、低變爐。 年產(chǎn) 20 萬噸合 成氨工廠工藝設(shè)計(jì) 9 965℃ 的 ATR 流出物進(jìn)入 KRES 的殼側(cè) ,剩余的原料氣和蒸 汽 進(jìn)入 KRES 的管側(cè)。本流程使用過量的空氣，然后將過量的氮排出，這就不需要氧氣或富氧空氣 ,過量空氣的量根據(jù)最終優(yōu)化確定 ,約為化學(xué)計(jì)量的 (40~60)%。 工作制度 法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制 (四班三運(yùn)轉(zhuǎn) )： 工作日 =365—設(shè)備維修日 =365－ 35 =330(天 ) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 產(chǎn)品 的主要技術(shù)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn) 表 31 液氨產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 序號(hào) 名稱 規(guī)格 國 家標(biāo)準(zhǔn) 備注 等級(jí) 組分 含量 1 液氨 一級(jí)品 氨 ＞ GB35665 水和油 ＜ 2 液氨 二級(jí)品 氨 ＞ GB35665 水和油 ＜ 表 32 氨水產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 序號(hào) 名稱 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn) 備注 等級(jí) 組分 含量 1 農(nóng)業(yè)用氨水 一級(jí)品 氨 ＞ 20 部標(biāo) HGI8864 二級(jí)品 氨 ＞ 18 三級(jí)品 氨 ＞ 15 2 工業(yè)用氨水 一級(jí)品 氨 ＞ 25 部標(biāo) HGI8864 殘?jiān)? ＜ 二級(jí)品 氨 ＞ 20 殘?jiān)? ＜ 三級(jí)品 氨 ＞ 20 殘?jiān)? ＜ 工藝流程敘述 原料氣（天然氣）經(jīng)預(yù)熱、脫硫后，分成兩股，它們與蒸汽混合、再預(yù)熱后分別送到轉(zhuǎn)化換熱器（ KRES）和絕熱自熱式轉(zhuǎn)化爐（ ATR）。另外，釕系催化劑的活性也比鐵系催化劑有了很大的提高。目前國內(nèi)大多數(shù)采用的是鐵系催化劑，雖說這種催化劑的研究已達(dá)到了國際的領(lǐng)先水平，但仍不能使合成氨的生產(chǎn)真正的做到 “低溫、低壓 ”下生產(chǎn)； 因此，本設(shè)計(jì)中所采用的催化劑為釕系催化劑 。 車間生產(chǎn)綜合敘述 合成工段的概況及特點(diǎn) 合成工段的主要任務(wù)是將精制的合成氣通過壓縮機(jī)壓縮到所需的壓力進(jìn)入合成塔內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)生成產(chǎn)品氨。 本圖采用 1： 500的比例。原料﹑半成品和成品形成整個(gè)順序，盡量保證流水作業(yè)，避免逆行和交叉； B 鍋爐房﹑水泵房﹑配電站等輔助車間盡量靠近其主要部門，以縮短期間距離，節(jié)省投資； C 由前區(qū)到生產(chǎn)區(qū)主要干道，應(yīng)避免與主要運(yùn)輸?shù)缆方徊妫? D 盡量使大多數(shù)廠房向陽﹑背風(fēng)﹑避免瓦斯等，盡可能使各廠區(qū)有條件采用自然采光和自然通風(fēng)等； 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 E 按防火規(guī)范的要求，保證建筑物之間的距離，符合規(guī)定； F 根據(jù)衛(wèi)生規(guī)范的要求 ，保證廠區(qū)內(nèi)衛(wèi)生符合規(guī)定； G 根據(jù)環(huán)境發(fā)展的要求，生產(chǎn)區(qū)設(shè)在有廢渣處理系統(tǒng)﹑廢水處