【正文】 ..............................................................8 操作線計算 ..........................................................................................................................8 ...................................................................10 飽和塔的物料與熱量衡算 ........................................................................................................10．熱水塔物料與熱量衡算 .........................................................................................................12 ...........................................................................................................13 ...............................................................................................................14 ...........................................................................................................15 物料匯總表 .................................................................................................................................17 熱量匯總表 .................................................................................................................................18 ................................................................................................20............................................................................................................................20............................................................................................................................23............................................................................................................................27 ...................................................................................................................30 ...................................................................................................................36 ................................................................................................................................43 ............................................................................................................................................43四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 言 ⅱ ............................................................................................................................................44 ........................................................................................................................................44 ..........................................................................................................................................44 ..........................................................................................................................................45 ..........................................................................................................................................45 主要設備一覽表 ......................................................................................................................46參考文獻 ...................................................................................................47對本設計評述 ...........................................................................................48致謝 ...........................................................................................................49附 ...............................................................................................................50 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 言 1 言 工藝原理氨是一種重要的化工產(chǎn)品，主要用于化學肥料的生產(chǎn)。合成氨的生產(chǎn)主要分為：原料氣的制取；原料氣的凈化與合成。因此，CO 變換既是原料氣的凈化過程，又是原料氣造氣的繼續(xù)。變換工段是指 CO 與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的過程。工藝原理：一氧化碳變換反應式為：CO+H2O=CO2+H2+Q (11) CO+H2 = C+H2O (12) 其中反應(11)是主反應，反應(12) 是副反應，為了控制反應向生成目的產(chǎn)物的方向進行，工業(yè)上采用對式反應(11)具有良好選擇性催化劑，進而抑制其它副反應的發(fā)生。變換過程中還包括下列反應式：H2+O2=H2O+Q 變換工藝流程確定目前變換工藝流程有：中溫變換，中串低，全低及中低低 4 種工藝。采用段間噴水冷凝降溫，減少了系統(tǒng)的熱負荷和阻力，減少外供蒸汽量。中溫變換串低溫變換流程的特點：采用鐵鉻系中溫變換催化劑后串銅鋅系低溫變換催化劑。中低低流程的特點是:在一段鐵鉻系中溫變換催化劑后直接串兩段鈷鉬系耐硫變換催化劑，利用中溫變換的高溫來提高反四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 1 前言2應速率，脫除有毒雜質，利用兩段低溫變換提高變換率，實現(xiàn)節(jié)能降耗。催化劑用量減少一半，使床層阻力下降。此流程為：轉化氣首先進入飽和熱水塔，在飽和熱水塔中轉化氣被增濕。再通過換熱器將變換氣的溫度降到 127℃。但是提高壓力將使析炭和生成甲烷等副反應易于進行。但從動力學角度，加壓可提高反應速率。由于干原料氣摩爾數(shù)小于干變換氣的摩爾數(shù)，所以，先壓縮原料氣后再進行變換的能耗，比常壓變換再進行壓縮的能耗低。一般小型氨廠操作壓力為,中型氨廠為 [1]。 溫度 變換反應是可逆放熱反應。對一定催化劑及氣相組成，從動力學角度推導的計 算式為：Tm= 122ln1ERTe??式中 Tm、Te—分別為最佳反應溫度及平衡溫度，最佳反應溫度隨系統(tǒng)組成和催化劑的不同而變化。改變水蒸汽比四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 1 前言2例是工業(yè)變換反應中最主要的調節(jié)手段。但是，水蒸氣用量是變換過程中最主要消耗指標，盡量減少其用量對過程的經(jīng)濟性具有重要的意義，蒸汽比例如果過高，將造成催化劑床層阻力增加，CO 停留時間縮短，余熱回收設備負荷加重等后果。催化劑選用 B302Q 型催化劑，并確定其用量。四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 變換工段物料及熱量衡算4 變換爐物料衡算及熱量衡算 已知轉化氣組成已知變換爐進口氣體組成：表 21 變換爐進口氣體組成組分 CO CO2 H2 H2S O2 合計含量% 11 100 本設計的計算基準本設計中物料衡算以 100 Nm3原料氣為計算基準，熱量衡算以 25℃為計算基準，則入變換爐氣體的干基組成為：表 22 變換爐進口氣體干基組成組分 CO CO2 H2 H2S O2 合計Nm3 11 100% 11 100 工藝條件的確定根據(jù)參考文獻[1]確定變換工藝條件如下：入口 Ti=170℃，操作壓力 P=,水氣比 H 2O/CO=因水氣比 H2O/CO=，則 V (H2O) =則入變換爐氣體的濕基組成為：表 23 變換爐進口氣體濕基組成組分 CO CO2 H2 H2S O2 H2O 合計Nm3 11 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 2 變換工段物料及熱量衡算5% 100本設計要求出催化劑床層的 CO 干基含量為 %所以 CO 的實際變換率為： ??21YX????= )05.(=%則反應了的 CO 量為：%= Nm3則反應后的變換氣組成為： V(H2)=+= Nm3 V(H2O)=+= Nm3V(CO)== Nm3V(CO2)=11+= Nm3V(H2S)= Nm3所以，出變換爐的干基組成為：表 24 出變換爐變換氣干基組成組分 CO CO2 H2 H2S 合計Nm3 % 100出變換爐的濕基組成為：表 25 出變換爐變換氣濕基組成組分 CO CO2 H2 H2S H2O 合計Nm3 %