【正文】 氮混合氣和預熱高壓鍋爐給水。按副產蒸汽鍋爐安裝位置的不同，可分為塔內副產蒸汽合成塔(內置式)和塔外副產蒸汽合成塔(外置式)兩類。(2) 預熱反應前的氫氮混合氣和副產蒸汽。這種方法簡單，但熱量回收不完全。目前回收利用反應熱的方法主要有以下幾種：(1) 預熱反應前的氫氮混合氣。這樣，提高了放空氣中惰性氣體含量，從而減少了氫氮氣損失。也可采用冷凝法將放空氣中的甲烷分離出來，得到氫、氮氣，然后將甲烷轉化為氫，回收利用，從而降低原料氣的消耗。由此可見，放空的位置應該在氨已大部分分離之后，而又在新鮮氣加入之前。(5)惰性氣體的排除氨合成循環(huán)系統(tǒng)的情性氣體通過以下三個途徑帶出：(1)一小部分從系統(tǒng)中漏損；(2)一小部分溶解在液氨中被帶走；(3)大部分采用放空的辦法，即間斷或連續(xù)地從系統(tǒng)中排放。為補償這一損失，流程中必須設置循環(huán)壓縮機。分離氨后剩余的氫氮氣，除為降低情性氣體含量而少量放空以外，與新鮮原料氣混合后，重新返回合成塔，再進行氨的合成，從而構成了循環(huán)法生產流程。當液氨在貯槽內減壓后，溶解的氣體大部分釋放出來，通常稱為“貯罐氣”。在水冷器和氨冷器之后設置氨分離器，把冷凝下來的液氨從氣相中分離出來，經減壓后送至液氮貯槽。目前工業(yè)上主要采用冷凝法分離循環(huán)氣中的氨。(3)氨的分離 進入氨合成塔催化層的氫氮混合氣，只有少部分起反應生成氨，合成塔出口氣體氨含量一般為10～20％，因此需要將氨分離出來。在正常操作的情況下，加熱氣體的熱源主要是利用氨合成時放出的反應熱，即在換熱器中反應前的氫氮混合氣被反應后的高溫氣體預熱到反應溫度。若采用離心式壓縮機或采用無油潤滑的往復式壓縮機，氣體中不含油水，可以取消濾油設備，簡化了流程。氣體中所含的油不僅會使氨合成催化劑中毒、而且附著在熱交換器壁上，降低傳熱效率，因此必須清除干凈。(1)氣體的壓縮和除油 為了將新鮮原料氣和循環(huán)氣壓縮到氨合成所要求的操作壓力，就需要在流程中設置壓縮機。 氨合成過程的基本工藝步驟 實現(xiàn)氨合成的循環(huán)，必須包括如下幾個步驟[4]：氮氫原料氣的壓縮并補入循環(huán)系統(tǒng)；循環(huán)氣的預熱與氨的合成；氨的分離；熱能的回收利用；對未反應氣體補充壓力并循環(huán)使用，排放部分循環(huán)氣以維持循環(huán)氣中惰性氣體的平衡等。因此，合成氨生產必須滿足高溫、高壓、高純度要求。同時，因生產工藝流程長、連續(xù)性強，設備長期承受高溫和高壓，還有內部介質的沖刷、滲透和外部環(huán)境的腐蝕等，各類事故發(fā)生率比較高，尤其是火災、爆炸和重大設備事故經常發(fā)生。合成氨生產的特點，概括起來有如下幾方面[7]：(1)工藝流程長、設備管道多；(2)生產過程有高度的連續(xù)性；(3)各工序生產操作相互影響；(4)生產是在高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易灼傷的情況下進行的。液氨由氨罐進入氨冷器蒸發(fā)為氣氨，送碳化崗位制取碳酸氫銨；或送硝酸車間制取硝酸和硝銨；或送硫銨車間制取硫酸銨；或將液氨送尿素車間制取尿素等。2 生產流程及生產方法的確定氨的合成工段，其主要任務是在適宜的溫度、壓力和有觸媒催化的條件下，將經過精制的氫氮混合氣體，在合成塔內直接合成為氨。如果含有COD的廢水排放出去就會繁衍菌類、藻類，污染水源和土壤，更嚴重的是會造成污染滋生源，對環(huán)境造成更大的破壞。 合成氨廢水合成氨生產過程中產生的廢水是COD的主要來源。在正常生產過程中，有很少一部份氣態(tài)NH3無法回收，通過放空火炬燃燒掉就不會對環(huán)境造成影響。液氨或氨水濺入眼內，可造成眼睛嚴重損傷，出現(xiàn)眼瞼水腫，眼結膜迅速充血水腫，眼劇痛，角膜混濁，甚至因角膜潰瘍、穿孔而失明。因氨有氣味，故較好預防。中毒嚴重時，會引起肺部腫脹導致死亡。氨中毒的癥狀首先是服粘膜和呼吸道粘膜受到刺激、胸感抑郁、胃痛、打噴嚏、流口水、周身有不舒服感。車間空氣中氨的最高容許濃度為30 毫克／米3。中小型合成氨廠在生產過程中，常見的有毒有害物質種類很多，多以氣體、蒸氣、霧、粉塵等狀態(tài)存在，其中有毒有害氣體是合成氨生產中最常見的。以烴類為原料的蒸汽轉化法制取原料氣，鎳催化劑對硫含量限制十分嚴格，(重量)以下。雖然原料氣中硫化物含量不高，但對合成氨生產危害卻很大。操作壓力300atm時，～％；150atm時，～％。對于冷凍法分離氨，初始氨含量與冷凝溫度和系統(tǒng)壓力有關。當其它條件一定時，進塔氣體中氨含量越高，氨凈值越小，生產能力越低。因此，循環(huán)氣中惰性氣體含量應根據(jù)新鮮氣惰性氣體含量、操作壓力、催化劑活性等條件而定。但是，維持過低的惰氣含量又需大量排放循環(huán)氣導致原料氣消耗量增加。惰性氣體(CHAr)來源于新鮮原料氣，它們不參與反應因而在系統(tǒng)中積累。當氫氫比為3時，對于氨合成反應，可得最大平衡氨含量，但從動力學角度分析，最適宜氫氨比隨氨含量的不同而變化?，F(xiàn)在工業(yè)上普遍采用以焦炭、煤、天然氣、重油等原料與水蒸汽作用的氣化方法。氫氣來源于水或含有烴類的各種燃料，它取決于用什么方法制取。、來源生產合成氨，首先必須制備氫、氮原料氣。實際工業(yè)生產上此法已不采用了。但此法所用催化劑對毒物很敏感，易中毒，使用壽命短，因此對原料氣的精制純度要求嚴格。(3)低壓法操作壓力10MPa左右，溫度400～450℃。總的來看，在15～30Pa的范圍內，功耗的差別是不大的，因此世界上采用此法的很多。從動力消耗看，合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大。(2)中壓法操作壓力為20～60MPa，溫度450～550℃，其優(yōu)缺點介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術比較成熟，經濟性比較好。又因為是高溫高壓操作，對設備制造、材質要求都較高，投資費用大。故流程、設備都比較緊湊。(1)高壓法操作壓力70～100MPa，溫度為550～650℃。對于合成系統(tǒng)來說，液體氨即是它的產品。節(jié)省的巨額資金,用作農田水利建設和農產品深加工,將在加速農村經濟發(fā)展,提高農民生活水平,縮小城鄉(xiāng)差距起著重要用。過去引進建設一套大型化肥裝置,耗資數(shù)十億元。我國七十至九十年代先后重復引進30 多套大化肥裝置,耗費巨額資金,在提高了化肥生產技術水平的同時,也受到國外的制約。它的發(fā)展將對國民經濟的發(fā)展產生重大影響。農業(yè)生產,“有收無收在于水,收多收少在于肥”。未來我國合成氨氮肥的實物產量將會超過石油和鋼鐵。即今后20 倍。%%。市場需要據(jù)資料統(tǒng)計:1997 。同時，尿素和甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業(yè)，也是在合成氨工業(yè)的基礎上發(fā)展起來的。此外，氨還是常用的冷凍劑。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產炸藥、染料等產品的重要原料?？梢?，合成氨工業(yè)是氮肥工業(yè)的基礎，對農業(yè)增產起著重要的作用。還可以將氨加工制成各種含氮復合肥料。各種氮肥生產是以合成氨為主要原料的，因此，合成氨工業(yè)的發(fā)展標志著氮肥工業(yè)的水平。(2) 氨的用途氨是基本化工產品之一，用途很廣。～28％，～82％。氨的自燃點為630℃，氨在氧中易燃燒，燃燒時生成藍色火焰。氨與酸或酸酐可以直接作用，生成各種銨鹽；氨與二氧化碳作用可生成氨基甲銨，脫水成尿素；在鉑催化劑存在的條件下，氨與氧作用生成一氧化氮，一氧化氮繼續(xù)氧化并與水作用，便能得到硝酸。極易溶于水，常溫（20℃）常壓下，一個體積的水能溶解600個體積的氨；標準狀況下，一個體積水能溶解1300個體積的氨氨的水溶液稱為氨水，呈強堿性。氨是一種無色具有強烈刺激性、催淚性和特殊臭氣的無色氣體，比空氣輕，熔點－℃；沸點－℃。 6. 撰寫設計說明書。 4. 進行車間布置設計，并繪制設備平立面布置圖。 2. 進行化工計算，包括物料衡算、能量衡算以及設備選型和計算。有利于“提高裝置生產運轉率、延長運行周期”的技術,包括工藝優(yōu)化技術、先進控制技術等將越來越受到重視。生產過程中不生成或很少生成副產物、廢物,實現(xiàn)或接近“零排放”的清潔生產技術將日趨成熟和不斷完善。(2) 以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結構調整和以“多聯(lián)產和再加工”為核心的產品結構調整,是合成氨裝置“改善經濟性、增強競爭力”的有效途徑。氨合成工藝單元主要以增加氨合成轉化率(提高氨凈值) ,降低合成壓力、減小合成回路壓降、合理利用能量為主，開發(fā)氣體分布更加均勻、阻力更小、結構更加合理的合成塔及其內件。(1) 大型化、集成化、自動化, 形成經濟規(guī)模的生產中心、低能耗與環(huán)境更友好將是未來合成氨裝置的主流發(fā)展方向。世界合成氨技術的發(fā)展經歷了傳統(tǒng)型蒸汽轉化制氨工藝、低能耗制氨工藝、裝置單系列產量最大化三個階段。 同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10 %的能源用于生產合成氨。寧夏大學本科生畢業(yè)設計fdfsafh工藝設計姓 名： 王康洲 指導教師： 陳學文 院 系： 化工學院 專 業(yè)： 化學工程與工藝 提交日期： 目 錄中文摘要………………………………………………………………2外文摘要……………………………………………………………………………31．總論…………………………………………………………………………4 設計任務的依據(jù)………………………………………………………………4 概述…………………………………………………………………………… 設計題目…………………………………………………………7 設計具體類容范圍及設計階段………………………………………用途及市場需要…………………………………8………………………………………8………………………………………………………………………來源……………………………………8 ………………………………………8………………………………………8……………………………………………8 ………………………………………………………………8 ………………………………………………………………82．生產流程及生產方法的確定……………………………………………83．生產流程簡述…………………………………………………………………144．工藝計算……………………………………………………………………16 原始條件…………………………………………………………16 物料衡算…………………………………………………………16 合成塔物料衡算……………………………………………………18 ………………………………………………19 …………………………………………………19 …………………………………………………25 ………………………………………………………29 熱交換器熱量計算…………………………………………………35 水冷器熱量計算………………………………………………………36 氨分離器熱量核算……………………………………………………39 5. 主要設備選型…………………………………………………………………39 廢熱鍋爐設備工藝計算………………………………………………………40 計算條件…………………………………………………………………40 官內給熱系數(shù)α計算……………………………………………………41 管內給熱系數(shù)αi計算…………………………………………………42 總傳熱系數(shù)K 計算……………………………………………………43 平均傳熱溫差m Δt 計算………………………………………………44 傳熱面積…………………………………………………………………45 ……………………………………………………………466. 環(huán)境保護與安全措施……………………………………………………………47 ………………………………………………………………………48 化學沉淀—A/ O 工藝處理合成氨廢水………………………………49 合成氨尾氣的回…………………………………………………………50………………………………………………………………………51 防毒…………………………………………………………………52 防火……………………………………………………………………53 防爆……………………………………………………………………54 …………………………………………………………………55…………………………………………………………………56 ……………………………………………………………………57結束語……………………………………………………………………………40注釋………………………………………………………………………………40參考文獻…………………………………………………………………………42致謝…………………………………………………………………………………43附錄…………………………………………………………………………………43年產8萬噸合成氨合成工藝設計指導老師：詹益民（黃山學院化學系，黃山，安徽 245000）摘 要：介紹合成氨合成生產工藝流程，著重通過對此工藝流程的物料衡算，能量衡算確定主要設備選型。關鍵詞：氨合成； 生產工藝； 物料衡算； 能量衡算； 設備選型 PRODUCES 80,000 TONS OF AMMONIA SYNTHESIS PROCESS DESIGNDirector：XXX Associate Director：XXX（Dept. of Chemistry，HuangShan College, China, 245000）Abstr