【正文】 正在推廣的這些技術(shù)中，僅“噸氨節(jié)電200度技術(shù)”，有關(guān)專家預(yù)計(jì)我國(guó)以煤為原料，年產(chǎn)合成氨8萬噸以上的企業(yè)即使只有半數(shù)得到推廣。據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)化工防治污染技術(shù)協(xié)會(huì)介紹，我國(guó)氮肥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力雖然有了很大提高，但是氮肥工業(yè)仍然是我國(guó)耗能和用水大戶，全行業(yè)年耗天然氣高達(dá)110億立方米，占全國(guó)總消費(fèi)量的22%，%，%，耗水27億噸，平均噸氨耗水達(dá)58噸，因此在降耗節(jié)能和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)上，仍有巨大潛力可挖。近年來，在中央和各級(jí)地方政府的關(guān)心和支持下，我國(guó)氮肥行業(yè)認(rèn)真落實(shí)國(guó)家資源節(jié)約、綜合利用和環(huán)境保護(hù)的方針政策，積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，大幅度減少污染物的排放，為行業(yè)的發(fā)展打下了一定基礎(chǔ)。從召開的全國(guó)化工行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)上獲悉，我國(guó)2005 ，(折純氮)，(實(shí)物量) ，已成為全球最大的氮肥生產(chǎn)國(guó)和最大的尿素生產(chǎn)國(guó)，并實(shí)現(xiàn)了氮肥的自給。沙特阿拉伯化肥公司興建的世界最大單系列合成氨已于2005年投產(chǎn)，該裝置能力為3000t/d（約1106t/a）。 合成氨生產(chǎn)的新進(jìn)展世界需求氮肥（折氮量）2003年1112108t增加到2007年1250108。未來我國(guó)合成氨氮肥的實(shí)物產(chǎn)量將會(huì)超過是由和鋼鐵。我國(guó)2007年合成氨產(chǎn)量已達(dá)35Mt，專家預(yù)測(cè)2020年將增至45Mt。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)：。已成為當(dāng)今合成氨工業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。作為生產(chǎn)氨的原料CO+H2合成氣，可進(jìn)行綜合利用，以聯(lián)產(chǎn)甲醇及羰基合成甲酸、醋酸、醋酐等一系列化工產(chǎn)品。氨、尿素和硝酸又是氨基樹脂、聚酰胺樹脂、硝化纖維素等高分子化合物的原料。氨本身是重要的氮素肥料，除石灰石氮外，其它氮素肥料都是先合成氨，然后再加工成各種銨鹽或尿素。變換工段化學(xué)工藝設(shè)計(jì)原則1. 年產(chǎn)8萬噸合成氨2. 如工序氣體流量：33000Nm3/h，（干基）壓力：，溫度：40℃3. 入口氣體成分：CO%=%，CO2%=%，H2%=%，N2%=18%，CH4%=%，O2%=%（體積比）4. 出口氣體成分：CO%=%（體積比）教研室意見該設(shè)計(jì)符合化工工藝設(shè)計(jì)要求，同意接受此設(shè)計(jì)！第1章 引言 氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用合成氨工業(yè)使基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一。變換氣經(jīng)熱交換器加熱原料氣，再經(jīng)第一熱水加熱器加熱熱水，然后進(jìn)入熱水塔進(jìn)一步冷卻、減濕，溫度降到100～110℃。其他則經(jīng)熱交換器進(jìn)一步預(yù)熱到320℃進(jìn)入變換爐。2. 工藝流程% CO、溫度為40℃的半水煤氣，經(jīng)熱水洗滌塔除去氣體中的油污、雜質(zhì)，進(jìn)入飽和塔下部與上部噴淋下來的120～140℃的熱水逆流接觸，氣體被加熱而又同時(shí)增濕。但降溫必須與反應(yīng)速度和催化劑的性能一并考慮，反應(yīng)溫度必須在催化劑的使用范圍內(nèi)選擇。溫度升高，放熱反應(yīng)即上述反應(yīng)速度增加得慢，逆反應(yīng)（吸熱反應(yīng)）速度增加得快。但是水蒸氣增加到一定值后，變換率增加幅度會(huì)變小。要求：1. 繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 2. 系統(tǒng)物料、能量衡算 3. 系統(tǒng)主要設(shè)備能力及觸媒裝填量核算4. 該工段設(shè)備多，工藝計(jì)算復(fù)雜，分變換爐能力及觸媒裝填量核算、系統(tǒng)熱量核算和系統(tǒng)水循環(huán)設(shè)備及能力核算。2008屆化學(xué)與材料工程系《化工工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書》課題名稱年產(chǎn)8萬噸小合成氨廠中溫變換工段工藝設(shè)計(jì)類型化工工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)師職稱課題來源課題內(nèi)容變換工段在合成氨生產(chǎn)起的作用既是氣體凈化工序，又是原料氣的再制造工序，經(jīng)過變換工段后的氣體中的CO含量大幅度下降，符合進(jìn)入甲烷化或者銅洗工段氣質(zhì)要求。要求：1. 繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖2. 系統(tǒng)物料、能量合算3. 系統(tǒng)主要設(shè)備能力及觸媒裝填量核算4. 該工段設(shè)備多，工藝計(jì)算復(fù)雜，分變換爐能力及觸媒裝填量核算、系統(tǒng)熱量核算和系統(tǒng)水循環(huán)設(shè)備及能力核算課題進(jìn)度按化工設(shè)計(jì)要求進(jìn)度進(jìn)行基本條件要求1. 入工序氣體流量：33000Nm3/h（干基）壓力： 溫度：40℃：CO%=% CO2%=% H2%=% N2%=18% CH4%=% O2%=%(體積比)3. 出口氣體組分：CO%=4%（體積比）變換工藝設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 年產(chǎn)8萬噸小合成氨廠中溫變換工段工藝設(shè)計(jì)課題來源 年產(chǎn)8萬噸小型合成氨廠變換工段變換工段化學(xué)工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)變換工段在合成氨生產(chǎn)起的作用既是氣體凈化工序，又是原料氣的再制造工序，經(jīng)過變換工段后的氣體中的CO含量大幅度下降，符合進(jìn)入甲烷化或者銅洗工段氣質(zhì)要求。變換工段化學(xué)工藝設(shè)計(jì)主要技術(shù)資料1. 變換技術(shù)方案CO2變換反應(yīng)是放熱反應(yīng)，從化學(xué)平衡來看，降低反應(yīng)溫度，增加水蒸汽用量，有利于上述可逆反應(yīng)向生成CO2和H2的方向移動(dòng)，提高平衡變換率。溫度對(duì)變換反應(yīng)的速度影響較大，而且對(duì)正逆反應(yīng)速度的影響不一樣。因此，當(dāng)變化反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物濃度大，提高溫度，可加快變換反應(yīng)，在反應(yīng)的后一階段，二氧化碳和氫的濃度增加，逆反應(yīng)速度加快，因此，需降低反應(yīng)溫度，使逆反應(yīng)速度減慢，這樣可得到較高的變化率。在本設(shè)計(jì)中我們選擇三段中溫變化工藝流程。然后在混合器中與一定比例的300～350℃過熱蒸汽混合，25%～30%的氣體不經(jīng)熱交換器，作為冷激氣體。進(jìn)第一段催化反應(yīng)后溫度升高到460～500℃，冷激后依次通過二、三段，氣體離開變換爐的溫度為400～410℃，CO變換率達(dá)90%，殘余CO含量為3%左右。為了進(jìn)一步回收余熱，氣體進(jìn)入第二熱水加熱器（即鍋爐給水預(yù)熱器），溫度降到70～80℃，最后經(jīng)冷凝塔冷卻到常溫返回壓縮機(jī)加壓。其產(chǎn)量居各種化工產(chǎn)品的首位。將氨氧化制成硝酸，不僅可用來制造肥料，亦是重要的化工原料，可制成各種炸藥。以其為原料可制得塑料、合成纖維、油漆、感光材料等產(chǎn)品。以做到物盡其用，減少排放對(duì)環(huán)境的污染，提高企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)際上對(duì)合成氨的需求，隨著人口的增長(zhǎng)而對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的需求和環(huán)境綠化面積的擴(kuò)大而不斷增加。%%。因而合成氨的持續(xù)健康發(fā)展還有相當(dāng)長(zhǎng)的爐要走。合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中舉足輕重。2005年前，全世界有約65106t/a合成氨能力投產(chǎn)。我國(guó)氮肥工業(yè)經(jīng)過多年的技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造，現(xiàn)已成為全球最大的氮肥生產(chǎn)國(guó)和尿素生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)現(xiàn)有氮肥生產(chǎn)企業(yè)564家，不僅數(shù)量多，分布也比較廣。一些先進(jìn)企業(yè)現(xiàn)在生產(chǎn)每噸合成氨的排水量，已從過去的50至60噸降到3至5噸，噸氨電耗降幅也達(dá)60千瓦時(shí)左右。為了使我國(guó)氮肥工業(yè)從生產(chǎn)大國(guó)繼續(xù)向生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)等有關(guān)部門目前正在加大廢水、廢氣、廢渣回用以及一些先進(jìn)節(jié)能技術(shù)等在這一行業(yè)的推廣。國(guó)外合成氨情況與國(guó)內(nèi)有很大不同，從原料上看，目前主要產(chǎn)氮國(guó)中，美、英、法、荷蘭等國(guó)幾乎全部采用天然氣，德國(guó)和日本液態(tài)烴占相當(dāng)比重；上世紀(jì)80年代的資料顯示，國(guó)外合成氨原料中，煤的比重已下降到2%以下；但近年來，由于天然氣價(jià)格上漲，煤制氨比例有所上升。我國(guó)百萬合成氨工業(yè)科技工作者及生產(chǎn)大軍，應(yīng)對(duì)占世界人口近1/4的中國(guó)，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)更好地發(fā)揮土地、資源、環(huán)境條件的作用，為人類豐衣足食、綠化環(huán)境的美好生活，在合成氨工業(yè)生產(chǎn)科學(xué)創(chuàng)造出輝煌業(yè)績(jī)，以載入人類史冊(cè)。同時(shí)CO對(duì)氨合成催化劑有嚴(yán)重毒害，也必須除去。近幾十年來，各國(guó)學(xué)者都做了不少工作，對(duì)催化劑不斷改善，到目前為止，%～%。由于制取合成氨原料氣所用的原料不同，所選擇的工藝也不一樣，所以原料氣中CO含量也不同。上世紀(jì)50年代以前，在常壓下制取合成氨原料氣，其變換大多是在常壓下進(jìn)行。以煤、焦為原料的常壓造氣工廠，很多也改用加壓變換，以降低能耗，用粉煤加壓氣化做原料氣。與部分氧化法急冷流程相配套時(shí)，流程較簡(jiǎn)單，只需要在流程中設(shè)置變換爐和換熱設(shè)備即可。和氫氣制得合格的變換氣（CO%），以滿足后工段的工藝要求。因此，要盡一切可能設(shè)法獲得更多的氫氣，煤氣中的一氧化碳對(duì)于合成氨催化劑有嚴(yán)重的毒害，必須設(shè)法除去。%～%，由于二氧化碳的除去較一氧化碳要容易的多，這樣就簡(jiǎn)化