【正文】 變換氣的摩爾數(shù)，所以，先壓縮原料氣后再進(jìn)行變換的能耗，比常壓變換再進(jìn)行壓縮的能耗底。但從動(dòng)力學(xué)角度，加壓可提高反應(yīng)速率。但是提高壓力將使析炭和生成甲烷等副反應(yīng)易于進(jìn)行。 圖 21 工藝流程圖 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 工藝參數(shù) 原料氣體組分 表 11 原料氣組分 組分 CO2 CO H2 N2 CH4 O2 合計(jì) % 100 工作溫度 進(jìn)中變爐一段催化床層的變換氣溫度： 330℃ 出中變爐一段催化床層的變換氣溫度： 415℃ 進(jìn)中變爐二段催化床層的變換氣溫度： 353℃ 出中變爐二段催化床層的變換氣溫度： 365℃ 進(jìn)低變爐催化床層的變換氣溫度： 181℃ 出低變爐催化床層的變換氣溫度： 203℃ 出系統(tǒng)變換氣 (干基 )中 CO 含量：低于 2%[6]。轉(zhuǎn)化氣從轉(zhuǎn)化爐進(jìn)入廢熱鍋爐，在廢熱鍋爐中變換氣從 920℃降到 330℃，在廢熱鍋爐出口加入水蒸汽使汽氣比達(dá)到 3 到 5 之間，以后再進(jìn)入中變爐將轉(zhuǎn)換氣中一氧化碳含量降到3%以下。 變換過程中 還包括下列反應(yīng)式： H2+O2=H2O+Q 工藝流程 目前的變化工藝有：中溫變換，中串低，全低及中低低 4 種工藝。 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 工藝 原理和流程 工藝原理 一氧化碳變換反應(yīng)式為： CO+H2O=CO2+H2+Q (21) CO+H2 = C+H2O (22) 其中反應(yīng)（ 21）是主反應(yīng)，反應(yīng)（ 22）是副反應(yīng)，為了控制反應(yīng)向生成目的產(chǎn)物的方向進(jìn)行，工業(yè)上采用對(duì)式反應(yīng)（ 21）具有良好選擇性催化劑，進(jìn)而抑制其它副反應(yīng)的發(fā)生。要做到時(shí)時(shí)注意安全，事事想著安全，做到早預(yù)報(bào)，做處理，盡量避免重大事故的發(fā)生。在生產(chǎn)過程中，一定要加強(qiáng)安全防范意識(shí)，嚴(yán)格按照化工行業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范來操作。 設(shè)計(jì)規(guī)模與生產(chǎn)制度 設(shè)計(jì)規(guī)模 天然氣為原料年產(chǎn) 15 萬噸氨車間一氧化碳變換工段初步設(shè)計(jì) , 年生產(chǎn)時(shí)間為 7200 小時(shí)。一方面入爐的蒸汽比有了較大幅度的降低；另一方面變換氣中的 CO 含量也大幅度降低。所謂中變串低變流程，就是 在 B107 等 FeCr 系催化劑之后串入 CoMo 系寬溫變換催化劑。 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 本設(shè)計(jì)參考四川省自貢市鴻鶴化工廠的生產(chǎn)工藝，選用中串低工藝。 變換工段是指 CO 與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的過程。 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)。合成氨的生產(chǎn)主要分為：原料氣 的制??；原料氣的凈化與合成。國(guó)外合成氨的規(guī)模一般都比較大，不管是原料還是操作壓力的選擇都與我國(guó)的中小型氮肥廠大不相同 [2]。其后的十年間是全低變工藝和中 低 低工藝推廣和完善的過程。從我國(guó)目前的情況看，新建工廠或是改建的工廠基本都采用加壓變換。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 許多氮肥廠都對(duì)一氧化碳變換系統(tǒng)采取了一些相應(yīng)的改進(jìn)措施，力爭(zhēng)降低能量的消耗和成本。變換反應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣制造的繼續(xù)過程。在一定的條件下，利用一氧化碳和水蒸汽等摩爾反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，除去大部分一氧化碳，使一氧化碳含量?jī)艋?3%左右，然后進(jìn)入銅洗進(jìn)一步的清除。 Flow chart 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 一 章 總 論 概述 一氧化碳變換反應(yīng)的意義與作用 在合成氨的生產(chǎn)中，一氧化碳變換反應(yīng)是非常重要的反應(yīng)。 Transformation of carbon monoxide。并且綜合各方面因素對(duì)車間設(shè)備布置進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)，最終完成了 20 000 字的設(shè)計(jì)說明書及生產(chǎn)工藝流程圖、車間平立面布置圖及主體設(shè)備裝配圖的繪制。一氧化碳變換反應(yīng)既是原料氣的凈化過程，又是原料氣的制造過程。在合成氨的生產(chǎn)中，一氧化碳變換反應(yīng)是非常重要的反應(yīng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 年 月 日 齊魯工業(yè)大學(xué)關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)的說明 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留、送交設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件，允許 設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱，學(xué)?？梢怨荚O(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容 ，可以采用影印、 掃描等復(fù)制手段保存 本設(shè)計(jì)（論文）。對(duì)本文研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè) 人和集體，均已在文中作了明確說明并表示了謝意。齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文 ) 題目 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨一氧化碳變換公段工藝設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 化學(xué)與制藥工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 化工 091 學(xué)生姓名 李西賀 導(dǎo)師姓名 袁芳 20xx 年 6 月 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 年產(chǎn) 15 萬噸合成氨一氧化碳變換工段工藝設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 李西賀 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師姓名 袁芳 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 齊魯工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立研究、撰寫的成果。設(shè)計(jì)（ 論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)（論文）中加以說明，除此之外， 本設(shè)計(jì)（論文） 不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 年 月 日 年 月 日 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ................................................ 1 第一章 總 論 .................................... 2 概述 ............................................. 2 一氧化碳變換反應(yīng)的意義與作用 ..................... 2 國(guó) 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................. 2 設(shè)計(jì)依據(jù) .......................................... 2 設(shè)計(jì)規(guī)模與生產(chǎn)制度 ................................ 3 設(shè)計(jì)規(guī)模 ........................................ 3 生產(chǎn)制度 ........................................ 3 原料與產(chǎn)品規(guī)格 .................................... 3 原料規(guī)格 ........................................ 3 產(chǎn)品規(guī)格 ........................................ 3 第二章 工藝原理和流程 ............................ 4 工藝原理 ......................................... 4 工藝流程 .......................................... 4 工藝參數(shù) .......................................... 5 原料氣體組分 ..................................... 5 工作溫度 ........................................ 5 工藝條件 .......................................... 5 壓力 ............................................ 5 溫度 ............................................ 5 汽氣比 .......................................... 6 第三章 工藝計(jì)算 .................................. 7 中變爐一段催化床層的物料和熱量衡算 .................. 7 確定轉(zhuǎn)化氣組成 ................................... 7 水汽比的確定 ..................................... 7 中變爐一段催化床層的物料衡算 ...................... 8 齊魯工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 中變爐一段催化床層的熱量衡算 ..................... 11 中變爐催化劑平衡曲線 ............................. 14 最佳溫度曲線的計(jì)算 .............................. 14 操作線計(jì)算 ...................................... 15 中間冷淋過程的物料和熱量衡算 ....................... 16 中變爐二段催化床層的物料和熱量衡算 ................. 17 中變爐二段催化床層的物料衡算 ..................... 17 中變爐二段催化床層的熱量衡算 ..................... 19 低變爐的物料和熱量計(jì)算 ............................ 20 低變爐的物料衡算 ................................ 20 低變爐的熱量衡算 ................................ 22 低變爐催化劑平衡曲線 ............................ 23 最佳溫 度曲線的計(jì)算 .............................. 24 最適宜溫度曲線 .................................. 24 主換熱器的物料與熱量的計(jì)算 ........................ 26 調(diào)溫水加熱器的物料與熱量 計(jì)算 ....................... 28 第四章 設(shè)備的計(jì)算 ............................... 29 低溫變換爐計(jì)算 .................................... 29 已知條件 ： ...................................... 29 催化劑用量計(jì)算 .................................. 29 催化床層直徑計(jì)算 ................................ 29 中變換熱器計(jì)算 .................................... 30 已知條件 ........................................ 30 傳熱面積的計(jì)算 .................................. 30 設(shè)備直徑與管板的確定 ............................. 31 傳熱系數(shù)的驗(yàn)算 .................................. 31 殼側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算 ............................. 33 總傳熱系數(shù)核算 .................................. 33 傳熱面積的核算 .................................. 33 第五