【正文】 ............................................................... 3 前 言 .................................................................... 5 目錄 ...................................................................... 6 第一章 緒 論 ............................................................ 6 氨的性質(zhì) ......................................................... 6 氨的物理性質(zhì) .............................................. 6 氨的化學(xué)性質(zhì) .............................................. 6 氨的用途 .................................................. 6 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)的理論基礎(chǔ) ................................................ 7 氨合成理論基礎(chǔ) ................................................... 7 氨合成反應(yīng) 的熱效應(yīng) . ....................................... 7 影響平衡氨含量的因素 ...................................... 7 生產(chǎn)原理說明 .............................................. 7 合成氨的機(jī)理 .............................................. 8 催化劑 ........................................................... 8 催化劑概述 ................................................ 8 合成氨的催化機(jī)理 .......................................... 8 催化劑的中毒 .............................................. 9 第三章 氨合成化工工藝設(shè)計(jì)說明 ........................................... 10 合成氨工業(yè)的工藝介紹 ............................................ 10 原料氣制備 ............................................... 10 原料氣凈化 ............................................... 10 氨的合成 ................................................. 10 工藝流程的選擇確定 .............................................. 10 工藝流程的設(shè)計(jì)選擇 ....................................... 10 生產(chǎn)工藝流程的說明 ....................................... 11 第四章 氨合成物料衡算 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 設(shè)計(jì)依據(jù) ........................................................ 12 生產(chǎn)要求 ................................................. 12 計(jì)算物料點(diǎn)流程 ........................................... 12 物料衡算 ........................................................ 13 合成塔入口氣組成 ............................................. 13 合成塔出口氣組成 ......................................... 13 合成率計(jì)算 ............................................... 18 氨分離器出口氣液組成計(jì)算 ................................. 18 冷交換器分離出的液體組成 ................................. 20 液氨貯槽馳放氣和液相組成計(jì)算 ............................. 21 液氨貯槽物 料衡算 ......................................... 21 內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 2 合成循環(huán)回路總物料衡算 .......................................... 23 合成循環(huán)回路總物料衡算 ................................... 24 合成塔進(jìn)出口物料衡算 ..................................... 24 沸熱鍋爐出口 ............................................. 24 氨分離器物料量 ........................................... 26 冷交換器物料衡算 ......................................... 27 物料衡算法匯總 .................................................. 30 各物料點(diǎn)體積 ............................................. 30 第 五 章 氨合成設(shè)備計(jì)算 ................................................. 30 熱交換器設(shè)備工藝計(jì)算 ............................................. 34 設(shè)計(jì)條件 ................................................. 38 管內(nèi)給熱系數(shù) ............................................. 39 管外給熱系數(shù) ............................................. 39 總傳熱系數(shù) ............................................... 39 傳熱面積核算 ............................................. 40 合成塔的工藝計(jì)算 ................................................ 39 冷激氣量 ................................................. 50 一層催化劑的體積 ......................................... 55 第二層催化劑的體積 ....................................... 52 第三層催化劑的體積 ....................................... 57 計(jì)算第四層催化劑的體積 ................................... 59 計(jì)算合成塔塔徑 ........................................... 59 估算各催化層的高度 ....................................... 61 第 六 章 氨合成設(shè)備的選型 ................................................. 62 設(shè)備選型的基本要求 .............................................. 62 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ............................................. 62 設(shè)備結(jié)構(gòu)上的要求 ......................................... 62 主要設(shè)備選型說明 ......................................... 62 化工設(shè)備布置的一般原則 ..................................... 63 參 考 文 獻(xiàn) .............................................................. 63 附 錄 A ................................................................. 64 附 錄 B....................................................................................................................................64 附圖 1：合成氨工段工藝管道及儀表流程圖 ................................... 64 附圖 2：合成氨工段設(shè)備平面布置圖 ........................................ 664 結(jié)論 ……………………………………………… ………………………………………… ..65 致謝 ...........................................................................................................................................64 內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 摘 要 年產(chǎn) 112 kt/a 合成氨變換工序工藝設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述合成氨工藝及 112 kt/a 合成氨裝置變換工序工藝流程的設(shè)置和關(guān)鍵，設(shè)備的選型。 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了中小型合成氨廠合成車間的工藝設(shè) 計(jì)。 原料來源為天然氣，采用天然氣三段轉(zhuǎn)化，總氨聯(lián)醇生產(chǎn)工藝得到氨合成工段新鮮氣。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括合成工段的物料衡算和熱量衡算，以及主要設(shè)備的工藝計(jì)算，并且依據(jù)計(jì)算結(jié)果和工廠的實(shí)際確定了主要設(shè)備的裝配尺寸。在物料衡算和熱量衡算中，本設(shè) 采用 Microsoft Excel 使計(jì)算更準(zhǔn)確、更簡(jiǎn)捷、更方便。 recovery and utilization were reviewed。氨合成工段是合成氨生產(chǎn)過程中的核心環(huán)節(jié)，氨凈值的高低直接影響整個(gè)合成氨廠的經(jīng)濟(jì)效益。該設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)是氨的合成過程，主要包括物料衡算、熱量衡算、主要設(shè)備計(jì)算與設(shè)備選型。合成工藝參數(shù)的選擇除了考慮提高氨凈值、平衡氨含量外，還綜合考慮反應(yīng)速度、催化劑特性及系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、能量消耗等。在國(guó)防工業(yè)中，用于制造火箭、導(dǎo)彈的推進(jìn)劑。 由于作者的水平所限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)存在缺點(diǎn)和遺漏之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。 氨的物理性質(zhì) 在常溫、常壓下為氣態(tài)，有特殊的刺激性氣味。 氨極易溶于水，溶解時(shí) 放出大量的熱，可生產(chǎn)含 NH315%~30%的氨水，氨水溶液是堿性，易揮發(fā)。 氨的用途 氨在工業(yè)上主要用來制造炸藥和各種化學(xué)纖維及塑料。在化纖和塑料工業(yè)中，則以氨、硝酸、和尿素作為氮源，生產(chǎn)己內(nèi)酰胺、尼龍 6 單體、己二胺、人造絲、丙烯晴、酚醛樹脂等產(chǎn) 品。但是溫度和壓力對(duì)合成氨的平衡產(chǎn)生影響的程度。 ：當(dāng)溫度，壓力及惰性組分含量一定時(shí) ,使 3NHy為最大。 生產(chǎn)原理說明 氨合成反應(yīng)的基 本原理： 氨合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為：QNHHN ??? 322 23 合成氨的機(jī)理 有固體觸媒存在下，氣體之間的反應(yīng)可按次序分為七個(gè)步驟： ，自外表向催化劑的毛細(xì)口內(nèi)部擴(kuò)散，到達(dá)內(nèi)表面； （個(gè)別或同時(shí)）被催化劑表面（主要是內(nèi)表面 ）的活性吸附； ，反應(yīng)氣體混合物氫和氮從氣象主體擴(kuò)散到鐵催化劑的外表； ，生成一系列中間化合物后，形成吸附態(tài)的氨； ； ； ； 以上七 步中， 1 和 7 為外擴(kuò)散過程， 2和 4 是內(nèi)擴(kuò)散過程， 3， 4， 5 總稱化學(xué)動(dòng)力內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8