【正文】 次分離液氨工藝流程 凈化合成氣在 38℃和 條件下進入合成氣壓縮機，合成氣由離心式壓縮機壓縮，合成循環(huán)氣進入壓縮機第二缸中間氏輪，并經(jīng)最后一段壓縮與合成循環(huán)中的新鮮原料氣相混合。 高壓機 氨冷囂 冷凝塔氣 氣換熱囂合成塔 水冷器 分離器新鮮氣 新鮮氣有液氨的高壓混合氣 循環(huán)氣氣體 氣液混合混合氣體循環(huán)氣 氨氨化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3 工藝過程設(shè)計 合成氨廠變換工段為回收變換氣的熱量以提高進飽和塔的熱水溫度，需設(shè)計一臺列管式換熱器。要求熱水 升溫 C?8 。 3． 1 估算傳熱面積 查取物行數(shù)據(jù) 水的定性溫度為 C??? 1642)168160( 。設(shè)變換氣出換熱器的溫度為 C?168 ，則變換器的平均溫度為 C???? 5,2062)168245( ，查得水與變換器的物性數(shù)據(jù)如下： 介質(zhì) 密度ρ)( 3mkg 比熱容)( CkgkJCp ?? 粘度μ).( sPa? ( 導(dǎo)熱系數(shù)λ )( CmW ?? 水 變換氣 96, 55 ???? 熱量衡算 熱負(fù)荷 hkjttCqQ CPcm )160168()( 312, ??????? ? ? ? hkjttCqQ cpcm 6312, ) ???????? 變換氣出口溫度 ? ? CCqQTT hphm ????????? 36..12 此 2T 值與原設(shè) CT ??1682 相近，故不再試算，以上物行數(shù)據(jù)有效。本設(shè)計中壓力稍大于 ，為安全設(shè)計，采用 的公稱壓力等級。本設(shè)計亦采用此管、殼程流體的方案。 查圖 229得 φ Δ t=〉 所以兩流體的平均溫差為： Δ tm=φ Δ tΔ tm′ = =? 選 K 值，估算傳熱面積 根 據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，取 )(200 2 CmWk ??? ，則 初選換熱器型號 由于兩流體溫差小于 C?50 ，故可采用固定管板式換熱器。 殼程流體阻力 ? ? 239。10 NNFppp pt?????? 因為 5 0 4 ???i , 故 4 ??? nn c,2 21 iciudlp ????3,0 0 1 0 1 0 1 1 . 6 5 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 9 8 0 . 0 8mh hqu m sS? ?? ? ???mddtd e 3442 34 22002?? ???????? ???????????? ?? ????400 51 1 . 6 5 2 . 9 8 0 . 0 2 0 2R e 4 . 0 8 1 01 . 7 1 7 1 0ehhdu ?? ???? ? ? ??,23 22 icup ???Paudlpp ici16112 2221 ????????? ??????????? ????? ??,2)1( 2020 0uNnFfp hB ????? ,2)/( 202 uDhNp hB ?????)( ???? ?? of化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 管子排列為正三角形排列，取 F= 當(dāng)板數(shù) )(1)1( ????? hN B 取為 7 取污垢校正系數(shù) Fs= ? ? aMpoop 1 4 3 3 4 20 ???????? 故管、殼程壓力損失均符合要求。 104 104 104 140 9643 103 448 264 安全系數(shù) 以上計算表明，選用 6010600 ??? IG 固定管板式列管換熱器可用于合成氨變換工段的余熱回收。 ??供需化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 4 節(jié)能措施 以煤為原料的合成氨的特點是生產(chǎn)能力低，噸氨能耗較高。 常壓 造氣氨廠工藝的節(jié)能措施有： 造氣爐采用微機液壓控制系統(tǒng)。 設(shè)置造氣吹風(fēng)氣鍋爐，吹除氣夾帶的可燃成份及本身的熱量加以利用。 脫 CO2 用物理吸收。 合成吹除氣用氫回收裝置回收氫氣，其余 CH4等作為燃料氣。 綜合考慮，在我國已建成的合成氨廠中，大多以煤為原料，且各地根據(jù)需求還可能新建一批以煤為原料的裝置，近年來合成氨技術(shù)發(fā)展很快，可供選擇的技術(shù)很多，應(yīng)實事求是地根據(jù)裝置所在地的特點綜合考慮，主要應(yīng)考慮節(jié)能降耗、工藝流程，做到配套合理、投資省、操作穩(wěn)定可靠。雖然使用“無機”氮的生物農(nóng)業(yè)將會有所發(fā)展，但是，在以后的 15— 20年內(nèi)，生物技， (如固定氮工藝 )還不可能取代合成氨作為化學(xué)肥料的 主要來源。因此，氮肥的供應(yīng)還得繼續(xù)依靠合成氨的生產(chǎn)。這種生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠從某些方面來說，仍是有吸引力和競爭力的，如建 3個 LCA 流程的 500 噸／天工廠就比建一個日產(chǎn) 1500 噸的傳統(tǒng)世界規(guī)模工廠的投資要低些。變壓吸附脫除二氧化碳。 2．美國凱洛格公司對氨廠的某些工藝單元及設(shè)備的傳統(tǒng)構(gòu)型進行了改革，開發(fā)出了合成氨生產(chǎn)的 4種新技術(shù)，即用于氨合成回路的 KAAP 工藝，用于工藝氣轉(zhuǎn)化換熱的KRES 系統(tǒng)，以計算機為基礎(chǔ)的氨廠節(jié)能降耗動態(tài)控指 KDAC 技術(shù)和公用工程蒸汽系統(tǒng)的冷凝液汽提 KICS 技術(shù)。 1992 年，采用 KAAP工藝的氨合成塔已在加拿大 Ocelot 制氨公司的 Kismet 廠進行了工業(yè)化生產(chǎn)。該廠采用了伍德公司開發(fā)的組合自熱式轉(zhuǎn)化爐，與傳統(tǒng)的二段轉(zhuǎn)爐不同之處在于：轉(zhuǎn)化反應(yīng)管安裝于一個有 內(nèi)襯里的加壓設(shè)備中，管內(nèi)裝有一段轉(zhuǎn)化催化劑，管下端開口，原料工藝氣溫度升高到 580℃，自上而下通過管內(nèi)。轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的高溫氣又用于加熱轉(zhuǎn)化管，以節(jié)省能源和投資。 雖然合成氨生產(chǎn)技術(shù)的更遠的改變時是可以預(yù)見的，但是，就目前來說， 除對氨廠的個別傳統(tǒng)工藝程序、催化劑和設(shè)備的較小改進外，至少在今后 10~15 年內(nèi)，合成氨生產(chǎn)技術(shù)還不會發(fā)生根本的改變。目前的裝置規(guī)模多為 1500 噸／天， 1800 噸／天的生產(chǎn)也在日益增加。今后世界合成氨產(chǎn)量的大部分都將由規(guī) 模為日產(chǎn) 1000~2020 噸的工廠所生產(chǎn)。從長遠來看，原料路線改為油或煤是可以考慮的，但據(jù)預(yù)測，在未來 20年內(nèi)，合成氨生產(chǎn)原料的情況會維持上述百分比例不變，天然氣仍是能被利用的比較好的合成氨生產(chǎn)原料。其他幾種生產(chǎn)方法，重油或 渣油氣化法噸氨能耗為 35— 36GJ，煤氣化法的噸氨能耗為 ，噸氨能耗也都在日漸降低，但不可能再有進一步的顯著減少。 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 6 總結(jié) 氨的合成反應(yīng)式： N2+3H2=2NH3 合成 氨的化學(xué)原理，寫出來，不過這樣一個方程式；但就是這樣一個簡單的化學(xué)方程式，從實驗室研究到最終成功、實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，卻經(jīng)歷了約 150 年的艱難探索。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。氨的合成是提供液氨產(chǎn)品的工序，是整個合成氨生產(chǎn)過程的核心部分。氮跟氫化合成氨是一個放熱的可逆反應(yīng)。在實驗室里一般是在較低的溫度和壓強下進行的，只能了解氮氣和氫氣在催化劑作用下能生成氨氣 。 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 參考文獻 1． 北京大學(xué)研究中心 .世界文明百科全書 .山西 :太原出版社 ,1992. 2． 劉俊蘭 . 以煤為原料的合成氨工藝選擇 [J]. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù) ,2020,21(4):16. 3． 趙忠祥 . 氮肥生產(chǎn)概論 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .1995. 4． 朱世勇 . 環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術(shù) .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. 5． 史克昕 ,任畢龍 . 影響一氧化碳變換率因素的淺析 [J].小氮肥設(shè)計技術(shù) ,2020,27(3). 6． 徐躍華 . 化工裝置節(jié)能技術(shù)與實例分析 .北京 :中國石化出版社 .2020. 7． 周旭美 ,姚飛編等 .合成氨仿真實習(xí)教材 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. 8． 龔紹英 .工業(yè)化學(xué) .北京 :中國輕工業(yè)出版社 .1998. 9． 王瑾 .節(jié)能型合成氨工藝與技術(shù) [J].貴州化工 ,2020,33(1). 10． 汪家銘 .世界合成氨工業(yè)近期進展及前景展望 [J].化工科技動態(tài) ,1995(7). 化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 致 謝 本 次論文設(shè)計 是在我的 指 導(dǎo) 老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文中受導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 我 之所以能完成這份畢業(yè)設(shè)計 與 老 師的熱情關(guān)懷和精心指導(dǎo)是分不開的， 在畢業(yè)設(shè)計 完成之際，特別向 幫助我的老師和同學(xué) 致以衷心的感謝和崇高的敬意。 在日常學(xué)習(xí)和生活 中，我的同學(xué)及校友給予了我很