合成氨毕业设计

1、合成氨毕业设计摘要合成氨变换工段工序是合成氨生产中的重要一步，也是较为关键的一步，因为 能否正常生产出合格的压缩气，是后面的所有工序正常运转的前提条件。因此， 必须控制一定的工艺条件，使转化气的组成，满足的工艺生产的要求。在本设计中，首先介绍中低温变换的意义，然后根据已知的气体组成，操作条 件，采用了中变串低变的工艺流程路线。首先对中，低变进行了物料和热量衡算， 确定催化剂最佳温度曲线，催化剂用量，高度，根据计算结果对主要设备选型， 最终完成了本设计的宗旨。设计中一共有中变炉、主换热器、低变炉几个主要设 备，并且还对中变炉进行了机械强度的计算及校核。最后根据设计结果，绘制出 合成氨中-低变换工

2、艺的带控制点的流程和主要设备图。关键词：中-低温变换；一氧化碳；变换炉；1AbstractSection of synthetic ammonia transformation process is an important step in ammonia production, is more crucial step, because a normal production of qualified compressed air, is all the processes behind the prerequisite for the normal operation. Therefore

3、, certain conditions must be controlled so that the composition of transformation of gas to meet the requirements of the production process.In this design, first introduced in the low temperature shift of meaning, then according to the known gas composition, operating conditions, using variable stri

4、ng line of low-change process. First of all, the low variable for the material and heat balance, determine the optimal temperature curve of the catalyst, catalyst amount, height, according to the results of major equipment selection, the final completion of the purpose of this design. Design of a to

5、tal, in the temperature shift, the main heat exchanger, low-temperature shift of several major equipment. And also on the temperature shift to the mechanical strength of calculation and checking. Finally, design results, drawing out the ammonia in the - low shift process control points with the proc

6、ess and major equipment plan.Key words: mid-low temperature transformation; carbon monoxide; shift converter2目录1绪论11.1前言11.2工艺原理11.3工艺条件2压力21.3.2温度21.3.3 汽气比21.4工艺流程确定31.5 设备的选择说明31.6 对本设计的评述32变换工段物料及热量衡算5中温变换物料恒算及热量衡算5确定转化气的组成5水汽比的确定52.1.3中换炉一段催化床层的物料恒算62.1.4中变炉一段催化床层的热量衡算82.1.5 中变炉催化剂平衡曲线112.1.6最佳

7、温度度曲线的计算112.1.7操作线计算132.1.8中间冷淋过程的物料和热量衡算14 2.1.9中变炉二段催化床层的物料衡算15 2.1.10中变炉二段催化床层的物料衡算16 2.2低变炉的物料与热量计算18 2.2.1低变炉的物料衡算18 2.2.2低变炉的热量衡算19 2.2.3低变炉催化剂平衡曲线21 2.2.4低变炉最佳温度曲线的计算21 2.2.5最适宜温度曲线22 2.3炉的热量和物料计算23 2.3.1热量计算23 2.3.2水蒸气的加入25 2.4 主换热器的物料与热量的计算26 3 设备的计算29 3.1低温变炉的计算2913.1.1媒用量的计算29 3.1.2第一段床层触

8、媒用量29 3.1.3二段床层触媒用量30 3.1.4 触媒直径的计算31 3.2中变废热锅炉35 3.2.1 设备直径与列管数量确定36传热系数计算37 3.3 设备的选型40 4参考文献41 5致谢42绪论1 绪论1.1 前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨生产经过多年的 发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。合成氨的生产主要分为：原料气 的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的C,由于CO是合成氨 催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其转化 为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。因此，CO变换既是原料气的净化过程， 又是原

9、料气造气的继续。最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲 烷化法加以脱除。变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流 程中起着非常重要的作用。目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80年代中期发展起 来的。所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr系催化剂之后串入Co-Mo系 宽温变换催化剂。在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生 了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的 CO含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大 大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。工艺原理一氧化碳变换反应式为：CO+H2O=CO2+H2+Q （1-1）CO+H2 = C+H2O