年产三万吨合成氨厂变换工段设计 精品
合成氨变换工段工艺设计
合成氨变换工段工艺设计合成氨是化工工业中的重要原料，广泛应用于制取尿素、硝化铵等农业肥料，以及制取氨水、氨盐、化肥、染料等合成工艺中。
合成氨变换工段是合成氨生产中的关键环节，其工艺设计对合成氨的产量、质量以及能耗等方面有重要影响。
一、工艺概述合成氨的变换反应器是将反应物氮气和氢气通过催化剂的作用，在一定条件下发生气相合成反应，生成合成氨。
反应器通常采用固定床催化剂反应器，催化剂的选择和催化剂床层的设计都是工艺设计的重要环节。
冷凝器主要用于对反应产生的氨气进行冷凝回收，常见的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种形式，工艺设计中需要根据具体情况选择适用的冷凝方式。
循环气压缩机主要用于将反应器中未反应的气体通入新的循环，提高气相合成反应的转化率。
在工艺设计中，需要考虑压缩机的压比、功率消耗等参数。
氨气的分离净化装置主要用于对合成氨中的杂质进行去除，提高合成氨的纯度。
常用的分离净化装置有吸附装置、膜分离装置等，具体的工艺设计需要根据生产要求和经济效益进行选择。
二、工艺参数及控制合成氨的变换工段的工艺参数主要包括反应温度、反应压力、空速、催化剂活性等。
这些参数直接影响合成氨的产率、选择性和能耗。
反应温度是合成氨变换反应的重要参数，通过控制温度可以提高反应速率和转化率，但过高的温度会导致副反应的发生，降低合成氨的选择性。
反应压力主要用于控制氨气的产量和能耗，压力越高产氨越多，但能耗也相应增加。
空速是指单位时间内通过反应器的氮气体积，可以通过调控压力和进气量来实现，过小的空速会影响反应的效果，而过大会导致固定床催化剂的床层冲击和阻力升高，影响反应转化率。
催化剂活性主要指催化剂的活性组分含量和粒径等参数，这些参数会影响合成氨的选择性和催化剂的寿命。
在工艺设计中，需要考虑这些参数的合理选择和控制，以提高合成氨的产量和质量，并降低能耗。
三、能耗控制合成氨的变换工段是合成氨生产中的能耗重点。
能耗的控制主要体现在压力控制、催化剂选择和热交换等方面。
合成氨生产中变换工段的设计
合成氨生产中变换工段的设计
合成氨是化学工业中重要的基础产品，遍布在各个工业应用之中。
为保证合成氨的质量，改造变换工段绝对是大势所趋。
首先，利用先进的技术来改进变换工段，增加产品的质量和效率。
在传统的合成氨设计中，由于变换工段的设计有很大的不足，耗损了大量的能量和原料，从而导致产品质量下降。
因此，现在开始利用现代化技术对变换工段进行改进。
通过改进，可以减少此工段中能量及原料的损耗，从而保证产品质量，增加产品的产量，同时还可增加效率。
其次，实现工段的自动化。
传统的合成氨设计中，每个工序都是手动完成的，需要大量的人力和物力，会导致成本高，工艺操作尚未实现自动化。
为了节省成本，实现高效的生产，现在可以采用工段的自动化技术来实现。
实施后能够减少生产过程中的人力，加快生产进度，同时实现高效和高质量的生产。
最后，建立完善的质量控制体系。
随着生产技术的发展，合成氨工段的质量控制很重要。
因此，必须建立一套完善的质量保证体系，在于执行有关的质量管理措施。
通过完善的质量保证体系，可以有效地提高产品的质量，满足消费者的需求，有利于长期的企业发展。
总之，改进变换工段是当前合成氨生产中一个必要的改革，它可以减少损耗，提高产品质量，同时实现高生产效率和更高的质量。
采用现代化技术，实现自动化，建立完善的质量控制体系，都对保证合成氨高质量有着不可替代的作用。
年产3万吨合成氨变换工段可行性研究
年产3万吨合成氨变换工段可行性研究目录一．总论 (2)二．需求预测 (2)三．企业现状产品生产方案与生产规模 (4)四．工艺技术方案 (6)五．公司简介 (7)六．建厂条件和厂址选择布局方案 (9)七．公用工程及辅助设施方案 (11)八．环境保护及安全卫生 (13)九．工厂组织、劳动定员人员培训 (14)十．项目实施规划 (15)十一．结论 (16)十二．参考文献 (17)一总论：氨分子式：NH3分子量：237.93物化性质：氨在自然界中，是动物体，特别是蛋白质腐败的产物。
它是没有颜色、具有刺激性气味的气体。
在标准状况下，氨的密度是0.771g/L，比同体积的空气轻。
氨很容易液化，在常压下冷却到-33.35℃或在常温下加压7*105～8*10 Pa，气态氨就凝结为无色的液体，同时放出大量的热。
液态氨汽化是要吸收大量的热，能使它周围物质的温度急剧降低，因此，氨常用作制冷剂。
在常温常压下，1体积水约溶解700体积氨。
(可以做喷泉实验）氨的水溶液叫氨水。
氨是一种无色有毒气体，易溶于水，形成氢氧化铵，还可以溶于乙醚等有机溶剂。
氨的主要用途是直接活间接作为肥料（液体氨或固体肥料如尿素、硫铵、硝铵等），约占消费总量的85～90％。
在美国，2001年合成氨的消费量为1810万吨，其中大约有22.7％的合成氨直接用作肥料，20.2％的合成氨用于生产尿素，16.2％的用于生产磷酸铵，14.5％的用于生产硝酸，1％的作为工业用气，9.9％的用于生产硝酸铵和3.9的用于生产硫酸铵，用作其他用途的合成氨只占消费总量的1.6％。
氨(NH3)常态下是有特殊气味的强刺激性气体，相对密度为0．5971(空气=1)，易燃，自燃点为65112，能与空气形成爆炸性混合物(爆炸极限15．7％～27．4％)。
氨气常温加压即可液化(临界压力11．4MPa，临界温度132．512)，沸点为－33．512、凝固点为－77．712。
氨的水溶液称为氨水，呈碱性。
「年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计」
年产三万吨合成氨厂变换工段工艺设计一、工艺流程概述1.原料准备：将天然气（主要是甲烷）与空气作为主要原料，通过气体净化系统去除其中的杂质、硫化物和水分。
2.原料配送：将净化后的天然气和空气分别输送至气体净化系统进行进一步的处理和分析。
3.变换反应槽：将净化后的天然气和空气通过压缩机压缩至一定压力后，经过暖气交换器加热至高温（约500-600℃），再进入变换反应槽。
4.变换催化剂：在变换反应槽中，使用催化剂（通常是高温高压下的铁-钴催化剂）促进N2和H2的反应。
反应生成的合成氨会随气流从反应槽中流出。
5.除气系统：将反应槽中的气体通过除尘器，冷却器和吸附剂等设备进行处理，去除其中的固体颗粒、水分和其他杂质。
6.合成氨回收：经过除气系统处理后的气体中仍含有未反应的氮气和氢气，通过压缩机再次压缩进入蒸馏塔。
在蒸馏塔中，根据不同的沸点，将氨气和氮气分离开来，再通过冷凝器冷凝为液态氨。
7.废水处理：在工艺过程中产生的废水会经过处理系统去除其中的有机物和杂质，以保证排放的废水符合环保要求。
二、设备布置和操作要点1.变换反应槽的设计要考虑到温度、压力和气体流动速度的控制。
同时，需要定期更换催化剂，以维持优良的反应性能。
2.除气系统中的设备要进行定期维护和清洁，确保其正常工作和去除气体中的杂质、固体颗粒和水分。
3.合成氨回收装置要根据产品质量要求设置合适的操作参数，例如蒸馏塔的温度和压力。
此外，冷凝器的冷却水流需要保持稳定，以确保气体顺利冷凝为液态氨。
4.废水处理系统应配置适当的物理和化学处理单元，如过滤器、沉淀池和生物处理等，以达到废水排放标准。
5.需要建立相应的安全措施，如设立监测系统，确保气体和液体在整个工艺中的安全运输和使用。
三、工艺控制和性能优化1.在变换反应槽中，可以通过调节供气比例、压力和温度等参数来控制合成氨的产率和选择性。
同时，也可以根据反馈控制系统监测和调整催化剂的性能。
2.除气系统中的设备可以通过监测气体的组成和温度、压力等参数，来调整操作参数，以达到满足产品质量要求的除气效果。
合成氨变换工段工艺过程设计
合成氨变换工段工艺过程设计摘要：在合成氨生产过程中，换热器应用十分广泛，主要用于热量的交换和回收。
变换工段中主要涉及一氧化碳的转化和能量的回收利用，列管换热器在传热效率，紧凑性和金属耗量不及某些换热器，但它具有结构简单，坚固耐用，适用性强，制造材料广泛等独特优点，因而，在合成氨变换工段选择列管式换热器，而本设计主要对该换热器进行相关选型和计算。
关键词：换热器，变换，设计。
Abstract:In the ammonia production process, heat exchanger, a wide range of applications, mainly for heat exchange and recycling. Transformation Process and mainly involves the conversion of carbon monoxide and energy recycling, tube heat exchanger in heat transfer efficiency, compactness and metal consumption is less than some heat, but it has a simple structure, rugged durability, applicability, manufacturing wide range of other materials, unique merits, which, in the ammonia shift conversion section select tube heat exchanger, and this system is mainly related to the heat exchanger selection and calculated.Keywords: heat exchanger, transform and design.目录摘要 (1)第一章工艺流程概述 (2)1.1 氨的概述 (2)1.1.1氨的性质 (2)1.1.2氨的用途 (2)1.1.3氨的合成的原料 (2)1．2 合成氨的工艺原理 (2)1．3 工艺条件 (3)1.3.1 压力 (3)1.3.2 温度 (4)1.3.3 汽气比 (4)1.4 固定管板式换热器 (5)1.4 变换工段简介 (6)第二章工艺过程设计 (7)2.1估算传热面积 (7)2.1.1查取物行数据 (7)2.1.2热量衡算 (7)2.1.3确定换热器的材料和压力等级 (7)2.1.4流体通道的选择 (7)2.1.5计算传热温差 (8)2．1.6 选K值，估算传热面积 (8)2．1.7初选换热器型号 (8)2.2计算流体阻力 (9)2.2.1管程流体阻力 (9)2.2.2壳程流体阻力 (9)2.3 计算传热系数校正传热面积 (10) (10)2.3.1管程对流给热系数αi (10)2．3．2壳程对流传热系数α2.3.3计算传热系数 (10)2.3.4计算传热面积 (11)参考文献 (12)致谢 (13)第一章工艺过程设计概述1.1合成氨的生产过程20世纪初，德国物理化学家哈勃（F.Haber）成功的采用化学合成的方法，将氢氮气通过催化剂的作用，在高温高压下制取氨。
年产3000吨合成氨厂合成工段工艺设计_毕业设计 精品
继续教育学院毕业设计（论文）题目年产3000吨合成氨厂合成系统工艺设计专业化学工程与工艺姓名学号指导教师起讫日期2011年2月21日-2011年5月26日年产3000吨合成氨厂合成系统工艺设计摘要氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨工业是基础化学工业之一。
其产量居各种化工产品的首位。
氨本身是重要的氮素肥料除石灰氮外，其它氮素肥料都是先合成氨，然后加工成各种铵盐或尿素。
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。
合成工段是指精炼气反应生成氨气与氢气，从而进一步生产氨产品。
本设计是生产3000吨合成氨的工艺计算。
本设计工艺计算部分是对合成塔、水冷器、冷交换器、一级氨冷器、二级氨冷器的物料和热量衡算。
主要设备计算部分是合成塔与冷交换器的外筒强度计算，里面包括筒身强度计算、主要螺栓强度计算、大顶盖强度计算、电热器盖及其螺栓强度计算。
设计中，在混合气体中的气氨未冷凝时，采用分压叠加法，即先算出高压下真实分子热容，再换算为平均分子热容，在有气氨冷凝时，因处于氨饱和区内，则采用压力校正法，即先算出常压下平均分子热容，再换算为高压下平均分子热容。
关键词：合成塔冷交换器精炼气合成氨目录摘要 .................................................................................................................... I I 第一章设计项目 (1)第二章前言 (2)2.1合成氨的用途 (2)2.2合成氨的性质 (2)2.3合成氨的工艺流程 (3)2.4发展前景 (5)第三章工艺设计说明书 (7)3.1 产品用途、原料规格要求 (7)3.2 设计任务书及本设计主要工艺技术指标 (7)3.3 主要公式、物性数据来源及计算公式 (8)3.4 环保及安全要求 (10)第四章设计计算书 (11)4.1 物料衡算 (11)4.2 热量衡算 (19)4.3 主要设备工艺计算 (33)第五章小结 (75)参考文献 (76)致谢 (77)附录 (78)①合成塔装配图 (78)②带控制点的工艺流程图 (78)第一章设计项目设计项目名称：3000吨型合成氨厂合成系统工艺和设备设计工艺设计条件：1.1物料衡算计算基准：1000标准立方米精炼气2.1热量衡算计算基准：1000标准立方米精炼气小时氨产量：680 Kg基准温度：0℃液氨的焓：采用《氮气工作者手册》中的数据高压混合气体平均分子热容计算方法：本设计中，在混合气体中的气氨未冷凝时，采用分压叠加法，即先算出高压下真实分子热容，再换算为平均分子热容，在有气氨冷凝时，因处于氨饱和区内，则采用压力校正法，即先算出常压下平均分子热容，再换算为高压下平均分子热容。
合成氨变换工段换热器设计
合成氨变换工段换热器设计合成氨变换工段换热器设计，说起来，啊，真是个“活儿”。
说它难吧，不至于，毕竟我们现在是做了这么多年化工设备了，手上有的是经验；但要说简单，嗯，也不那么简单。
每个小细节都可能影响到工艺的效率，甚至整个生产线的稳定性。
所以呢，咱们就得好好琢磨琢磨这个换热器的设计，弄明白它为什么这么重要，怎么把它设计得又经济又高效，做到事半功倍。
得先弄个大概的概念，换热器就像是一个“温暖的桥梁”，把不同温度的物质连接起来。
想象一下，工厂里气体温度很高，反应物要在一个合适的温度下进行反应，冷却液却得保持低温，这时候就得用换热器把热量从一个流体传递到另一个流体。
说起来挺简单的，但实际操作中，可是需要一点“巧劲”的。
要设计得合适，得考虑的因素可多了，比如流体的性质、流速、温差，还有热效率。
设计得好，节省的就是能耗，能省一分是一分，谁不愿意省呢？你想，整条生产线运行下来，能省点钱，那可是相当可观的。
换热器的基本结构到底是啥呢？不就是管子嘛，管里流气体，管外流液体，热量通过管壁传递。
听起来简单吧？但如果细究起来，那就不那么容易了。
这个管子得有合适的材质，耐高温，耐腐蚀，还得有足够的导热性，不然你光给它买个好看又贵的管子，那效果可就差了。
再说了，换热器里面的流体，流速得合适，既不能太快，也不能太慢，要不然热量根本传不过去。
太快了，热交换时间不够，效率低；太慢了，反而会浪费空间和材料。
所以，合适的流速是设计的关键。
你还得考虑压力损失的问题。
这个压力差一旦大了，流体的流动就会变得困难，甚至会影响到整个生产过程的稳定性。
换热器设计得不合理，可能流体流动不顺畅，甚至会堵塞，这时候你就得花费更多的精力去清理和维护了。
很多时候换热器在运行的时候，由于热膨胀的关系，温度变化也会引起一些机械应力，这也是我们得考虑的一点。
说到这里，可能有人会想，设计一个换热器就这么复杂，怎么办呢？很多时候我们不是“头痛医头，脚痛医脚”，而是从整体角度去设计。
合成氨变换工段工艺设计
合成氨变换工段工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，在农业、化工和医药等行业广泛应用。
合成氨的生产过程中，合成氨变换工段是一个关键的工艺环节。
本文将介绍合成氨变换工段的工艺设计。
2. 工艺流程合成氨变换工段的工艺流程包括进料处理、反应器设计、温度控制和产品回收四个重要环节。
2.1 进料处理合成氨的主要原料是氮气和氢气，进料处理环节主要包括氮气和氢气的纯化和混合。
氮气和氢气需要通过特定的纯化设备去除杂质，以确保反应的纯度和效果。
然后，纯化后的氮气和氢气按照一定比例进行混合。
2.2 反应器设计反应器是合成氨变换工段的核心设备，根据反应器设计的不同，可以分为固定床反应器和流化床反应器两种。
固定床反应器是一种较为常见的反应器形式，氮气和氢气催化反应产生合成氨。
固定床反应器需要考虑催化剂的选择、填充物的设计以及反应器的传热设计等因素。
流化床反应器是近年来逐渐应用的一种反应器形式，其优点包括更好的热传递性能和更好的反应效果。
流化床反应器需要考虑反应器的气固分离、催化剂的循环和再生等因素。
2.3 温度控制温度对合成氨反应的影响非常重要，合适的反应温度可以提高反应速率和选择性。
在合成氨变换工段中，需要通过控制进料气体的温度和反应器的温度来实现对反应的控制。
温度控制还需要考虑热量的平衡问题，包括进料气体的预热和产物蒸汽的回收利用等。
2.4 产品回收合成氨变换工段的最终目标是获得高纯度的合成氨产品。
在产品回收环节中，需要进行氨的冷凝和气液分离。
冷凝过程中需要考虑温度和压力的控制，以确保氨的高效冷凝。
气液分离过程中，可以采用吸收液的方式将氨从气相中吸收出来，再进行后续处理和精制。
3. 设备选择合成氨变换工段的设备选择主要包括反应器、纯化设备、冷凝器和分离器等。
反应器的选择需要考虑反应速率、选择性和热传导等因素。
常用的反应器材料有不锈钢、镍基合金等。
纯化设备的选择需要考虑氮气和氢气的纯度要求以及生产规模等因素。
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题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计一．设计原始数据：以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为原始数据前言 (4)1.工艺原理 (4)2. 工艺条件 (4)3. 工艺流程的选择 (5)4. 主要设备的选择说明 (5)5. 工艺流程的说明 (6)第一章物料与热量衡算 (7)1．水汽比的确定 (7)2．中变炉CO的实际变换率的求取 (8)3．中变炉催化剂平衡曲线 (9)4. 最佳温度曲线的计算 (10)5．中变炉一段催化床层的物料衡算 (11)6．中变一段催化剂操作线的计算 (17)7．中间冷淋过程的物料和热量衡算 (17)8．中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (19)9．中变二段催化剂操作线计算 (23)10.低变炉的物料与热量衡算 (24)11低变催化剂操作线计算 (29)12低变炉催化剂平衡曲线 (29)13.最佳温度曲线的计算 (30)14废热锅炉的物料和热量衡算 (31)15.水蒸汽的加入 (34)16主换热器的物料与热量的衡算 (34)17.调温水加热器的物料与热量衡算 (36)第二章设备的计算 (37)1. 中变炉的计算 (37)2. 主换热器的计算 (42)设计的综述 (6)参考文献 (49)致谢 (50)第一章物料与热量衡算已知条件：计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（1000/17）×22.4/（2×22.56）=2920.31 M3(标)因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取2962.5 M3(标)年产3万吨合成氨生产能力（一年连续生产330天）：日生产量：30000/330=90.9T/d=3.79T/h要求出中变炉的变换气干组分中CO％小于2％。
进中变炉的变换气干组分：假设进中变炉的变换气温度为330℃，取变化气出炉与入炉的温差为35℃，出炉的变换气温度为365℃。
P=1.75Mpa.进中变炉干气压力中1．水气比的确定：考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2O/CO=3.5故V=3.5 V co=1184.113m3(标) ，n(水)=52.862kmol（水）因此进中变炉的变换气湿组分2.中变炉CO 的实际变换率的求取：假定湿转化气为100mol ，其中CO 湿基含量为8.16％，要求变换气中CO 含量为2％，故根据变换反应：CO+H 2O ＝H 2+CO 2，则CO 的实际变换率公式为：X p ％=()a a a a Y Y Y Y '+'-1×100 （2-1）式中a Y 、'a Y 分别为原料及变换气中CO 的摩尔分率（湿基） 所以：X p =()()16.8210010004.616.8⨯+⨯- =74％则反应掉的CO 的量为：8.16×74％=6.04则反应后的各组分的量分别为：H 2O ％=28.56％-6.04％+0.48％=23％ CO ％=8.16％ -6.04％=2.12％H 2％ =39.8％+6.04％-0.48％=45.36％ CO 2％=6.86％+6.04％=12.9％中变炉出口的平衡常数：Kp= （H 2％×CO 2％）/（H 2O ％×CO ％）=12查《 小合成氨厂工艺技术与设计手册 》可知Kp=12时温度为397℃。
中变的平均温距为397℃-365℃=32℃根据《合成氨工艺与节能 》可知中温变换的平均温距为：30℃到50℃，中变的平均温距合理，故取的H 2O/CO 可用。
3．中变炉催化剂平衡曲线根据H 2O/CO=3.5，与文献《小合成氨厂工艺技术与设计手册》上的公式 X P =AWqU 2-×100％ V=K P AB-CD q=WV U 42-U=K P （A+B ）+（C+D ） W=K P -1其中A 、B 、C 、D 分别代表CO 、H 2O 、CO 2及H 2的起始浓度 计算结果列于下表：中变炉催化剂平衡曲线如下：0102030405060708090100300350400450500温 度（℃）C O 转化率 X p4.最佳温度曲线的计算由于中变炉选用C 6型催化剂， 最适宜温度曲线由式1212ln 1E E E E RT T Tm e e-+=进行计算。
查《3000吨合成氨厂工艺和设备计算》C 6型催化剂的正负反应活化能分别为E 1=10000千卡/公斤分子，E 2=19000千卡/公斤分子。
最适宜温度计算结果列于下表中：将以上数据作图即得最适宜温度曲线如下图：00.10.20.30.40.50.60.70.80.91250270290310330350370390*********温 度（℃）C O 转化率 X p5．中变炉一段催化床层的物料衡算已知条件：进中变炉一段催化床层的变换气的温度为330℃ 进中变炉一段催化床层的变换气湿组分：5.1 中变炉一段催化床层的物料衡算假设CO 在一段催化床层的实际变换率为60％ 假使O 2 与H 2 完全反应，O 2 完全反应掉 故在一段催化床层反应掉的CO 的量为：60％×338.318=202.9908 M 3(标)=9.062kmol 出一段催化床层的CO 的量为：338.318-202.9908=135.3272 M 3(标)=6.0414kmol故在一段催化床层反应后剩余的H 2的量为：1650.409+202.9908-2×9.776=1833.8478 M 3(标)=81.868kmol故在一段催化床层反应后剩余的CO 2的量为：284.4+202.9908=487.3908 M 3(标)=21.758kmol故出中变炉一段催化床层的变换气干组分的体积：V 总（干）=135.3272+487.3908+1833.8478+668.34+11.258 =3136.1638 M 3(标)故出中变炉一段催化床层的变换气干组分中CO 的含量：CO ％=1638.31363272.135=4.31%同理得：CO 2％=1638.31363908.487=15.54%H 2％=1638.31368478.1833=58.47%N 2％=1638.313634.668=21.13%CH 4％=1638.3136258.11=0.35%所以出中变炉一段催化床层的变换气干组分：剩余的H 2O 的量为：1184.113-202.9908+2×9.776=1000.6742 M 3(标)=44.6729kmol故出中变炉一段催化床层的变换气湿组分的体积：V 总（湿）=135.3272+487.3908+1833.8478+668.34+11.258+1000.6742=4136.838 M 3(标) =184.68kmol故出中变炉一段催化床层的变换气湿组分中H 2O 的含量H 2O ％=838.41366742.1000 =24.19%故出中变炉一段催化床层的变换气湿组分中CO 2的含量 CO 2％=1554.01%54.15+=11.78％同理可得：CO ％=0413.010413.0+=3.27％H 2％=5847.015847.0+=44.33％N 2％=2131.012113.0+=16.16％CH 4％=0003510035.0+=0.27％所以出中变炉一段催化床层的变换气湿组分的含量（％）：5.2对出中变炉一段催化床层的变换气的温度进行估算：已知出中变炉一段催化床层的变换气湿组分的含量（％）根据：Kp= （H2％×CO2％）/（H2O％×CO％）计算得K=6.6查《小合成氨厂工艺技术与设计手册》知当Kp=6.6时t=445℃设平均温距为35℃，则出中变炉一段催化床层的变换气温度为：445℃-35℃=415℃5.3．中变炉一段催化床层的热量衡算以知条件：进中变炉一段催化床层的变换气温度：330℃出中变炉一段催化床层的变换气温度为：415℃可知反应放热Q：在变化气中含有CO，H2O，O2，H2这4种物质会发生以下2种反应：CO +H2O=CO2+H2（1）O2 + 2H2= 2 H2O （2）这2个反应都是放热反应。
根据《小合成氨厂工艺技术与设计手册》可知为简化计算，拟采用统一基准焓（或称生成焓）计算。
以P=1atm，t=25℃为基准的气体的统一基准焓计算式为：H T =△H0298=Cpdt式中：H T ——气体在 T298在TK的统一基准焓，kcal/kmol(4.1868kJ/kmol)；△H0298 ——该气体在25℃下的标准生成热，kcal/kmol(4.1868kJ/kmol)；T——绝对温度，K；Cp ——气体的等压比热容，kcal/（kmol.℃）[4.1868kJ/（kmol.℃）]气体等压比热容与温度的关系有以下经验式：Cp=A0+A1×T+A2×T2+A3×T3+……式中A0、A1、A2、A3……气体的特性常数将式代入式积分可得统一基准焓的计算通式：Ht=a0+a1×T+a2×T2+a3×T3+a4×T4(5-1)式中常数a0、a1、a2、a3、a4与气体特性常数及标准生成热的关系为：a1=A0, a2=A1/2, a3=A3/4, a4=A3/4a0=△H0298－298.16a1－298.162×a2－298.163×a3－298.164×a4采用气体的统一基准焓进行热量平衡计算，不必考虑系统中反应如何进行，步骤有多少，只要计算出过程始态和末态焓差，即得出该过程的总热效果。
△H=（∑ni×Hi）始－（∑ni×Hi）末 (5-2)式中:△H——过程热效应，其值为正数时为放热，为负数时系统为吸热，单位：kcal；（4.1868kJ）;ni ——始态或末态气体的千摩尔数，kmol；Hi ——始态温度下或末态温度下；Hi——气体的统一基准焓，kcal/kmol，（4.1868kJ/kmol）现将有关气体的计算常数列于下表中气体统一基准焓（通式）常数表5-1.1计算O2的基准焓：根据基准焓的计算通式：Ht=a0+a1×T+a2×T2+a3×T3+a4×T4在415℃时T=415+273=683K将O2的常数带入上式得：Ht=1.90318×103+5.80298×683+2.15675×10–3×6832-7.40499×10–7×6833 +1.08808×10–10×6834=6699.742kcal/kmo=28050.412 kJ/kmol同理根据以上方法计算可得变换气的各个组分的基准焓列于下表放热：‘CO +H2O=CO2+H2（1）△H1=（∑Hi）始－（∑Hi）末=-376630.6208+11405.77+98953.987+228191.759=-38079.10484kJ/kmolQ1=9.062×（-38079.10484）=-345072.8481kJO2 + 2H2= 2 H2O （2）Q2=△H2=（∑ni×Hi）始－（∑ni×Hi）末=-221354.6179kJ气体反应共放热：Q=Q1+Q2=345072.8481+221354.6179=566427.4659kJ气体吸热Q3根据《物理化学教程》知CO, H2, H2O, CO2, N2 ，可用公式：Cp=a+bT+CT2来计算热容，热容的单位为kJ/（kmol.T）表5-1.2CH4可用公式：Cp=a+b+CT2+dT3来计算热容:表5-1.3计算结果得：所以平均热容：Cpm=∑Yi*Cp=34.06 KJ/（kmol.T）所以气体吸热Q3=34.06×184.68×(415-330)=534667.068kJ假设热损失Q4（一般热损失都小于总热量的10%）根据热量平衡的：Q= Q3 +Q4Q4=31760.979 kJ6．中变一段催化剂操作线的计算有中变一段催化剂变换率及热平衡计算结果知：中变炉入口气体温度330℃中变炉出口气体温度415℃中变炉入口CO变换率0中变炉出口CO变换率60%由此可作出中变炉催化剂反应的操作线如下：0102030405060708090100300350400450温 度（℃）C O 转化率 X p7．中间冷凝过程的物料和热量计算：此过程采用水来对变换气进行降温。