河北科技大学化工工艺课程设计剖析

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化工工艺设计课程设计报告

化工工艺设计课程设计报告

. -长江大学工程技术学院化工工艺及设备课程设计设计题目:生产能力为3400 m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人:丁红林丁俊松艾龙白晓旭江龙江源高冉郭先锋陈晶晶指导教师:X慢来黄天成班级:装备0601班组号:1(1—11号)设计时间:2009年12月20日—2009年12月31日前言氢气是一种重要的工业用品,它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门,由于使用要求的不同,这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。

近年来随着中国改革开放的进程,随着大量高精产品的投产,对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。

烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法,是由巴登苯胺公司发明并加以利用,英国ICI公司首先实现工业化。

这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用X围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。

近年来,由于转化制氢炉型的不断改进。

转化气提纯工艺的不断更新,烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。

甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标,受到许多国家的重视。

它具有以下的特点:1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较,投资省,能耗低。

2、与电解水制氢相比,单位氢气成本较低。

3、所用原料甲醇易得,运输储存方便。

而且由于所用的原料甲醇纯度高,不需要在净化处理,反应条件温和,流程简单,故易于操作。

4、可以做成组装式或可移动式的装置,操作方便,搬运灵活。

目录前言 (1)目录 (2)摘要 (3)设计任务书 (4)第一章工艺设计 (5)1.1.甲醇制氢物料衡算 (5)1.2.热量恒算 (6)第二章设备设计计算和选型:换热设备 (9)2.1.换热设备的计算与选型 (9)第三章机器选型 (13)3.1.计量泵的选择 (13)3.2.离心泵的选型 (15)第四章管道布置设计 (16)4.1.管子选型 (16)4.2.主要管道工艺参数汇总一览表 (18)4.3.各部件的选择及管道图 (19)第五章自动控制方案设计 (22)5.1.选择一个单参数自动控制方案 (22)5.2.换热器温度控制系统及方块图 (22)课设总结 (23)参考文献 (24)摘要本次课程设计是设计生产能力为3400m3/h甲醇制氢生产装置。

化工工艺课程设计

化工工艺课程设计

化工工艺课程设计化工工艺课程设计是指在化学工程及相关领域中,通过合理的理论体系与实际工艺操作相结合,为工艺系统提供优化设计方案的过程。

该过程包括工艺流程设计、设备选型、操作规范、安全评估等多个环节。

下面将从几个方面分析和探讨化工工艺课程设计的重要性,以及如何实施化工工艺课程设计。

1. 重要性化工工艺课程设计在化学工程领域中是一项非常重要的工作。

首先,它是优化工艺流程的关键一步,可以有效地增强化工工艺的效率和经济性。

其次,化工工艺课程设计可以更好地保证化工工艺系统的安全和稳定。

在任何一步操作中,需要考虑潜在的风险和危险,从而减少可能导致人员伤亡、生产设备损坏等问题的发生。

此外,优秀的化工工艺课程设计还能够提高化工工艺的技术含量和科技创新能力,从而推动行业的发展。

2. 实施过程化工工艺课程设计的实施过程分为以下步骤:第一步:确定优化目标和标准。

优化目标和标准是任何化工工艺课程设计的基础。

确定这些目标和标准时,要考虑经济、技术要求、安全规范、环境保护等多方面因素。

第二步:确定工艺流程。

在确定优化目标后,需要分析现有工艺流程中的各个环节,找出可优化的部分,预测优化后的效果,并设计新的工艺流程。

第三步:选择设备。

在新的工艺流程设计后,需要选择适合的设备,以确保工艺运行的稳定和安全。

设备的选择要考虑生产要求、工艺流程、操作舒适度、维护效率以及安全性等方面的综合因素。

第四步:编写操作规范。

操作规范是确保工艺正常运行的关键。

编写操作规范时,要根据设备、流程特点以及安全评估结果编制详细记录,防止操作过程中出现问题。

第五步:进行安全评估。

在课程设计之前和课程设计之后,都需要对化工工艺系统进行严格的安全评估。

评估过程包括工艺流程风险分析、安全设备评估、人员安全教育等环节。

3. 总结化工工艺课程设计是化学工程领域中不可或缺的环节。

实施化工工艺课程设计要充分考虑经济性、技术性、安全性、可操作性等综合因素。

化工工艺课程设计要时刻关注现代行业的发展和技术改革,致力于提高化工工艺的效益和竞争力。

化学工艺与工程课程设计

化学工艺与工程课程设计

化学工艺与工程课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化学工艺与工程的基本概念,理解化工过程中物质的性质变化及其规律。

2. 帮助学生了解化学工艺流程的设计原理,熟悉常见的化工设备及其工作原理。

3. 引导学生掌握化学工艺与工程领域的关键参数及其计算方法。

技能目标:1. 培养学生运用化学知识解决实际工艺问题的能力,学会分析化工过程中可能出现的问题并提出解决方案。

2. 提高学生运用计算机软件进行化学工艺流程设计和模拟的能力。

3. 培养学生进行实验操作、数据分析和处理的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工艺与工程的兴趣,激发他们探索化学世界的热情。

2. 培养学生的团队协作意识和责任感,让他们在合作中体验到共同解决问题的快乐。

3. 增强学生的环保意识,使他们认识到化学工艺在环境保护和可持续发展中的重要性。

本课程针对高中年级学生,结合化学学科特点,以实用性为导向,旨在帮助学生将所学化学知识与实际工艺相结合,提高他们解决实际问题的能力。

课程目标明确,分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效的设计和评估。

通过本课程的学习,学生将能更好地理解化学工艺与工程领域的发展及其在实际生产中的应用。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 化学工艺与工程基本概念- 物质的性质变化及其规律- 化工过程的分类及特点- 常见化工设备的结构与原理参考教材相关章节,通过实例分析,让学生了解化学工艺与工程的基本原理。

2. 化学工艺流程设计- 化工流程图的绘制方法- 化工设备的选择与工艺参数的确定- 计算机辅助化学工艺流程设计结合教材内容,指导学生运用所学知识进行化学工艺流程设计,培养其实际操作能力。

3. 化学工艺与工程案例分析- 分析典型化工工艺流程及其优化- 探讨化工过程中可能存在的问题及解决方案- 环保与可持续发展在化学工艺中的应用选取具有代表性的案例,让学生深入了解化学工艺与工程在实际生产中的应用,提高其问题分析及解决能力。

河北科技大学化工工艺课程设计剖析复习过程

河北科技大学化工工艺课程设计剖析复习过程

化工工艺与化工设计概论课程设计题目年产四万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学与制药工程学院专业化学工程与工艺姓名曹泽众学号100101401指导教师刘洪杰孙立明赵瑞红目录1.前言 (2)2.工艺原理 (2)3.工艺条件 (2)4.设计规模及设计方案的确定 (3)5.工艺流程简述 (4)6.主要设备的选择说明 (4)7.对本设计的综述 (4)第一章变换工段物料及热量衡算 (6)第一节变换炉物料及热量衡算 (6)第二节主要设备的物料与热量衡算 (15)第二章设备的计算 (17)主要设备一览表................................................‥ (25)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 可使氨合成触媒中毒,必须进行净化处理,所以,变换工段的任务就是,使co 转化为易于清除的CO 2和氨合成所需要的H 2。

因此,CO 变换既是原料气的净化过程,又是原料气造气的继续。

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。

工艺原理:一氧化碳变换反应式为:CO+H 2O=CO 2+H 2+Q (1-1)CO+H 2 = C+H 2O (1-2)其中反应(1)是主反应,反应(2)是副反应,为了控制反应向生成目的产物的方向进行,工业上采用对式反应(1—1)具有良好选择性催化剂,进而抑制其它副反应的发生。

一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应,反应热是温度的函数。

变换过程中还包括下列反应式: H 2+O 2=H 2O+Q 工艺流程的选择合成氨变换工艺发展至今,工艺主要有4种:全中变、中串低、全低变和中低低。

课程设计报告化工

课程设计报告化工

药店培训总结和计划表一、培训总结经过为期一个月的药店员工培训,我们取得了一定的成果,也发现了一些问题。

在此做一下总结和评估。

1. 培训内容在这一个月的培训中,我们主要覆盖了以下内容:- 药品知识:各类药品的功效、用法用量、不良反应等知识。

- 销售技巧:如何与顾客进行有效沟通、提升销售技巧等。

- 服务理念:提供更加贴心的服务,满足顾客需求。

- 应对突发状况:如何应对突发情况,保障工作安全。

2. 培训效果在培训结束后,我们进行了一次测试,结果显示,大部分员工的药品知识、销售技巧、服务理念等方面均有一定提升。

同时,员工们在实际工作中的表现也有所改善,顾客满意度提高了。

3. 存在问题然而,我们也发现了一些问题:- 培训缺失:在培训内容上,针对一些员工的具体需求还不够全面,需进一步完善。

- 应用不足:部分员工在实际工作中还未能很好地将培训内容应用到实践中,需要更多的指导和辅导。

4. 下一步计划为了进一步提升员工的综合素质和工作能力,我们制定了以下的培训计划。

二、培训计划1. 培训目标通过培训,提升员工的专业水平和服务态度,增强他们的职业素养。

2. 培训内容我们将进一步加强以下方面的培训内容:- 药品知识:不仅要求员工熟悉各类药品的基本知识,还要求他们能解答客户的常见问题。

- 销售技巧:从销售技巧的理论知识到实际操作的技能培训,全面提升员工的销售能力。

- 服务理念:加强员工的服务意识,提高服务质量,满足客户需求,提升客户满意度。

- 应对突发状况:安全问题的培训,教导员工如何应对突发情况,保障自身和顾客的安全。

3. 培训时间我们计划安排一个月的时间,每周进行一次集中培训,每次培训4小时,加上每天的自学时间,确保员工充分领会培训内容。

4. 培训方式我们将采用讲座、互动交流、实践操作等多种方式开展培训,以期更好地激发员工学习的积极性和主动性。

5. 培训师资我们计划邀请专业的医药行业人士、销售专家等进行培训和辅导,提供更加专业和全面的指导。

化工课程设计

化工课程设计

化工课程设计化工课程设计是指以化学工程为基础,通过课程学习和实践操作,培养化工专业学生的综合素质和实践操作能力。

化工课程设计是现代化工教育的重要组成部分,是培养优秀化工人才的必要手段之一。

一、化工课程设计的意义化工课程设计是化工专业学生进行实践操作和创新研究的重要环节,可以充分发挥学生的想象力和创造力,培养学生实践操作技能和解决问题的能力,促进学生对所学理论知识的理解和掌握,使学生能够更好地适应职业发展需要。

1. 培养学生实践操作能力化工课程设计是一种综合性的实践操作,通过实验操作、数据统计与分析等方式,培养学生的实践操作能力,提高学生实践操作的技能和基本素质,为学生今后从事相关职业奠定了基础。

2. 培养学生解决问题的能力在实践操作过程中,学生不仅需要掌握基本的实验技能和实验方法,还需要独立思考、发现问题、解决问题的能力。

因此,化工课程设计可以培养学生发现问题、独立思考、团队协作和解决问题的能力,使学生具备了较高的创新能力和实践能力。

3. 促进学生对所学理论知识的掌握和理解化工课程设计是将理论知识与实践紧密结合的具体体现,通过实验操作、数据分析等方式,使学生更加深入地理解所学专业知识,加速学生理论知识向实践的转化。

二、化工课程设计的设计思路在进行化工课程设计时,首先需要明确实验的目的,了解实验的基本流程和操作技能,确定实验所需的器材和药品,以及对实验结果进行统计与分析。

具体的化工课程设计思路如下:1.明确实验的目的在进行化工课程设计前,需要明确实验的目的。

实验目的应与学生掌握的知识和能力需求相适应,同时应具有实践性和操作性。

明确实验目的可以帮助学生更好地进行实验设计,并更好地完成实验任务。

2.确定实验的基本流程和操作技能确定实验的基本流程和操作技能非常重要。

在确定实验基本流程和操作技能前,需考虑一系列因素,例如实验时间、器材数量和药品种类等,以保证实验的正常进行和实验结果的准确性。

3.确定实验所需的器材和药品确定实验所需的器材和药品是化工课程设计的基础,为实验的正常进行提供了基础设施。

河北科技大学

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3)、自动化程度提高 微机控制 连锁装置 报警装置 自动分析仪器 4)、 操作环境的改善 5)、 新技术的应用
第三节 我国氨合成工业的发展及方向
------从建设中型氮肥厂开始
1956年,化工部化工设计院自行设计年产7.5万吨合成氨装置以及建设了 四川化工厂。 1958年,原化工部氮肥设计院编制了年产5万吨合成氨的定型设计,相继 建成了衢州化工厂合成氨分厂、吴泾化工厂和广州氮肥厂。 1964~1966年,我国建设了四川泸州天然气化工厂。其合成氨装置从英 国引进,采用天然气加压蒸汽转化法制合成氨原料气,年产合成氨10万 吨;其尿素装置从荷兰引进,采用水溶液全循环法,年产尿素16万吨。 1965年,陕西兴平化肥厂开始建设从意大利引进的年产5万吨合成氨重油 加压部分氧化法装置,国内配套合成氨、硝酸、硝铵部分,于1970年建 成投产。与此同时,还采用加压碳化法合成氨流程制碳酸氢铵工艺,之 后又相继建成了宝鸡等8个厂。

下游产品主要是尿素和硝酸铵
小型合成氨装置
700多套,生产能力约为3000万t/a

其下游产品原来主要是碳酸氢铵,现有 112套经过改造生产尿素。 经4改6或1830工程

以煤、焦为原料的占96%,以气为原料的 仅占4%。
小氮肥企业协会寿终正寝

2007年11月27日,全国小氮肥第13次技
术经验交流会是以小氮肥名义召开的最
我国第一套自主设计自主建设的年产2.5万吨合成氨装置
1963年9月投产时的上海吴泾化工厂, 因厂区及环保问题已于2007年9月拆除
我国小氮肥的发展和壮大
目前,15套“18/30”装置, 90多套“8/13”装置
九十年代,40000吨/年 八十年代,15000吨/年 文化大革命,5000吨/年

化学工艺方案课程设计

化学工艺方案课程设计

化学工艺方案课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解化学工艺方案的基本概念,掌握化学工艺流程的设计原则。

2. 掌握化学实验的基本操作,了解实验装置的搭建方法和注意事项。

3. 了解化学工艺中涉及的物质性质、反应类型及反应条件。

技能目标:1. 能够运用化学知识,分析化学工艺方案中的问题,并提出合理的改进措施。

2. 学会设计简单的化学工艺流程,并能进行实验验证。

3. 能够运用文献、网络等资源,收集化学工艺相关信息,提高信息处理能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学工艺的兴趣,激发学习热情,树立化学科学服务于社会的观念。

2. 增强学生的环保意识,认识到化学工艺在环境保护和资源利用方面的重要性。

3. 培养学生的团队合作精神,学会与他人合作完成化学工艺方案的设计与实施。

课程性质:本课程为实践性较强的化学课程,结合理论知识与实践操作,培养学生解决实际问题的能力。

学生特点:初三学生,具有一定的化学基础知识,思维活跃,动手能力强,但缺乏实际工艺设计经验。

教学要求:注重理论与实践相结合,引导学生主动参与,鼓励学生思考、提问,充分调动学生的积极性。

同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每位学生都能在课程中收获成长。

通过课程学习,达到分解后的具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本课程教学内容以化学工艺方案设计为主题,依据课程目标,结合教材相关章节,组织以下内容:1. 化学工艺方案基本概念:介绍化学工艺方案的定义、分类及作用,结合教材第十章“化学与生活”内容,让学生了解化学工艺在生活中的应用。

2. 化学工艺流程设计原则:讲解化学工艺流程设计的基本原则,如安全性、环保性、经济性等,参考教材第十一章“化学工艺流程”相关内容。

3. 化学实验基本操作与装置搭建:学习化学实验基本操作方法,了解实验装置的搭建及注意事项,结合教材第十二章“化学实验技能”内容。

4. 物质性质、反应类型及反应条件:分析化学工艺中涉及的物质性质、反应类型及反应条件,参照教材第九章“化学反应”相关内容。

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化工工艺与化工设计概论课程设计题目年产四万吨合成氨变换工段工艺初步设计系别化学与制药工程学院专业化学工程与工艺姓名曹泽众学号100101401指导教师刘洪杰孙立明赵瑞红目录1.前言 (2)2.工艺原理 (2)3.工艺条件 (2)4.设计规模及设计方案的确定 (3)5.工艺流程简述 (4)6.主要设备的选择说明 (4)7.对本设计的综述 (4)第一章变换工段物料及热量衡算 (6)第一节变换炉物料及热量衡算 (6)第二节主要设备的物料与热量衡算 (15)第二章设备的计算 (17)主要设备一览表................................................‥ (25)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可使氨合成触媒中毒,必须进行净化处理,所以,变换工段的任务就是,使co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。

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 (1-2)其中反应(1)是主反应,反应(2)是副反应,为了控制反应向生成目的产物的方向进行,工业上采用对式反应(1—1)具有良好选择性催化剂,进而抑制其它副反应的发生。

一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应,反应热是温度的函数。

变换过程中还包括下列反应式:H 2+O2=H2O+Q工艺流程的选择合成氨变换工艺发展至今,工艺主要有4种:全中变、中串低、全低变和中低低。

对于每一种变换工艺,由于采用不同的热回收方式而使变换工艺的流程及设备结构有所不同。

合理选择变换工艺应考虑一下因素:半水煤气、水和蒸汽的质量,半水煤气中硫化氢的质量;变换气中CO含量要求;对变换后续工段的影响;企业现有管理水平和操作水平。

本设计采用全低变流程。

变换炉的段间降温方式有:半水煤气冷机降温、水冷激降温和蒸汽冷激降温。

由于水的蒸发潜热大,少量的水就能达到降温的目的,用它降温既方便又灵敏,另外,由于水冷激降温是将气体的显热转变为蒸汽的潜热,降温后系统内总的热负荷并没有增加多少,相应的系统阻力也变化较小。

所以,本次设计变换炉段间降温方式采用水冷激降温。

工艺流程简述下边原料及主要工艺条件写任务书上的其他条件任务书压力:压力对变换反应的平衡几乎没有影响。

但是提高压力将使析炭和生成甲烷等副反应易于进行。

单就平衡而言,加压并无好处。

但从动力学角度,加压可提高反应速率。

从能量消耗上看,加压也是有利。

由于干原料气摩尔数小于干变换气的摩尔数,所以,先压缩原料气后再进行变换的能耗,比常压变换再进行压缩的能耗底。

具体操作压力的数值,应根据中小型氨厂的特点,特别是工艺蒸汽的压力及压缩机投各段压力的合理配置而定。

一般小型氨厂操作压力为0.7-1.2MPa,中型氨厂为1.2-1.8Mpa。

本设计压力取1.7MPa.温度:变化反应是可逆放热反应。

从反应动力学的角度来看,温度升高,反应速率常数增大对反应速率有利,但平衡常数随温度的升高而变小,即 CO平衡含量增大,反应推动力变小,对反应速率不利,可见温度对两者的影响是相反的。

因而存在着最佳反应温度。

对一定催化剂及气相组成,从动力学角度推导的计算式为Tm=式中Tm、Te—分别为最佳反应温度及平衡温度,最佳反应温度随系统组成和催化剂的不同而变化。

汽气比:水蒸汽比例一般指H2O/CO比值或水蒸汽/干原料气.改变水蒸汽比例是工业变换反应中最主要的调节手段。

增加水蒸汽用量,提高了CO的平衡变换率,从而有利于降低CO残余含量,加速变换反应的进行。

由于过量水蒸汽的存在,保证催化剂中活性组分Fe3O4的稳定而不被还原,并使析炭及生成甲烷等副反应不易发生。

但是,水蒸气用量是变换过程中最主要消耗指标,尽量减少其用量对过程的经济性具有重要的意义,蒸汽比例如果过高,将造成催化剂床层阻力增加;CO停留时间缩短,余热回收设备附和加重等。

设计规模及设计方案的确定1)原料组成本设计采用的原料的组成,如表1所示。

表1 半水煤气的组成(干基)组分H2CO CO2O2N2CH4合计含量/%41.0 27.0 12.0 0.3 18.7 1.0 1002)建设规模年生产40000t合成氨厂生产能力,年工作日按330天计,日产量 40000/330/24=5.05t/h。

3)设计方案本工艺采用以煤为原料一氧化碳低温变换工艺设计。

催化剂采用B302Q,该催化剂的活性温度为180℃~500℃之间,变换炉为二段,一二段采用换热器降温,最终一氧化碳的变换率达到符合生产的需要。

工艺流程简述半水煤气温度35℃,压力0.88MPa,进入饱和塔加热增湿,出塔气体补充蒸汽达到所需的蒸汽比后进入蒸汽混合器,饱和塔出气所夹带的少量水雾皆可蒸发成蒸汽,而保证进入热换热器的半水煤气的干燥,半水煤气在热交换器中被加热到38℃左右,进入变换炉,经一段变换后的气体由变换炉引到热交换器降温后气体再回到变换炉二段触媒层,完成全部变换反应,出炉气体先去热交换器与部分半水煤气换热后依次进入水加热器和热水塔加热系统中循环热水,出热水塔的变换气进入第二水加热器加热锅炉给水后,再进入冷凝塔,被冷却水所洗涤和冷却。

然后进变换气储罐。

画方框图图1 一氧化碳变换生产流程主要设备的选择说明低温变换流程中,主要设备有低变炉、饱和热水塔、换热器、水加热器等。

以上设备的选择主要是依据所给定的合成氨系统的生产能力、原料气中碳氧化物的含量以及变换气中所要求的CO浓度。

对本设计评述半水煤气的变换是合成氨生产中较为关键的一步,因为能否正常生产出合格的变换气,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,根据已知的原料气组成,操作条件,采用了全低变变换的工艺流程路线。

首先进行物料和热量衡算,在计算的基础上,根据计算结果对主要设备选型,最终完成了本设计的宗旨。

在本设计中,主要参考了《小合成氨厂工艺技术与设计手册》和《合成氨工艺学》《化工原理》《物理化学》等书。

第一章变换工段物料及热量衡算第一节变换炉物料衡算及热量衡算已知条件(1)生产流程见图1;(2)干半水煤气成分见表1;(3)每吨氨消耗干半水煤气量 3270Nm3;(4)半水煤气温度35℃;变换气温度38℃;(5)触媒型号B302Q(6)变换气中一氧化碳(干基)1.5%;(7)各设备的热损失按5%计算;(8)热水塔出口变换气温度:75-80℃;(9)加入蒸汽为饱和蒸汽:压力1.0Mpa(表);冷却水温度:37℃1.确定转化气组成:已知条件低变炉进口气体组成:表1 半水煤气的组成(干基)年产10日生产量:100000/330/24=12.63t/h要求出低变炉的变换气干组分中CO%小于1.5%表2 进低变炉的变换气干组分(1)进出口温度的估计根据触媒B302Q的活性温度,选取变换炉进气温度为200℃(此值尚待以后计算检验是否合适)。

因系煤气冷激气流程,进出口温度差可稍小一点,现取为20℃,则变换炉出口温度为200+20=220℃。

(2)蒸汽比的选择假定汽气比为1.2,则单位干混合煤气应加入水蒸气:882.9×1.2=1059.48N;=56.76kmol则进变换器总的湿转化气量为=3270+1059.48=4329.48N表3 变换进口的湿气组成组分CO 2CO H2N2O2CH 4 H2O 合计含量,%9.06 20.39 30.97 14.12 0.23 0.76 24.47 100 M3(标) 392.4 882.9 1340.7 611.49 9.81 32.7 1059.48 4329.48 Kmol17.52 39.42 59.85 27.30 0.44 1.46 47.30 193.29换率x:X p%=×100式中、分别为原料及变换气中CO的摩尔分率(干基)。

所以:X p%==93.0%变换后气体中有关成分的浓度为(氧气与氢气的反应略去不计;转化率为93.0%)H2=0.3097+0.2039×0.930=0.4993CO=0.2039×(1-0.930)=0.0143CO2=0.0906+0.2039×0.930=0.2802H2O=0.2447-0.2039×0.930=0.0551出口组成的平衡常数由下试算出:K===177.56相应的平衡温度由参考《无机化工工艺学》P88查得,T=200℃时,K=227.9;T=250℃时,K=86.51.内插法求得K=177.56时,T为217.8℃。

出口平衡温差为220-217.8=2.2℃。

计算所得出口平衡温差在合理范围之内,不必重新假设蒸汽比,原假设的蒸汽比可用。

(3)湿半水煤气组成上一个表中的数据3.低组分CO2CO H2N2O2CH4 H2O 合计含量,%9.06 20.39 30.97 14.12 0.23 0.76 24.47 100 M3(标) 376.66 847.68 1287.53 587.02 9.56 31.6 1017.31 4157.36 Kmol16.82 37.84 57.48 26.21 0.43 1.41 45.42 185.60变炉一段催化剂床层的物料衡算计算基准:1吨氨。

假设CO在一段催化床层的实际变换率为70%。

因为进低变炉一段催化床层的变换气湿组分:见上表假设O2与H2完全反应,O2完全反应掉故在一段催化床层反应掉的CO的量为:70%×882.9=618.03M3(标)=27.59koml出一段催化床层的CO的量为:882.9*(1-30%)=264.87M3(标)故在一段催化床层反应后剩余的H2的量为:1340.7 +508.61-2×9.56=1777.02(标)=79.33koml故在一段催化床层反应后剩余的CO2的量为:376.66+508.61=885.27M3(标)=39.52koml出低变炉一段催化床层的变换气干组分:组分CO2CO H2N2CH4合计含量,%24.46 9.37 49.09 16.22 0.87 100M3(标) 885.27 339.07 1777.02 587.02 31.6 3619.98 Kmol39.52 15.14 79.33 26.21 1.41 161.61剩余的H2O的量为:1017.31-508.61+2×9. 56=527.82M3(标)=23.56koml所以出低变炉一段催化床层的变换气湿组分:组分CO2CO H2N2CH4H2O 合计含量%21.34 8.17 42.84 14.51 0.726 12.73 100M3(标) 885.27 339.07 1777.02 587.02 31.6 527.82 4147.8koml 39.52 15.14 79.33 26.21 1.41 23.56 185.17对出低变炉一段催化床层的变换气的温度进行计算:根据:K==(0.2134*0.4284)/(0.0817*0.1273)=8.7901查《无机工艺学》知当t=450℃ K=7.311;t=400℃ K=11.70。

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