年产10万吨合成氨变换工段工艺设计
年产10万吨合成氨变换脱碳甲烷化工序设计
毕业设计题目名称年产10万吨合成氨变换脱碳甲烷化工序设计系别化学工程系专业/班级应用化学09101班学生孙毅学号********指导教师（职称）顾海平（副教授）、解鹤（助教）摘要氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
在农业方面，氨主要用于制造氮肥和复合肥料。
工业上，氨是重要的无机化学和有机化学工业基础原料。
氨是由氮气与氢气在一定温度、压力、以及催化剂条件下反应生成。
本设计是以天然气为原料年产十万吨合成氨的变换脱碳与甲烷化工序的设计。
我国是传统的农业大国，对氨的需求量很大，更多合成氨厂的建立对农业的发展尤为重要。
通过比较，选择了以天然气为原料合成氨的工艺流程，因为天然气是一种洁净环保经济的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，能从根本上改善环境质量，以天然气为原料合成氨耗能较少，运输方便，而且现在以天然气为原料合成氨的工艺已经很成熟，我国的天然气储量也比较丰富。
本设计主要流程如下：原料气转化→变换→脱碳→甲烷化本设计主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势，介绍了合成氨变换工序的流程、脱碳部分对CO2主要采用的化学吸收方法—本菲尔法；变换与脱碳工序的工艺参数的确定。
最后列出了选择以天然气为原料合成氨的优越性。
工艺计算部分设计主要对变换、脱碳、甲烷化进行了物料衡算、热量衡算，各换热器的热量衡算，设备计算并绘制了合成氨净化工序带控制点的工艺流程图。
本文还进行了脱碳系统的物料衡算、热量衡算，并进行高变炉的设备工艺计算，计算结果与生产实际十分相符。
最后，绘制出了该工序带控制点的工艺流程图。
根据计算得出的设计结果与实际10万吨合成氨生产十分接近。
关键词：合成氨变换脱碳甲烷化AbstractAmmonia is one of the important inorganic chemical products, occupies an important position in the national economy.In agriculture, the ammonia is mainly used in the manufacture of nitrogen fertilizer and compound fertilizer.Industrial ammonia is an important basic raw materials of inorganic and organic chemistry industry. Ammonia is a by nitrogen and hydrogen in a certain temperature, pressure, and catalyst under the conditions of reaction. The design is based on natural gas as raw material with an annual output of 10 million tons of synthetic ammonia conversion the decarbonization and methanation process design.China is a traditional agricultural country, the great demand for ammonia, ammonia plant establishment is particularly important to the development of agriculture. By comparison, select a process flow of natural gas as the raw material of synthetic ammonia, because natural gas is a clean green economy quality energy, almost no sulfur, dust and other harmful substances, can fundamentally improve the quality of the environment, using natural gas as raw material ammonia synthesis less energy, transportation, and natural gas as raw material ammonia synthesis process has been very mature, China's natural gas reserves are also rich. The design process is as follows:Feed ga s into → Tr a nsform → dec arburiza tion → meth anationThis design mainly on the current situation and development trend of the ammonia industry at home and abroad, the ammonia process of the transformation process, decarburization part of the CO2is mainly used in chemical absorption method - this Phil Law; determination of the technological parameters of the process of transformation and decarbonization . Listed at the end of the superiority of natural gas as raw material ammonia synthesis.The process calculation part of the design of the transformation, decarbonization, methanation material balance, heat balance, heat balance of the heat exchanger device calculated and plotted ammonia purification process with the process flow diagram of the control points.Article also decarburization system material balance, heat balance, and the hypervariable furnace equipment and technology, the calculation results with the production of the actual very consistent.Finally, draw out the process with a process flow diagram of the control points.Calculated design results very close to the actual 100,000 tons of synthetic ammonia production.Keywords: ammonia transform decarburization methanation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章综述............................................................................................................................ - 1 -1.1氨的结构与性质......................................................................................................... - 1 -1.1.1氨的结构.......................................................................................................... - 1 -1.1.2氨的主要性质.................................................................................................. - 1 -1.1.3氨的主要用途................................................................................................... - 1 -1.2 合成氨工业产品的用途............................................................................................. - 2 -1.2.1 氨气用途.......................................................................................................... - 2 -1.2.2氨水用途.......................................................................................................... - 2 -1.3 合成氨工业的重要性................................................................................................. - 2 -1.3.1农业对化肥的需求........................................................................................... - 2 -1.3.2氨与能源工业关系密切.................................................................................. - 2 -1.4 合成氨的生产工艺..................................................................................................... - 3 -1.4.1原料气制备....................................................................................................... - 3 -1.4.2一氧化碳变换过程.......................................................................................... - 3 -1.4.3脱硫脱碳过程................................................................................................... - 3 -1.4.4甲烷化过程....................................................................................................... - 3 -1.4.5氨合成............................................................................................................... - 4 -1.5 合成氨的催化剂......................................................................................................... - 4 -1.5.1合成氨的催化机理.......................................................................................... - 4 -1.5.2催化剂的中毒.................................................................................................. - 5 -1.6影响合成氨的因素...................................................................................................... - 5 -1.6.1温度对氨合成反应的影响............................................................................... - 5 -1.6.2压力对氨合成反应的影响............................................................................... - 5 -1.6.3空速对氨合成反应的影响............................................................................... - 6 -1.6.4氢氮比对氨合成反应的影响........................................................................... - 6 -1.7发展趋势...................................................................................................................... - 7 -1.7.1原料路线的变化方向....................................................................................... - 7 -1.7.2节能和降耗....................................................................................................... - 7 -1.7.3与其他产品联合生产....................................................................................... - 7 -1.8 选择以天然气为原料合成氨的优越性..................................................................... - 7 -1.9 本设计基本工艺流程................................................................................................. - 9 - 第二章工艺计算.................................................................................................................. - 10 -2.1高温变换炉................................................................................................................ - 10 -2.1.1物料衡算......................................................................................................... - 10 -2.1.2热量衡算......................................................................................................... - 11 -2.1.3高变炉平衡温距核算..................................................................................... - 12 -2.1.4高变炉干空速核算......................................................................................... - 13 -2.2低温变换炉................................................................................................................ - 13 -2.2.1物料衡算......................................................................................................... - 13 -2.2.2热量衡算......................................................................................................... - 14 -2.2.3 废热锅炉103- C及甲烷化进气换热器104-C热负荷计算 .................... - 16 -2.3脱碳........................................................................................................................... - 16 -2.3.1进吸收塔总气量A总计算............................................................................. - 16 -2.3.2吸收塔出口气体组成计算............................................................................. - 17 -2.3.3苯菲尔溶液循环量的计算：......................................................................... - 19 -2.3.4低变再沸器热负荷计算................................................................................. - 21 -2.4甲烷化........................................................................................................................ - 22 -2.4.1甲烷化炉的物料衡算.................................................................................... - 22 -2.4.2甲烷化炉热量衡算......................................................................................... - 24 -2.4.3锅炉给水换热器热平衡................................................................................. - 24 -2.4.4水冷器热衡算................................................................................................. - 25 - 第三章高变炉的催化剂含量计算...................................................................................... - 27 -3.1变换炉中气体的绝热温升........................................................................................ - 27 -3.2各层气体组成............................................................................................................ - 27 -3.3催化剂用量计算........................................................................................................ - 28 - 参考文献.................................................................................................................................. - 30 - 结束语...................................................................................................................................... - 31 -致谢.......................................................................................................................................... - 32 -第一章综述1.1氨的结构与性质1.1.1氨的结构氨分子为三角锥型分子，是极性分子。
10万吨年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计 毕业设计
10万吨年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计毕业设计10万吨/年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计学院：化学化工学院班级：20101331班学号：2010133108姓名：姚正贤指导老师:王智娟完成时间:2013年8月30日目录绪论 (6)一、合成氨原料 (6)1、合成氨生产工艺 (6)2、 氨的用途 (6)二、合成氨的生产现状 (7)1、世界合成氨生产现状 (7)2、我国合成氨生产现状 (7)三、合成氨技术的发展趋势 (8)设计条件 (9)一、最佳设计条件式的建立 (9)二、最佳温度变换率分配方案和接触时间的计算 (10)1、已知条件 (10)2、在T~x 图上标绘出平衡曲线和最佳温度曲线 (12)3、由条件式I 确定第一段出口状态和第二段入口状态。
(13)（1）绝热操作线方程及绝热温升的确定 (13)4.用条件式2T ∏确定二段出口状态 (17)三、催化剂用量的计算 (19)1、第一段11001V C R υτ= ................................ 19 2、第二段20022V C V T R ∴= ................................ 19 3、总用量3+13.5310.4214.95m 12V V V RT R R ==+= ........... 19 四、变换炉工艺尺寸的确定 . (19)五、 附录 (22)1、正负面积求变化率： (22)2、求接触时间 (23)10万吨/年合成氨厂两段中间间接换热式变换炉的最佳工艺设计摘要本设计根据效益最好的原则，以变换炉催化剂体积最小为目标函数，导出了间接换热式变换炉最佳设计的条件式，并通过计算机求解，得出年产十万吨合成氨厂变换炉所需B113型催化剂的理论体积，可供有关设计部门和生产单位参考。
关键词间接换热式最佳设计变换炉绝热温升接触时间前言一氧化碳变化是合成氨生产中一个重要组成部分。
年产十万吨合成氨变换工艺和设备设计核算参考
5、工艺流程
本设计主要是变换工序的工艺设计，所选流程为：
H2O
原料气
饱
和
热
水
塔
中
温 变
换热器
换
炉
低 变换气 温 变 换 炉
选用中串低工艺。从压缩工段来的变换气进入饱和
热水塔，在饱和塔出口加入水蒸汽使汽气比达3-5，以 后
再进入中变炉将转换气中一氧化碳含量降到3%以下。
再通过换热器将转换气的温度降到180℃左右，进入低
物量在设备里无物量的变化。
水带入热Q1=XCpT 变换气带入热Q2=nCpmT 同理求得变换气带出热Q3；水带出热Q4。 热量平衡：0.96×(Q1+ Q2)= Q3+ Q4 则X=288.305koml
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％ 求出在一段催化床层反应后剩余各组分的量 得到出中变炉一段催化床层的变换气干组分的含 进而求得出中变炉一段催化床层变换气湿组分含 量 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Kp，查出对应温度t
主换热器的物料与热量的计算
进出设备的变换气的量：190.97kmol 进出设备的水的量： Xkmol
变换气进设备的温度： 365℃ 变换气出设备的温度： 250℃
水进设备的温度： 水出设备的温度：
20℃ 90℃
变换气带入热Q1=nCpmT；水带入热Q2=XCpT 同理求变换气带出热Q3水带出热Q4 0.96×（Q1+Q2）=Q3+Q4
低变炉的物料计算
要将CO％降到0.2％（湿基）以下，
由CO实际变换率为：Xp=
Ya Ya
年产10万吨合成氨装置制工段
年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨常用作制冷剂。
合成氨工艺涉及众多工段，本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计，烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，以达到合成氨入塔要求。
对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。
二、原料的选择合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。
本设计以煤作为原料，因为我国煤炭资源丰富。
在原料来源方面有着先天的优势，从而降低生产过程的成本。
合成氨的生产需要氢气和氮气，氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后，输出地精制气体（主要含量为H2）作为合成氨工段的生产原料。
氮气的来源主要是空气中的氮气，可以在低温下将空气液化、分离而得到，作为合成氨工段的另一重要原料。
三、厂址的选择本设计合成氨厂选址选于省六盘水市盘县两河新区。
1. 原料来源便捷两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带，以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。
2.交通便利新区沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入，即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区海铺呈十字交汇，正在修建的长昆快速铁路家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口，320国道贯穿全境。
3.水资源丰富新区邻近的托长江为珠江水系分支，为工业的发展带来甘霖。
4.电力资源丰富两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座，为配合搞好新区的建设，盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组，确保正常供电。
（可研报告）天然气年产10万吨合成氨合成段
学院毕业设计1引言氮是植物营养的重要成分之一，大多数的植物不能直接吸收存在于空气中的游离氮，只有当氮与其他元素化合以后，才能被植物吸收利用。
将空气中的游离氮转变为化合态氮的过程称为“固定氮”。
20世纪初，经过人们的不懈探索，终于成功的开发了三种固定氮的方法：电弧法、氰氨法、和合成氨法。
其中合成氨法的能耗最低。
1913年工业上实现了氨合成以后，合成氨法发展迅速，30年代以后，合成氨法已成为人工固氮的主要方法。
1.1氨的性质氨化学式为NH3常温下为无色有刺激性辛辣味的恶臭气体，会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸道器官粘膜，空气中氨的质量分数占0.5% ~ 1.0%就会使人在几分钟内窒息。
氨的主要物理性质见表0-1。
氨在常温加压易液化，称为液氨。
氨易溶于水，与水反应形成水合氨（NH3 + H2O=NH3·H2O）简称氨水，呈弱碱性，氨水极不稳定，受热分解为氨气和水，氨含量为1%的水溶液PH为11.7。
浓氨水氨含量为28% ~ 29%。
氨的化学性质比较活泼，能与酸反应生成盐，如与盐酸反应生成氯化铵；与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵，脱水后生成尿素等等。
表1-1氨的主要物理性质[1]年产10万吨合成氨合成工段设计1.2氨的用途氨主要用于制造化学肥料，如农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥等；也作为生产其他化工产品的原料，如基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业的含氮中间体，制药工业中磺胺类药物、维生素，化纤和塑料工业中的己酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等都需要直接或间接地以氨为原料。
另外在国防工业尖端技术中，作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料。
氨还可以做冷冻，冷藏系统的制冷剂。
1.3合成氨的发展历史1.3.1氨气的发现十七世纪30年代末英国的牧师、化学家S.哈尔斯（HaLes，1677～1761）,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出，1774年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气（氨），并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体：H2和N2，其后H.戴维（Davy，1778～1829）等化学家继续研究，进一步证明了2体积的氨通过电火花放电后，分解为1体积的氮气和3体积的氢气[2]。
年产10万吨合成氨造气工段设计
1 绪论 (5)1.1 煤气化发展史 (5)1.2 煤气化技术发展趋势 (5)2 生产方法的选择及论证 (6)2.1 生产方法的介绍 (6)2.1.1 固定床气化法 (6)2.1.2 流化床气化 (6)2.1.3 气流床气化 (7)2.1.4 熔浴床气化 (7)2.2 生产方案的选择及论证 (7)3 常压固定床间歇气化法 (8)3.1 半水煤气定义 (8)3.2 固定床气化法的特点 (8)3.3 生产半水煤气对原料的选择 (8)3.4 半水煤气制气原理 (9)3.5 发生炉内燃料分布情况 (10)3.6 各主要设备的作用 (10)3.6.1 煤气发生炉 (10)3.6.2 燃烧室 (11)3.6.3 废热锅炉 (12)3.6.4 洗气箱 (12)3.6.5洗涤塔 (12)3.6.6 烟囱 (12)3.6.7 自动机 (12)3.7 间歇式制半水煤气的工艺条件 (12)3.8 生产流程的选择及论证 (13)3.9 间歇式气化的工作循环 (14)3.10 间歇式制半水煤气工艺流程 (15)4 工艺计算 (16)4.1 煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (16)4.2 物料及热量衡算 (17)4.3制气阶段的计算 (20)4.3.1 物料衡算 (20)4.3.2 热量衡算 (22)4.4 总过程计算 (24)4.5 配气计算 (26)4.6 消耗定额 (27)4.7 吹净时间核算 (27)4.8 废热锅炉的热量衡算 (28)4.9 夹套锅炉的物料及热量衡算 (32)5 设备计算 (33)5.1 煤气炉指标计算 (33)5.2 煤气台数的确定 (34)5.3 空气鼓风机的选型及台数确定 (34)6 各设备的选型及工艺指标 (35)6.1 Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标 (35)6.2 燃料室的工艺指标 (35)6.3 洗气箱工艺指标 (36)6.4索尔维式废热锅炉工艺指标 (36)6.5填料式洗涤塔工艺指标 (37)6.6 煤气发生炉自动加煤机工艺指标 (37)6.7 10000m3螺旋式气柜的工艺指标 (38)6.8 集尘器 (38)7 车间布置简述 (39)8 安全技术与节能 (39)8.1 安全技术 (39)8.2 节能 (40)9.1 人员工资 (41)9.2 总投资计算 (41)9.3 成本计算 (43)参考文献 (44)致谢............................................................... 错误!未定义书签。
年产10万吨合成氨合成工艺设计
合成氨是一种重要的化学原料，广泛用于生产农药、肥料、染料、塑料等。
年产10万吨合成氨的合成工艺设计是一个复杂而重要的任务，下面我将简要介绍该设计。
1.原料和质量要求：合成氨的原料主要包括氢气和氮气，其中氢气的纯度要求大于99.9%，氮气的纯度要求大于99.99%。
同时，还需要考虑进口原料的安全运输和储存条件。
2.选择合适的合成工艺：常用的合成氨工艺包括海勒过程、普朗特-阿谷耳过程、卡尔费-波斯特过程和道尔顿法等。
根据不同的条件和需求，选择适合的合成工艺。
3.反应装置设计：反应装置是合成氨工艺的核心部分，一般采用催化剂床反应器。
设计时需要考虑反应器的尺寸、催化剂的选择、温度和压力的控制等因素，以确保合成氨反应的高效进行。
4.适当的温度和压力控制：合成氨的反应温度通常在300-450摄氏度之间，反应压力则在100-300兆帕之间。
温度和压力的控制对于合成氨生成率、选择率和产量等方面有着重要影响。
5.废热利用和能源消耗：设计过程中应考虑废热的利用和能源的消耗。
常见的做法包括采用余热锅炉进行废热回收、通过换热器进行能量的转移和节约等。
6.安全生产和环境保护：在工艺设计中，安全生产和环境保护是至关重要的。
需要加强对装置的安全设计和监控，采取相应的防爆措施和防火措施。
同时，合成氨生产工艺会产生一定的废水和废气，需要采取相应的处理措施，保护环境。
7.过程控制和自动化：为了实现稳定、高效的生产，需要引入先进的自动化设备和系统进行过程控制。
采用先进的仪表、自控设备和自动控制系统，实现对合成氨生产过程的自动控制和调节。
以上是年产10万吨合成氨合成工艺设计的一些主要内容。
当然，实际的工艺设计还需要详细考虑其他因素，如设备选型、物料流动和传热、工艺流程优化等。
希望以上内容对您有所帮助！。
年产 10万吨合成氨厂合成工段工艺设计
年产10万吨合成氨厂合成工段工艺设计第一部分设计说明书一、概述产品在国民经济中的地位及用途；国内外生产的发展概况；合成氨工业的展望。
氨在国民经济中占有重要的地位，现在约有80%的氨用来制造化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。
除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氨肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氨混肥和复肥，都是以氨为原料的氨在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维和塑料。
从氨可以制的硝酸，继而再制造硝酸铵、硝化甘油、三硝基甲苯和硝基纤维素等。
在化纤和塑料工业中，则以氨、硝酸和尿酸作为氮源，生产已内酰胺，己二胺、人造丝、全脂树脂和脲醛树脂等产品氨的其他工业用途也十分广泛，例如作为制冰、空调、冷藏等系统的制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药和生物化学方面生产磺胺类生物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。
氨气的发现十七世纪 30 年代末英国的牧师、化学家 S.哈尔斯(HaLes，1677~1761) ,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出， 1774 年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气(氨)，并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体: H2和 N2，其后 H.戴维(Davy， 1778~1829) 等化学家继续研究，进一步证明了 2 体积的氨通过电火花放电后，分解为 1体积的氮气和 3 体积的氢气[2]。
19 世纪以前农业上所需的氮肥来源主要来自于有机物的副产物和动植物的废物，如粪便、腐烂动植物等等，随着农业和军工生产的发展的需要，迫切的需要建立规模巨大的探索性的研究，化学家们设想，能不能把空气中大量的氮气固定下来，从而开始设计以氮和氢为原料的合成氨流程。
19 世纪，大量的化学家开始试图合成氨，他们试图利用高温、高压、电弧、催化剂等手段试验直接合成氨，均未成功。
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合成氨是一种重要的工业原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
本文基于年产10万吨合成氨的工段工艺设计，旨在优化工艺流程，提高
生产效率和质量，同时满足环保要求。
合成氨的主要生产方法是哈柏－博斯曼（Haber-Bosch）工艺，该工
艺通过高温高压条件下将氮气和氢气催化反应生成合成氨。
下面是年产
10万吨合成氨变换工段的工艺设计：
一、气体预处理：氮气和氢气作为原料需要经过脱氧、除尘、脱硫等
处理。
首先，气体通过管路系统进入脱氧器，脱氧器中通过还原剂将氧气
还原成水蒸气，并通过除尘装置去除颗粒杂质。
然后，气体进入脱硫装置，通过催化剂将硫化氢还原成硫。
最后，气体经过压缩机增压至反应器所需
的高压。
二、反应器系统：反应器是合成氨的核心设备，采用多床连续负压式
反应器。
氮气和氢气按照适当的配比通过输送装置进入反应器，反应器内
通过催化剂将氮气和氢气催化反应生成合成氨。
反应器床层数可根据实际
需要确定，废热可回收利用进行预热。
同时，反应器系统还要配备适当的
温度、压力和流量控制装置，以保证反应器内的运行条件稳定。
三、合成氨分离：反应后的气体中含有未反应的氮气、氢气和合成氨，需要进行分离处理。
首先，将反应气体冷却至低温，通过液相分离装置将
液态氨分离出来。
然后，将氨气经过压缩，通过冷凝器冷却至液态，并收
集分离出的液态氨。
未反应的氮气和氢气通过管道再次回流到反应器进行
循环利用。
此外，分离出的液态氨还需要经过精制和储存处理，以确保质
量和安全。
四、废气处理：合成氨生产中会产生大量的废气，包括未反应的氮气、氢气、氨气和其他杂质气体。
废气处理主要包括低温分离、吸收、洗涤等
步骤。
首先，废气通过低温分离装置将其中的液态氨和水分离出来。
然后，通过吸收剂将氨气吸收，以减少其排放。
最后，利用洗涤液去除废气中的
其他杂质气体，确保废气达到环境排放标准。
五、能耗优化：为了降低能耗和提高生产效率，可以采用余热回收和
过程优化等措施。
余热回收可通过换热器将反应废热回收利用，进行气体
预热和水蒸气生产。
过程优化可以通过调整气体配比、催化剂用量和操作
条件等参数进行提高。
此外，定期维护和设备检修也是保证生产稳定的关键。
综上所述，年产10万吨合成氨变换工段的工艺设计需要考虑气体预
处理、反应器系统、合成氨分离、废气处理和能耗优化等方面。
通过合理
优化工艺流程，可提高生产效率和质量，同时满足环保要求。