氨合成塔装配图
DN1600多层直接冷激式氨合成塔结构设计要点
1绪论现今氨合成工艺在我国氮肥厂得到广泛的应用。
展望国内氨合成塔内件可以说种类繁多，绝大多数的氨厂合成操作压力为31.36MPa。
合成塔内件为传统的冷管型内件。
其中三套管、单根并流、双套管式内件占大多数。
此外，另有一批冷管改进型内件：比如ⅢJ型、YD型、NC型、轴径向、副产蒸汽式等。
塔内换热器大部分为列管式，还有少数为螺旋式、波纹板式。
小型氨厂大部分采用φ600、φ800直径塔。
日产合成氨达80t、100t、150t不等。
中型氨厂大多采用φ1000、φ1200直径塔。
高压筒体高度为13.5～16m。
日产氨200t 、250t、 290t不等。
传统型内件氨净值大部分为9%～12%之间，改进型内件在12%～16%之间。
合成塔,阻力降0.6～1.2MPa。
配置的余热回收装作吨氨副产蒸汽为600～800kg/t NH3压力为1.3～2.5MPa。
下面简单介绍两种内件：全冷激式内件全冷激式内件是一种在中小型氨厂推广使用的新型内件，它与传统内件（内冷式内件）有本质区别，将圆催化剂中的冷管取消，将一个大的催化剂反应床分割为若干个小的催化剂反应床，床层之间采取冷激换热的方式将反应热一直，以便将反应能继续进行下去。
冷激式内件是多层绝热、层间换热式内件中最简单的一种。
它与层间水冷式内件几乎同时应用与多种合成氨厂。
它具有结构简单，运行可靠的特点。
此种内件根据合成系统工作压力、催化剂活性温度、催化剂温区范围、反应热回收方式等因素以及要达到的氨净值来确定催化剂床的数量。
多层换热式内件具有三大特点：（1）多层绝热，层间换热。
用未反应的气体作为冷源，一方面将反应后的热气体热量移走；另一方面自身温度提高达到第一绝热床时的零米温度。
（2）催化剂筐采用径向型（3）宽温区催化剂对于整台合成塔，需设计和制造外壳，所设计的外壳具有一下特点：（1）球形封头结构成熟，使用材料较省，若采用锻件，则将增加一倍以上的重量。
（2）多层包扎筒体国内制造经验丰富。
凯洛格卧式氨合成塔内件安装方法
&C Technology工凯洛格卧式氨合成塔内件安装方法朱文俊中化二建集团有限公司山西太原030021摘要首先对凯洛格氨合成塔的装方法进行了分析。
在工中，进格氨合成塔内件与工装筒连接螺栓的功能、自制加长套筒扳手、改变催化剂装填的传统作业程序、自主设置电牵引机构等，大地降低了工程成本，缩短了工工期，确保了催化剂的活性，保证了施工量，为今后同类型设备装工积累了宝贵的经验。
关键词合成塔内件导入紧固型螺栓套筒型扳手催化剂中图分类号TE682文献标识码B文章编号1672-9323(201/05-0038-04#引言作为重要的无机化工产品，合成氨工业在国民经济中占有重要的地位，其用途十分广泛,对我国化学工业的发展特别是农业生产发挥了重要的作用。
近年来，随着科学技术的进步，农业生产水平进一步提高，合成氨工业不断发展,生产规模不断扩大。
氨合成塔作为合成氨装置中最核心的设备，随着生产的大型化，其直径和重量也随之不断增加。
为克服传统立式合成塔的缺点，目前规模超过30万t/a的合成氨装置多采用卧式氨合成塔，其中美国凯洛格-布朗路特公司(KBR)研发的凯洛格卧式氨合成塔就是其典型代表之一，在国内外应用极为广泛。
本文以内蒙古博大实地5080化肥中格氨合成塔装为，技术研发，成功改进了原KBR公司的专有施工技术方案,在用中了工量，了工，了良好的经济效果，赢得了业主的好评，在大型卧式合成塔工中有广泛的用R 2凯洛格卧式氨合成塔简介内蒙古博大实地5080化肥项目采用凯洛格-布朗路特合合成氨技术，其核心设备格氨合成塔为卧式布置,规格为,3000-29960,其中壳体重3101,外形长32m；内件32750x26750,重1631；触媒重143t工装40用装工R其中氨合成塔件安装程序繁多,工序复杂，精度要求高，催化剂装填时间短，给现场施工带来了一定的难度。
3内件安装工艺流程及施工技术要点3.1内件施工工艺流程格氨合成塔设备重量大，装，精度要求高。
氨合成塔吊装方案
天脊中化高平40-60工程氨合成塔内件吊装方案编制：审核：批准：中化二建集团40-60项目部2005.11.4目录一、编制说明二、编制依据三、工程概述四、准备工作五、吊装方法六、受力计算及索具配置七、合成塔吊装梁强度校核八、施工技术要求九、安全技术措施十、劳动力计划十一、施工机具、手段用料计划十二、附图1、编制说明天脊中化高平40-60工程是一个年产40万吨氨醇60万吨尿素的大项目，其中氨合成塔的内件以及多余能量收集器是由瑞士CASALE公司制造提供（三床换热式轴径向氨合成塔内件），氨合成装置为双系列设计，氨合成塔是氨合成装置的主要核心设备，设备重量大且放至于氨合成框架内，吊装难度大，为安全的吊装好两台氨合成塔特编制此方案。
2、编制依据2.1、《化工工程建设起重施工规范》HGJ201-832.2、天脊中化高平40-60氨合成装置区平面图2.3、天脊中化高平40-60氨合成框架图2.4、天脊中化高平40-60氨合成设备图2.5、《石油化工吊装工作手册》2.6、《起重机械与吊装》3、工程概况氨合成塔是氨合成工段氨合成框架内的主要设备，其详细技术参数如下：设备吊装拟采用绑扎双吊点滑移法。
氨合成塔是氨合成工段的核心设备，也是最重的一台设备。
根据土建设计的框架结构，将在39m的主梁处增加两根钢梁做为吊装梁。
4、吊装前应具备条件4.1施工场地平整，道路畅通。
4.2临时电源已接通，并能保证连续供应。
4.3设备基础梁已按设计要求预制完毕，并经相关单位验收合格。
4.4设备经验收合格，并办理完相关交接出库手续。
4.5 施工方案已经有关部门批准，技术交底已进行。
4.6 起吊用机索具已按要求配备好，并有合格证明。
如无合格证明者，须经有关部门检验合格后方可使用。
对检验中发现的问题必须得妥当解决，并有见证资料。
4.7吊装钢梁已制作安装完毕，并经检查确认安全可靠。
4.8所有吊装机具、地锚及绳索具经复检确认，并且使用50吨履带吊把机具摆放到吊装位置，氨合成塔水平运输至指定吊装位置，试吊安全可靠。
ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔
概述湖南安淳高新技术有限公司（以下简称安淳公司）从上世纪80年代起，在分析了国际国内氨合成塔内件优缺点的基础上，独创了ⅢJ型氨合成塔内件，取得了国家专利，是国内数种氨合成塔内件中唯一经原化工部鉴定的内件，鉴定结论是，该内件为国内首创，主要技术指标取得突破性进展，达到国际先进水平。
安淳公司不断创新、不断进取，随后又推出了ⅢJ99型氨合成内件，包含3个新的国家专利技术。
ⅢJ型、ⅢJ99型氨合成内件经由φ800、φ1000到φ1200；后又开发了ⅢJD2000型φ1400、φ1600、φ1800、φ2000氨合成内件。
单塔年产氨能力由20 kt（φ600塔）发展到180 kt、200 kt。
近几年开发的ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔，在技术上又有较大的提升；单塔生产能力日均达850～910 t，受到了用户的青睐。
2 ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔的设计思想为实现单系统生产能力规模化和进一步降低能耗，安淳公司在ⅢJD2000型-φ1800、φ2000氨合成内件的基础上，引入新的理念，设计了ⅢJD2000型-φ2200氨合成内件，具体如下。
（1）充分发挥第一绝热层的作用。
进入零米未反应气氨含量低，距离反应平衡很远，反应速度很快，尽量在开始反应的第一层多产氨，使第一层之氨净值达到8％～9％，即第一绝热层温升110～133 ℃。
具体措施如下。
①增加第一绝热层的高度，第一绝热层设计高度2.5～3.1 m。
②降低零米温度，提高热点温度。
进第一绝热层零米点的循环气，氨含量最低（约2.16％），温度低（370～380 ℃），离反应平衡点最远；如零米温度为380 ℃，将第一绝热层反应终点温度设计为490～513 ℃，则第一绝热层的氨含量增加8％～9％（氨净值），即第一绝热层完成氨合成反应的50％。
（2）第一层绝热反应后的热气体，不再采取冷激，而是用塔内换热器间接冷却后再进入第二层，这样更有利于氨合成反应温度接近最适宜温度曲线。
2200整体锻焊式氨合成塔设计解析
本次设计是在合成氨工业的基础上，对合成氨工业中的核心设备——氨合成塔进行设计。要求设计的氨合成塔，直径为2200毫米，筒体为整体锻焊式，内部换热器类型为固定管板式换热器。本次设计的最大特点为在常规设计的基础上筒体采用分析设计的方法，更好的节约了材料，降低了生产成本，且更加安全可靠。
关键词：氨；氨合成塔；工艺设计；结构设计；专题讨论
ABSTRACT
Ammonia is one of important inorganic chemical industry product,which occupyimportant position in national economy.And ammonia converter is the key equipment in the process of compound-ammonia production.
4.3内件材料选择及论证26
4.3.1内件用材的基本要求26
4.3.2内件各零部件材料的选择及论证27
4.3.3内件焊接材料的选择28
4.3.4保温铁皮材料的选择28
4.3.5保温层材料的选择28
第5章触媒的选择及要求30
5.1.2触媒的类型选择30
第6章电加热器设计36
6.1电加热器的作用及其结构36
6.1.1电加热器设计的一般要求36
6.1.2电加热器结构型式选择36
6.2电加热器材料的选择37
6.2.1电热元件材料的一般要求37
合成氨主要设备构造及设备一览表
合成氨主要设备构造及设备一览表第一节主要设备构造1 1＃氨合成塔（1）构造合成塔由高压外筒和内件两部分组成：主要有触媒筐、菱形分布器、层间换热器、下部换热器、电加热器组成。
（2）塔内流程主线气体由一进合成塔后，沿内外筒环隙下行，从塔下部一出出来，经气气换热器换热，由塔下部二次入口入塔，经过下部换热器管间换热后，在集气盒内与从塔底部来的冷副气体混合，然后由中心管上行至上层触媒顶部后进入触媒层，一冷激气通过冷激管到达埋在上层触媒内的菱形分布器与上层触媒来的主线气体混合通过触媒层。
另一冷激气通过冷激管，从层间换热器底部进入换热器管间，换热后沿中心管外套筒上行至上层触媒顶部，与主线气体混合通过触媒层，然后进入层间换热器管内，气体出换热器后大部分径向流动通过下层触媒，少部分作轴向通过。
气体出下部触媒后进入下部换热器管内，换热后从二次出口出塔。
2 2＃氨合成塔（1） 构造：合成塔由高压外筒和内件两部分组成：主要有触媒筐、下部换热器、电加热器组成.（2）塔内流程气体从一次入口进入，沿内外筒之间的环隙向下流动，进入下部换热器管间。
然后再进入上部换热器管间。
从上部换热器管间出来的气体进入分气盒，冷副来的气体不经换热直接进入分气盒，气体被分配到各个内冷管，再从外冷管出来进入集气盒，从集气盒出来的气体进入中心管，中心管出来的气体进入触媒层进行反应，反应后的气体从触媒层下部出来，进入上部换热器管内，然后从一次出口出来进入废锅，从废锅出来的气体由合成塔二次入口进入，进入下部换热器管内，然后从二次出口出来。
3 冷交(1) 构造：外壳、换热器、中心管、集气盒、NH 3分离套筒、旋流板。
(2)冷交内流程氨冷器来的气体，由底部进入塔二进二出气体入口气体入口一出冷交外壳换热器中心管分气盒环形档板分离套筒 内，沿升气管上升后从上部出口出来，经过旋流板分离掉部分液氨后继续向上进入氨分离套筒，从套筒内部通过套筒上的矩形孔依次向外流动，进行液氨分离，出套筒后向上进入换热器管间，与管内气体进行换热，最后从上部出口出冷交。
氨合成塔
氨合成塔结构特点及基本要求
基本要求：维持自热、有利于升温还原、催化剂生产强度大；催化剂床层分布合理、保持催化剂活性；气流均匀、压降小；换热强度大、换热体积小、塔内空间利用率高；生产稳定、操作灵活、操作弹性大；结构简单可靠、内件有自由余地。
并流双套管合成塔
轴向冷激式合成塔
冷激：在多层固定床绝热反应器中进行放热反应时，在催化剂层间注入冷料，与高温反应物混合，以直接换热的方式降低反应物温度。
目前大型氨厂用冷激式多，它具有各床层温度调节方便，操作更接近最佳温度的优点。
其操作床层温度分布情况如图39。
冷激式合成塔主要优点：结构简单、催化剂分布和温度分布均匀、控温调温方便、床层通气面大阻力小。
一种径向冷激式合成塔如图40。
其优点是：气体通过床层路径短，通气面积更大，阻力更小；适宜用更小粒度催化剂，提高内表面积，减少内扩散影响；催化剂还原均匀；降低能耗，更适宜于离心式压缩机。
氨合成塔吊装施工方案(履带起重机汽车吊车)
兖矿新疆***煤化工有限公司年产60万吨醇氨联产项目合成塔设备吊装方案建设单位：兖矿新疆***煤化工有限公司审批：日期：2011年月日施工单位：十六化建兖矿新疆***醇氨联产项目经理部审批：编制：日期：2011年月日目录1. 概述2. 编制说明及编制依据3. 吊装方案的设计4. 氨合成塔吊装方案的计算5. 卸车及吊装步骤6. 吊装场地的处理及准备工作7. 安全技术措施8. 环境保护措施9. 机索具及手段用材料一览表10. 施工组织11、施工计划12、安全管理体系13、质量管理体系附图一：吊车站位及路面处理示意图附图二：吊装过程示意图附图三：主吊车吊装参数示意图附图四：设备运进出场运输路线图附图五：支撑梁做法附图六：SCC4000HDB外形尺寸附图七：SCC4000HDB装备性能参数1、概述我单位承建的兖矿新疆煤化工有限公司年产60万吨醇氨联产项目氨合成装置，其中氨合成塔是氨合成界区最重的核心设备，且吊装难度最大的设备。
为了能安全、高效、经济的完成吊装任务、特编制本方案。
2、编制说明及编制依据2.1编制说明2.1.1本方案只对合成塔主体部分进行吊装方案编制，对于设备内件的吊装根据实际到货情况另行施工，不在本方案范围内。
2.2编制依据2.2.1 兖矿新疆煤化工有限公司年产60万吨醇氨联产项目设备平面布置图及合成塔设备装配图、管口方位图。
2.2.2《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-20032.2.3起重工操作规程（SYB4112—80）。
2.2.4建筑施工安全技术统一规范2.2.5《钢结构设计规范》-GB500172.2.6《设备吊耳》-HGT21574-19942.2.7各型号起重机性能表。
2.2.8我公司同类型设备吊装经验。
3、吊装方案的设计3.1吊装方案确定总的原则：安全可靠、稳妥可行、技术先进、经济合理。
确保设备吊装一次成功。
3.2设备技术参数表：4.合成塔吊装方案的计算★起重量的计算：设备重量：G1=237.935吨，动载系数取K=1.2索具重量及起重机钩头（1.5吨）重量估计：G2=2.5吨总的起重重量：G=G1×K +G2= 288.02吨（选用主吊车必须满足此条件）★双机起重量的计算：设备重量：G1=237.935吨，动载系数取K=1.2 ，双机不平衡动载系数取K1=1.2索具重量及起重机钩头重量估计：G2=4吨则单机起重重量：G=（G1×K×K1 +G2）/2= 173.3吨（选用溜尾吊车必须满足此条件）★吊点的设置：主吊车吊点选用氨合成塔筒体上二个DN800管式吊耳，溜尾吊车吊点可以选择在设备裙座合适的位置。
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19
c680
内件总重：36717.5kg 其中 触媒重：21300kg
设备净重：14601kg 附吊装工具：816.5kg
20 GB825-76 19 GB825-76 18 17 16 15 51-0176-18 14 51-0176-30 13 51-0176-11 12 51-0176-4 11 51-0176-2 10 51-0176-3 9 51-0176-3 8 51-0176-2 7 51-0176-2 6 51-0176-3 5 51-0176-3 4 51-0176-2 3 51-0176-3 2 51-0176-29 1 51-0176-29
a 125 Pg320 Dg125 透镜垫 副线入口
17
b 125 Pg320 Dg125 透镜垫 合成气出口
c 125 Pg320 Dg125 d 125 Pg320 Dg125
透镜垫 未合成气出口 透镜垫 未合成气入口
14
e 125 Pg320 Dg125 透镜垫 主线入口
18
16
φ272
φ1100 φ1000 φ1020 φ1060 φ1064
序号 图号或标准号
螺钉
螺 钉 M36 升气管
触媒 保温层 上触媒筐 热电偶内套管 下触媒筐 热交换器 透镜垫 法兰
螺栓 M52x4 四通锻体 带颈透镜 螺栓 M52x4 螺母 M52x4
法兰 三通锻体 螺母 M39x4 螺栓 M39x4
名称
2
20
2
20
1
高硅纤维
1 组合件 2 组合件 1 组合件 1 组合件 1 20 1 35CrMo 12 35CrMoA 1 10MoWVN6 1 10MoWVN6 12 35CrMoA 24 30Mn 1 35CrMo 1 10MoWVN6 32 30Mn 32 35CrMoA
6、底部锻件（件号3、件号8）应以600kg/cm ²进行水压
试验，锻件按TB755-73规定的三级进行试验。 7、内件出厂时部件的连接部分及重要表面需加以保护。 8、管口方位管口方位表。
395
450
φ220
345
15
φ105x4 φ90x4
φ108x6
管口表
符号 公称直径
连接尺寸标准
连接面 形式
用途或名称
标 记 处 数 更改文件号 签 名 日 期 参考图号
设 校 审
计 对 核
XXXX XXXX
2014.04 2014.04
标准化 审 批
定 准
工艺
重量 共 1张
比例
1:5
第 1张
氨合成塔装配图
试验，上下冷管组用氨气或空气试压，压力为20.7kg/cm
²。
试验及气体温度不得低于15℃。试压前应做好安全防护措施，详见
S1-0176-Y热电偶内管进行480kg/cm²水压强
度试验，水压用水氯离子含量不超过25PPm。 4、触媒筐筒体焊缝需经100%X光检查。 5、件号16待填装触媒并组装后再进行保温包扎和焊接。
数量 材 料
3.7 7.4 2.4 48
18300 4.1
4669.72
26.6 53.2
4245.66
2096.3
11 212 4.93 59.16 1360 30 4.76 56.04 1.4 33.6 138 470 0.64 20.48
1.515 50.4
单件 总计 重量
现场安装
备注
本科生毕业设计
淘宝有CAD原图出售，声明只用于本科毕业设计。 淘宝搜索“氨合成塔”
8 1000
技术要求 1.本内件按氨合成塔内件制造技术条件（51-0176-y）进行 制造检查和验收。 2.焊接采用电焊，焊接型式按GB985-80，焊条牌号，不锈钢 与不锈钢或碳钢之间采用TB-18-8N6-7。 3、上下触媒筐筒体，热交换器管间分别以27kg/c m² 进行水压
φ108x6
150
13 12
60 90 50
14071.5 8850
11928.5
485
1048.5
６７
150
705
φ120
400x400
φ165 φ85x4
560x560
φ180x7 φ245x7
φ400
φ225 φ113
11
10 9
8 8Mx4-6H
b
7 2 5
4
3 2 1
φ133 25
485 990