年产8万吨合成氨合成工段设计_毕业设计

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【】毕业论文毕业设计年产20万吨合成氨厂工艺设计

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【】毕业论⽂毕业设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计摘要氨的⼯业⽣产主要是利⽤氮⽓和氢⽓通过催化剂的催化⽽得到。

本设计是年产20万吨合成氨⼚的⼯艺设计,但由于合成氨的整个⽣产⼯艺较长,细节问题较多,鉴于设计时间的紧迫,本设计主要对合成氨的主要⼯段——合成⼯段进⾏了⼯艺计算、设备选型,并绘制了全⼚平⾯布置图、合成氨⼯艺流程⽰意图、合成⼯段带控制点⼯艺流程图、合成⼯段物料流程图、合成车间的⽴⾯图和平⾯图。

关键词:氨,催化剂,⼯艺,图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ,catalyst ,technology ,chart⽬录摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 ⼯程设计背景与发展状况. (1)1.1⼯程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 ⼯程设计条件与总平⾯布置 (3)2.1⼯程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公⽤⼯程概述 (3)2.1.3 劳动⼒资源条件 (3)2.2总平⾯布置 (3)2.2.1 总平⾯布置的基本原则 (3)2.2.2 总平⾯布置概述 (4)3 化⼯⼯艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间⽣产综合叙述 (7)3.2.1 合成⼯段的概况及特点 (7)3.2.2 ⼯作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 ⼯艺流程叙述 (8)4 合成⼯段的⼯艺计算及设备选型 (10)4.1合成⼯段设计要求 (10)4.2合成⼯段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号⼀览表 (45)5 安全⽣产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利⽤ (46)5.2劳动安全卫⽣ (46)致谢 (48)参考⽂献 (49)1⼯程设计背景与发展状况1.1 ⼯程设计的背景合成氨是化学⼯业中的⼀种重要的基础原料。

8万吨合成氨试生产方案

8万吨合成氨试生产方案

广西苍鹰化工投资有限公司武鸣氮肥厂8万吨/年合成氨技改工程试生产方案编制单位:广西苍鹰化工投资有限责任公司武鸣氮肥厂编制人:李芳琴审批人:邬正才编制日期:2009年3月目录目录 (I)1.编写依据 (1)2.项目概况 (1)2.1项目简介 (1)2.2项目主要建设内容 (2)3.项目施工完成情况 (3)3.1备案 (3)3.2项目可行性研究报告的编制 (3)3.3项目施工设计、安装 (3)3.4项目进展情况 (4)4.生产、储存的危险化学品品种和设计能力 (5)4.1本项目涉及危险、有害化学品品种 (5)4.2生产、储存的危险化学品设计能力 (6)4.2.1生产危险化学品情况及设计能力 (6)4.2.2储存危险化学品的设计能力 (7)5.试生产开车实施方案 (9)5.1造气系统开、停车方案 (9)5.1.1开车 (9)5.1.2停车 (11)5.2煤球系统开、停车方案 (12)5.2.1开车 (12)5.2.2停车 (13)5.3脱硫系统开、停车方案 (13)5.3.1开车 (13)5.3.2停车 (17)5.4变换系统开、停车方案 (17)I5.5.1开车 (17)5.5.2停车 (24)5.5碳化系统开、停车方案 (26)5.5.1开车 (26)5.5.2停车 (26)5.6脱碳系统开、停车方案 (28)5.6.1开车 (28)5.6.2停车 (30)5.7压缩系统开、停车方案 (32)5.7.1开车 (32)5.7.2停车 (37)5.8精炼系统开、停车方案 (37)5.8.1开车 (37)5.8.2停车 (41)5.9合成φ1000系统开、停车方案 (42)5.9.1开车 (42)5.9.2停车 (44)5.10变压器开、停车方案 (45)5.10.1开车 (45)5.10.2停车 (47)6.试生产过程中可能出现的主要安全问题及对策 (49)6.1重大危险源管理 (49)6.1.15000m3气柜 (49)6.1.2氨库 (51)6.2项目可能出现的高风险事故及应对措施 (55)6.2.1气体火灾、爆炸事故 (56)6.2.2锅炉、压力容器爆炸事故 (58)6.2.3中毒、窒息事故 (59)II6.2.4电伤害事故 (60)6.3其它可能出现的安全问题及采取的对策 (61)6.3.1灼烫伤危险 (61)6.3.2机械伤害危险 (61)6.3.3起重伤害危险 (62)6.3.4高处坠落 (62)6.3.5淹溺 (62)6.4防雷、防静电 (63)6.5压力容器管理 (66)6.5.1压力容器备案情况 (67)6.5.2仪表检定情况 (82)6.5.3安全阀校验情况 (87)6.6消防配置和灭火设施 (88)6.6.1本厂消防现状 (88)6.6.2各厂房、车间消防设施布置 (89)6.3.3消防设施验收 (90)7.安全管理及技术资料 (91)7.1安全管理组织机构 (91)7.2安全管理制度 (91)7.3事故应急救援预案 (92)7.3.1事故应急预案编写 (92)7.3.2应急救援器材、设备的配备 (92)7.3.3事故应急预案演练 (93)7.3.4事故应急预案总结 (93)7.4安全教育培训 (93)7.5安全检查 (96)7.6劳动保护 (96)7.7管理技术资料 (96)III8.试生产管理组织机构 (98)8.1成立试生产指挥部 (98)8.2 成立试生产工作组 (98)9.试生产起止日期 (100)10.事故应急救援预案 (100)详见附件 (100)IV武鸣氮肥厂8万吨/年合成氨技改项目试生产方案1.编写依据(1)《中华人民共和国安全生产法》(国家主席令[2002]第70号)(2)《中华人民共和国劳动法》(国家主席令[1994]第28号)(3)《危险化学品安全管理条理》(国务院令第344号)(4) 《危险化学品建设项目安全许可实施办法》(国家安全监管总局令第8号)(5) 《国家安全监管总局关于危险化学品建设项目安全许可和试生产(使用)方案备案工作的意见》(安监总危化[2007]121号)(6)《安全生产许可证条例》(国务院令[2004]第397号)(7)《关于规范重大危险源监督与管理工作的通知》安监总协调字〔2005〕125号2.项目概况2.1项目简介广西苍鹰化工投资有限责任公司武鸣氮肥厂8万吨/年合成氨技改项目属于老企业技改扩建工程。

年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计

年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计

2008届化学与材料工程系《化工工艺设计任务书》变换工艺设计说明书设计题目年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计课题来源年产8万吨小型合成氨厂变换工段变换工段化学工艺设计标准变换工段在合成氨生产起的作用既是气体净化工序,又是原料气的再制造工序,经过变换工段后的气体中的CO含量大幅度下降,符合进入甲烷化或者铜洗工段气质要求。

要求:1. 绘制带控制点的工艺流程图2. 系统物料、能量衡算3. 系统主要设备能力及触媒装填量核算4. 该工段设备多,工艺计算复杂,分变换炉能力及触媒装填量核算、系统热量核算和系统水循环设备及能力核算。

变换工段化学工艺设计主要技术资料1.变换技术方案CO2变换反应是放热反应,从化学平衡来看,降低反应温度,增加水蒸汽用量,有利于上述可逆反应向生成CO2和H2的方向移动,提高平衡变换率。

但是水蒸气增加到一定值后,变换率增加幅度会变小。

温度对变换反应的速度影响较大,而且对正逆反应速度的影响不一样。

温度升高,放热反应即上述反应速度增加得慢,逆反应(吸热反应)速度增加得快。

因此,当变化反应开始时,反应物浓度大,提高温度,可加快变换反应,在反应的后一阶段,二氧化碳和氢的浓度增加,逆反应速度加快,因此,需降低反应温度,使逆反应速度减慢,这样可得到较高的变化率。

但降温必须与反应速度和催化剂的性能一并考虑,反应温度必须在催化剂的使用范围内选择。

在本设计中我们选择三段中温变化工艺流程。

2. 工艺流程含32.5% CO、温度为40℃的半水煤气,加压到2.0Mpa,经热水洗涤塔除去气体中的油污、杂质,进入饱和塔下部与上部喷淋下来的120~140℃的热水逆流接触,气体被加热而又同时增湿。

然后在混合器中与一定比例的300~350℃过热蒸汽混合,25%~30%的气体不经热交换器,作为冷激气体。

其他则经热交换器进一步预热到320℃进入变换炉。

进第一段催化反应后温度升高到460~500℃,冷激后依次通过二、三段,气体离开变换炉的温度为400~410℃,CO变换率达90%,残余CO含量为3%左右。

年产8万吨合成氨脱碳及其再生工艺设计..副本

年产8万吨合成氨脱碳及其再生工艺设计..副本

本科生毕业论文(设计)年产8万吨合成氨脱碳及再生工艺设计姓名:栗兰冬指导教师:詹益民院系:化学化工学院专业:化学工程与工艺提交日期:2012年5月5日目录中文摘要 (3)外文摘要 (4)1.总述 (5)1.1 设计目的及意义 (5)1.2 合成氨生产工艺流程概述 (5)1.2.1 合成氨工艺流程 (5)1.2.2合成氨工艺流程图 (7)1.3 合成氨脱碳及再生方法 (7)2. NHD法技术简介 (8)2.1 原料简介 (8)2.2 NHD法脱碳及再生原理 (9)2.3 NHD法参数的选定 (10)2.4 NHD法脱碳及再生工艺流程图 (12)2.5 NHD法脱碳及再生工艺流程详述 (12)2.6 设计任务书 (12)3. NHD法脱碳及再生工艺物料衡算及能量衡算 (14)3.1 物料衡算 (14)3.1.1 吸收塔的物料衡算 (14)3.1.2 闪蒸过程的物料衡算 (16)3.1.3 汽提塔的物料衡算 (18)3.1.4 整个系统二氧化碳的总物料衡算 (18)3.2 热量衡算 (19)3.2.1 热量衡算数据 (19)3.2.2 吸收塔的热量衡算 (19)3.2.3 闪蒸过程的热量衡算 (20)3.2.4 汽提塔的热量衡算 (20)4. 主要设备的计算与选型 (21)4.1 已知条件 (21)4.2 吸收塔的操作线方程式 (21)4.3 塔径的计算 (21)4.4 填料层有效高度的计算 (22)4.4.1 传质单元数的计算 (22)4.4.2 传质单元高度的计算 (23)5. 生产安全及二氧化碳回收再利用 (24)5.1 生产安全 (24)5.1.1 点火源的控制 (24)5.1.2 防爆电气设备的选用 (24)5.1.3 有火灾爆炸危险物质的处理 (24)5.2 二氧化碳回收再利用 (24)5.3 腐蚀及材料的选择 (25)6. 合成氨脱碳及再生工艺评析与总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附图 (28)年产8万吨合成氨脱碳及再生工艺设计栗兰冬指导老师:詹益民(黄山学院化学化工学院,黄山,安徽,245041)摘要:合成氨中脱碳的方法有很多种,有物理吸收法、化学吸收法、物理-化学吸收法和变压吸附法(PSA)。

年产8万吨合成氨厂废热锅炉设计毕设论文

年产8万吨合成氨厂废热锅炉设计毕设论文

1 引言废热锅炉系指那些利用工业过程中的余热以产生蒸气的锅炉,其主要设备包括锅炉本体和气包,辅助设备有给水预热器、过热器等。

在过去,工业过程中的很多余热都未加以利用即行浪费掉了。

随着工业的发展和能源供求的紧缺,工程技术人员对这些过去废弃不用的能源加以重视,利用它进行供热、供电和动力的辅助能源以提高能源的总利用效率,降低燃料消耗指标,降低电耗以获取经济效益。

在我国除了20世纪70年代引进的以及自己设计的30万吨/年合成氨厂有高压动力废热锅炉外,其余10t/a、5000t/a以及5万吨/年等中、小型合成氨厂一般在煤造气、或天然气的蒸气转化段设置有废热锅炉,而且这类锅炉产生的一般是中、低压蒸气,并且多用作原料蒸气,因此这些老厂虽然或多或少的节约了产生原料蒸气所需的热量和燃料,但对于合成氨厂耗能巨大的压缩机并没有减少外供电力消耗,所以这类工厂电耗标准仍然较高,以致产品成本昂贵。

有的中型合成氨厂在氨合成塔设计中安装了前置式废热锅炉,所谓前置式废热锅炉就是把触媒筐反应后的热气体在热交换器冷却之前通过废热锅炉以利用余热产生中压蒸汽。

该锅炉的压力为2.5MPa,以后准备发展到4MPa,由热量衡算及试生产结果,产气量为0.8吨蒸汽/吨氨,按此计算,产氨1万吨/年的合成氨厂每年可以回收8000吨蒸汽,能节约1000吨原煤。

在废热锅炉中进行的是热量的传递过程,因此废热锅炉的基本结构也是在一个具有一定换热表面的化热设备。

但由于化工生产中,各种工艺条件合要求差别较大,因此化工用废热锅炉结构类型也是多种多样的。

按照炉管是水平还是垂直放置,废热锅炉可以分为卧室和立式两大类;按照锅炉操作压力的大小,废热锅炉可以分为低压、中压和高压三大类;按照炉管的结构形式不同,废热锅炉可以分为:列管式、U形管式、此道管式、螺旋盘管以及双套管式等;按照其生产工艺和使用场合的不同废热锅炉可以分为:重油气化废热锅炉、合成氨前置式、中置式或后置式废热锅炉等。

合成氨毕业设计doc

合成氨毕业设计doc

合成氨毕业设计doc合成氨毕业设计篇一:合成氨本科毕业设计摘要合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模,设备的要求以及工艺流程的状况。

本设计所采用的方法是半水煤气合成法,其主要原料是煤和氮气,利用煤来生成氢气,第一步是造气,即制备含有氢、氮的原料气;第二步是净化,不论选择什么原料,用什么方法造气,都必须对原料气进行净化处理,以除去氢、氮以外的杂质;第三步是压缩和合成,将纯净的氢、氮混合压缩到高压,在铁催化剂与高温条件下合成为氨。

目前氨合成的方法,由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同,一般可分为低压法、中压法和高压法三种。

本设计主要是对合成塔工段的设计,故所用原料直接采用氮气和氢气,其以合成塔为主要设备,在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下,以四氧化三铁为触媒,在485—500℃的高温高压条件下来制得氨气。

本设计要求要掌握合成塔的工作原理,生产的工艺路线,并能根据工艺指标进行操作计算。

在工艺计算过程中,包含物料衡算,热量衡算及设备选型计算等,在合成效率方面也有进一步研究。

关键词:氮气;氢气;四氧化三铁催化剂;氨合成塔AbstractAmmonia production design determines the size of the production of synthetic ammonia, equipment requirements, as well as the status process. The design of the method used was semi-water gas synthesis, the main raw material is coal and nitrogen, the use of coal to generate hydrogen, while the design is a synthesis of the main section of the tower design, it is the direct use of raw materials used in nitrogen and hydrogen, itssynthesis tower as the main equipment, in the ammonia cooler, water coolers, gas - gas exchange, recycling machines, separators, auxiliary equipment, such as condensation of the tower under the four iron oxide catalyst, in the high-temperature conditions of 485-500 ℃ obtained from ammonia. The first step is to build gas,Preparation that contains hydrogen, nitrogen gas; second step is purification, regardless of what materials, what methods of gas must be carried out on the feed gas purification to remove hydrogen and。

年产8万吨合成氨合成工艺设计毕业设计

年产8万吨合成氨合成工艺设计毕业设计

本科毕业论文设计年产8万吨合成氨工艺设计PRODUCES 80,000 TONS OF AMMONIA SYNTHESIS PROCESSDESIGN学院(部):理工大学专业班级:化学工程与工艺学生姓名:指导教师:2013年6月 1 日目录中文摘要 (2)外文摘要 (3)1.总论 (4)1.1设计任务的依据 (4)1.2概述……………………………………………………………………………1.2.1设计题目 (7)1.2.2 设计具体类容范围及设计阶段 (7)1.2.3设计的产品的性能、用途及市场需要 (8)1.2.4简述产品的几种生产方法及特点 (8)1.3产品方案 (8)1.4设计产品所需要的主要原料规格、来源 (8)1.4.1设计产品所需要的主要原料来源 (8)1.4.2涉及产品所需要的主要原料规格 (8)1.5生产中产生有害物质和处理措施 (8)1.5.1氨气和液氨 (8)1.5.2合成氨废水 (8)2.生产流程及生产方法的确定 (8)3.生产流程简述 (14)4.工艺计算 (16)4.1原始条件 (16)4.2物料衡算 (16)4.2.1合成塔物料衡算 (18)4.2.2氨分离器气液平衡计算 (19)4.2.3冷交换器气液平衡计算 (19)4.2.4液氨贮槽气液平衡计算 (25)4.2.5液氨贮槽物料计算 (29)4.2.6热交换器热量计算 (35)4.2.7水冷器热量计算 (36)4.2.8氨分离器热量核算 (39)5. 主要设备选型 (39)5.1废热锅炉设备工艺计算 (40)5.1.1计算条件 (40)5.1.2 官内给热系数α计算 (41)5.1.3管内给热系数αi计算 (42)5.1.4总传热系数K 计算 (43)5.1.5平均传热温差m Δt 计算 (44)5.1.6传热面积 (45)5.2主要设备选型汇总 (46)6. 环境保护与安全措施 (47)6.1环境保护 (48)6.1.1化学沉淀—A/ O 工艺处理合成氨废水 (49)6.1.2 合成氨尾气的回 (50)6.2安全措施 (51)6.2.1防毒 (52)6.2.2 防火 (53)6.2.3防爆 (54)6.2.4防烧伤 (55)6.2.6防机械伤 (56)6.2.5防触电 (57)结束语 (40)注释 (40)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (43)摘要在整个合成氨工艺中,精制工序是非常重要的环节,经CO变换和脱硫碳后的原料气中撒花姑娘含有少量的CO和CO2,它们会毒害氨合成的催化剂。

年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿

年产万吨合成氨变换工段工艺设计终稿
合成氨变换工段是指CO与水蒸气反应生成CO2和H2的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%[2]。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下: 。由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
Abstract:This design was mainly for the synthetic ammonia plant shift conversion section.The technological process used the middle temperature changefirst ,and then used the low temperature change .Process calculation mainly included material balance, energy balance and equipmentselection.
变换过程需在高温高压使用催化剂条件下进行,因此变换工序是合成氨生产的高成本工序,其成本降低对合成氨成本的降低有重要意义。
1.3
1.
我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。目前合成氨总生产能力为5000万吨/年左右[3],氮肥工业已基本满足了国内需求,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性。
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论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:毕业设计年产8万吨合成氨合成工段设计1 总论氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户,世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料,这部分约占70 %的比例,称之为“化肥氨”;同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料,这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。

世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。

根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。

(1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。

以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。

氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主,开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。

(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。

实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。

生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。

提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。

有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术,包括工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。

1.1设计任务的依据设计任务书是项目设计的目的和依据:产量:80 kt/a 液氨放空气(惰性气Ar +CH4):17%原料:新鲜补充气N2 24%,H274.5 %,Ar 0.3%,CH41.2%合成塔进出口氨浓度:2.5%,13.2%放空气:(惰性气Ar +CH4)~17%合成塔操作压力 32 MPa(绝压)精练气温度 40℃水冷器出口气体温度35 ℃循环机进出口压差 1.47MPa年工作日310 d计算基准生产1t氨1.2概述1.2.1设计题目:年产8万吨合成氨合成工段设计1.2.2 设计具体内容范围及设计阶段本次设计的内容为合成氨合成工段的设计,具体包括以下几个设计阶段:1. 进行方案设计,确定生产方法和生产工艺流程。

2. 进行化工计算,包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。

3. 绘制带控制点的工艺流程图(PID)。

4. 进行车间布置设计,并绘制设备平立面布置图。

5. 进行管路配置设计,并绘制管路布置图。

6. 撰写设计说明书。

1.2.3设计的产品的性能、用途及市场需要(1) 氨的物化性能合成氨的化学名称为氨,氮含量为82.3%。

氨是一种无色具有强烈刺激性、催泪性和特殊臭气的无色气体,比空气轻,相对密度0.596,熔点-77.7℃;沸点-33.4℃。

标准状况下,1米3气氨重0.771公斤;1米3液氨重638.6公斤。

极易溶于水,常温(20℃)常压下,一个体积的水能溶解600个体积的氨;标准状况下,一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水,呈强碱性。

因此,用水喷淋处理跑氨事故,能收到较好的效果[2]。

氨与酸或酸酐可以直接作用,生成各种铵盐;氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵,脱水成尿素;在铂催化剂存在的条件下,氨与氧作用生成一氧化氮,一氧化氮继续氧化并与水作用,便能得到硝酸。

氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢;氨具有易燃易爆和有毒的性质。

氨的自燃点为630℃,氨在氧中易燃烧,燃烧时生成蓝色火焰。

氨与空气或氧按一定比例混合后,遇明火能引起爆炸。

常温下氨在空气中的爆炸范围为15.5~28%,在氧气中为13.5~82%。

液氨或干燥的气氨,对大部分物质没有腐蚀性,但在有水的条件下,对铜、银、锌等有腐蚀作用[3]。

(2) 氨的用途氨是基本化工产品之一,用途很广。

化肥是农业的主要肥料,而其中的氮肥又是农业上应用最广泛的一种化学肥料,其生产规模、技术装备水平、产品数量,都居于化肥工业之首,在国民经济中占有极其重要的地位。

各种氮肥生产是以合成氨为主要原料的,因此,合成氨工业的发展标志着氮肥工业的水平。

以氨为主要原料可以制造尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等氮素肥料。

还可以将氨加工制成各种含氮复合肥料。

此外,液氨本身就是一种高效氮素肥料,可以直接施用,一些国家已大量使用液氨。

可见,合成氨工业是氮肥工业的基础,对农业增产起着重要的作用。

氨也是重要的工业原料,广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业部门。

将氨氧化可以制成硝酸,而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。

现代国防工业和尖端技术也都与氨合成工业有密切关系,如生产火箭的推进剂和氧化剂,同样也离不开氨。

此外,氨还是常用的冷冻剂。

合成氨工业的迅速发展,也促进和带动了许多科学技术部门的发展,如高压技术、低温技术、催化技术、特殊金属材料、固体燃料气化、烃类燃料的合理利用等。

同时,尿素和甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业,也是在合成氨工业的基础上发展起来的。

所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位,氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门[4]。

(3)市场需要据资料统计:1997 年世界合成氨年产量达103.9Mt。

预计2000 年产量将达111.8Mt。

其化肥用氨分别占氨产量的81.7%和82.6%。

我国1996 年合成氨产量已达30.64Mt,专家预测2000 年将达36Mt,2020 年将增加至45Mt。

即今后20 年间将增加到现在的1.5 倍。

因而合成氨的持续健康发展还有相当长的路要走。

未来我国合成氨氮肥的实物产量将会超过石油和钢铁。

合成氨工业在国民经济中举足轻重。

农业生产,“有收无收在于水,收多收少在于肥”。

所以,合成氨工业是农业的基础。

它的发展将对国民经济的发展产生重大影响。

因此,我国现有众多的化肥生产装置应成为改造扩建增产的基础。

我国七十至九十年代先后重复引进30 多套大化肥装置,耗费巨额资金,在提高了化肥生产技术水平的同时,也受到国外的制约。

今后应利用国内开发和消化吸收引进的工艺技术,自力更生,立足国内,走出一条具有中国特色的社会主义民族工业的发展道路。

过去引进建设一套大型化肥装置,耗资数十亿元。

当今走老厂改造扩建的道路,可使投资节省1/2—2/3。

节省的巨额资金,用作农田水利建设和农产品深加工,将在加速农村经济发展,提高农民生活水平,缩小城乡差距起着重要用。

1.2.4简述产品的几种生产方法及特点氨的合成是合成氨生产的最后一道工序,其任务是将经过精制的氢氮混合气在催化剂的作用下多快好省地合成为氨。

对于合成系统来说,液体氨即是它的产品。

工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类[3]。

(1)高压法操作压力70~100MPa,温度为550~650℃。

这种方法的主要优点是氨合成效率高,混合气中的氨易被分离。

故流程、设备都比较紧凑。

但因为合成效率高,放出的热量多,催化剂温度高,易过热而失去活性,所以催化剂的使用寿命较短。

又因为是高温高压操作,对设备制造、材质要求都较高,投资费用大。

目前工业上很少采用此法生产。

(2)中压法操作压力为20~60MPa,温度450~550℃,其优缺点介于高压法与低压法之间,目前此法技术比较成熟,经济性比较好。

因为合成压力的确定,不外乎从设备投资和压缩功耗这两方面来考虑。

从动力消耗看,合成系统的功耗占全厂总功耗的比重最大。

但功耗决不但取决于压力一项,还要看其它工艺指标和流程的布置情况。

总的来看,在15~30Pa的范围内,功耗的差别是不大的,因此世界上采用此法的很多。

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