文档介绍：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
第一章设计项目 1
第二章前言 2
2
2
3
5
第三章工艺设计说明书 7
产品用途、原料规格要求 7
设计任务书及本设计主要工艺技术指标 7
主要公式、物性数据来源及计算公式 8
环保及安全要求 10
第四章设计计算书 11
物料衡算 11
热量衡算 19
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:
计算基准:1000标准立方米精炼气
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。因此两种方法的计算结果是有出入的。有时,在同一设备中会有处于和不处于氨饱和区的几种气体同时出现,为了避免采用两种不同的热容计算法而引起误差,就统一采用压力校正法(如冷交换器等)。
计算基准:每小时氨产量680Kg,结合VSH-XB版设备复核进行。
第二章前言
合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分,有十分广泛的用途。氨可生产多种氨肥,如尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等;还可生产多种复合肥,如磷肥等。氨也是重要的工业原料。基本化学工业中的硝酸、纯碱及各种含氮无机盐;有机工业各种中间体,制药中磺胺药,高分子中聚纤维、氨基塑料、丁氰橡胶、冷却剂等[1]。国防工业中三硝基甲苯、硝化甘油、,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
合成工段在合成氨生产是最后一道工序,将前面工序送来的合格气体合成氨,作为工业原料供后产品工序使用。
氨是无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。。。熔点-℃。沸点-℃。℃。。(℃)。蒸气与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性,。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、