20萬噸合成氨工廠畢業設計-wenkub

　

【正文】 冰 出表 416 組合深冷器熱量平衡匯總表收方 支方組合深冷器帶入總熱量 Q入 J組合深冷器帶入總熱量 Q出 KJ冰機提供冷量 冰 小計 KJ小計 J 主要設備的計算 由于合成塔的計算涉及的知識已超出我們目前所學知識的范疇，故在本設計中將不對合成塔進行工藝計算。 .().309154L39。由氣液平衡原理： （1）Fm(i)yiLx()mi??? （2）K=(i)年產 20 萬噸合成氨工廠工藝設計 13K（i）組分 i 平衡常數將（2）式代入（1）式得：m(i)V(i)1Lx?? （3）(i)=Li+K() （4）Li??液體組分 （5）Lix(i)=（ ） （6）1VF??氣體組分 （7）()()imiyV已知分離器入口混合物組分 m(i)表 43 入口混合物組分3NHmAr2Hm2N小計 查 t=20℃,P= 各組分平衡常數表 44 平衡常數KNH3 KAr KH2 KN2 設 代入(3) 式中計算各組分溶解液量()?33 ()NHNmL KmolVK??????.()ArAr lL陜西科技大學畢業設計 1422 ()HmLKmolVK????22 ..11704()N lL分離液體量 322NHArHNL??=+++=分離氣體量 ???計算氣液比 39。因補充氣中惰性氣體的含量較低，合成回路的弛放氣量較少，除去氨后的弛放氣與干燥器的進氣混合進入工藝系統，因此不需要單獨的弛放氣回收裝置。部分精餾塔底部的液體減壓蒸發，先通過精餾塔頂部冷凝器殼側使塔形成回流然后與凈化器進氣換熱，預熱后作為再生合成氣干燥器的廢氣，這廢氣最后作為工藝加熱器的燃料。深冷凈化器對粗合成氣進行最后的凈化，它由三個簡單的部分組成:進出口換熱器、低速膨脹機及頂部有冷凝器的精餾塔。當混合氣沿管子向下流時與傳統的蒸汽轉化催化劑接觸，蒸汽轉化所需的熱由殼側氣體提供，殼側氣體是 ATR 流出物和 KRES 管側流出物的混合物，KRES 管測出口溫度為870℃，混合物的溫度為 925℃。壓縮空氣與部分混合氣一起導入 ATR 進口——專門設計的混合區。釕系催化劑是近年來合成氨催化劑歷史上的一個突破，可以說是真正做到了“低溫、低壓 ”。 年產 20 萬噸合成氨工廠工藝設計 7 3 化工工藝設計 車間組成概述 本設計中合成氨的生產由轉化、變換、凈化、合成四個工段組成，由于合成氨的生產不適合室內生產，因此生產在露天進行。綜上所述，平面布置有以下幾個特點：A 廠房建筑物的布置與生產工藝流程相適應。既有專門的綠化區，也有環繞廠房及其他建筑物的綠化帶。（4） 堆場和倉庫：布置在主導風向的下風向，置于廠區邊緣，靠近主生產車間，且位于主力干道邊緣。年產 20 萬噸合成氨工廠工藝設計 5B 鍋爐房：布置在用蒸汽較多的地方，且是主導風向的下風向。（9） 采取各種措施，提高建筑系數和場地利用稀疏。（5） 人流、物流各行其道，路線短捷，避免交叉。陜西科技大學畢業設計 4（2） 要能夠充分結合場地優勢、地位、地貌等有利條件，因地制宜，緊湊布置，節約土地，少占良田，少拆房屋，提高土地利用率。 公用工程概述 廠址選在四川某市的郊區，有可靠的供電網，輸、供電系統，附近有鐵路、國道，交通便利，另外在不遠處有著一條河流，解決了水的難題。 我國合成氨需求現狀及設計規模我國合成氨主要是作為中間產品加工成尿素、硝銨、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨、磷酸一銨、磷酸二銨和硝酸磷肥等化學肥料；此外合成氨還大量用以生產硝酸、純堿、丙烯腈、己內酰胺和甲胺等化工產品。合成氨以天然氣為原料的工業生產以二段蒸氣轉化法為主，該法具有技術成熟、能耗低等優點。它主要用于制造氮肥和復合肥料，氨作為工業原料和氨化飼料，用量約占世界產量的 12％。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料；液氨常用作制冷劑。 我國合成氨產業概況我國合成氨工業于 20 世紀 30 年代起步，最高年產量只有 5 萬噸。隨著這些化工產品需求的快速增長，工業用氨的消費比例不斷增長，其增長速度高于化學肥料對合成氨需求的增速。 勞動力資源條件廠區所在的市內有著數所高等院校，人力資源豐富。（3） 大多數廠房，特別是主要生產車間的布置，應考慮到日照方位和主導風向，保證自然通風，廠前區和防污染的車間放在上風向，產生粉塵、煙、熱等的車間及易燃庫布置在下風向。（6） 綜合管線統籌安排，防止干擾，力求管線短，拐彎少。建筑系數一般為 25%～40%，場地利用系數一般為 50%～60%，這是總平面設計的主要技術經濟指標。C 變配電站：靠近電力負荷中心，縮短了電線路線，減少了投資，且在水處理車間的上風向，煤堆場的平行風向。這樣有利于原料或產品的進廠和出廠，且有利于火災發生時，消防車的順利到達出事地點。綠化帶以草坪為主，路旁加種樹木。原料﹑半成品和成品形成整個順序，盡量保證流水作業，避免逆行和交叉；B 鍋爐房﹑水泵房﹑配電站等輔助車間盡量靠近其主要部門，以縮短期間距離，節省投資；陜西科技大學畢業設計 6C 由前區到生產區主要干道，應避免與主要運輸道路交叉；D 盡量使大多數廠房向陽﹑背風﹑避免瓦斯等，盡可能使各廠區有條件采用自然采光和自然通風等；E 按防火規范的要求，保證建筑物之間的距離，符合規定；F 根據衛生規范的要求，保證廠區內衛生符合規定；G 根據環境發展的要求，生產區設在有廢渣處理系統﹑廢水處理系統﹑廢氣處理系統等設施 ；H 考慮工廠今后的發展，在廠區留有建筑余地；I 盡量做到以生產區為軸線，再考慮輔助車間﹑行政樓和道路的安排。 車間生產綜合敘述 合成工段的概況及特點合成工段的主要任務是將精制的合成氣通過壓縮機壓縮到所需的壓力進入合成塔內進行催化反應生成產品氨。另外，釕系催化劑的活性也比鐵系催化劑有了很大的提高。本流程使用過量的空氣，然后將過量的氮排出，年產 20 萬噸合成氨工廠工藝設計 9這就不需要氧氣或富氧空氣,過量空氣的量根據最終優化確定,約為化學計量的(40~60)%。KRES 流出物溫度為 645℃，經蒸汽發生器冷卻到370℃后流到高、低變爐。粗合成氣體進入凈化器后首先在原料/流出物換熱器的頂部與凈化氣及凈化器廢氣換熱被冷卻，然后流過膨脹機,膨脹機移去熱量以提供深冷裝置所需要的冷量。合成氣也由凈化器進氣預熱。凈化器的廢氣是前端過量的氮、氬、甲烷及合成回路弛放氣的最終弛放點。 .()39。V().%.5?????誤 差液氨儲罐出口液體含量（%）表 49 液氨儲罐出口液體含量（%）NH3 Ar H2 N2 小計 放出氣體組分含量由式 計算iiMLyV??液氨儲罐出口氣體含量（%）410 液氨儲罐出口氣體含量（%）NH3 Ar H2 N2 小計 （4） 液氨儲罐物料計算以液氨儲罐出口一噸液氨為基準折標 計算3米液氨儲罐出口液體量 ().7???標其中:陜西科技大學畢業設計 18 3NH33 %()NNHLx???標 ..ArAr 標 222 ()Hx 標 2N22 %.mNL???標液氨儲罐出口氣體量 ..208()L????標其中: 3NH33 %()NNHVy 標 ..2ArAr???標 222 31818..()Hy標 2N22 %???標918LV?液 氨 儲 罐 出 口 總 物 料 =+ = 3()標由物料平衡 19817LV??()標則進口液體組分 3NH33 %()NNHLx???標 ..9ArAr 標年產 20 萬噸合成氨工廠工藝設計 19 2H22 %.86m()HLx???標 2N22 31717...1N 標（5） 合成系統物料衡算將整個合成系統看作一個系統,進入該系統的物料有新鮮補充氣體 ,離開該系統的物V補料有去深冷凈化裝置的回收氣 ,液氨儲罐弛放氣 ,產品液氨 。（1） 廢熱鍋爐Ⅰ設備工藝計算① 計算條件1）選臥式 U 型換熱管2）管尺寸 ?? ???外 內3）熱負荷 Q=?