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吉林化工学院 化 工 综 合 设 计 题目 天然气合成氨工艺设计 教 学 院 化工与材料工程学院 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 学生学号 指导教师 潘高峰 2012 年 设 计 任 务 书 专业：化工与材料工程学院 班级：化工0906 姓名：刘玉岐 设计题目：天然气合成氨工艺设计 设计条件：年产30万吨氨 要求：一段转化炉 出口甲烷含量设计为10％ 炉出口温度：822℃ 出口压力：30.9Kg/cm3（表压） 二段转化炉 补加蒸汽量为加入空气量的10%； 出口甲烷含量：0.5%； 出口压力：3.00Mpa； 出口温度：1003 一段转化炉 入反应管温度：510℃ 入反应管压力：3.5MPa 出上升管温度：850℃ 出上升管压力：3.1PMa 二段转化炉 入口混合气温度：822℃ 入口空气温度：482℃ 出口变换气温度：1003℃ 目录 设 计 任 务 书 I 目录 II 摘要 - 1 - Abstract - 2 - 1 正文 - 3 - 1.1 氨的性质、用途及重要性 - 3 - 1.1.1 氨的性质 - 3 - 1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用 - 3 - 1.2 合成氨生产技术的发展 - 4 - 1.2.1世界合成氨技术的发展 - 4 - 1.2.2中国合成氨工业的发展概况 - 6 - 1.3天然气合成氨转变工序的工艺原理 - 8 - 1.3.1 天然气合成氨的典型工艺流程介绍 - 8 - 1.3.2 天然气合成氨转化工序的工艺原理 - 9 - 1.3.3合成氨变换工序的工艺原理 - 10 - 1.4 设计方案的确定 - 10 - 1.4.1 原料的选择 - 10 - 1.4.2 工艺流程的选择 - 11 - 1.4.3 工艺参数的确定 - 12 - 2 设计工艺计算 - 14 - 2.1 转化段物料衡算 - 14 - 2.1.1 一段转化炉的物料衡算 - 15 - 2.1.2 二段转化炉的物料衡算 - 18 - 2.2 转化段热量衡算 - 21 - 2.2.1 一段炉辐射段热量衡算 - 21 - 2.2.2 二段炉的热量衡算 - 28 - 2.3 变换段的衡算 - 29 - 2.3.1 高温变换炉的衡算 - 29 - 2.3.2 低温变换炉的衡算 - 31 - 2.5 设备工艺计算 - 34 - 结论 - 38 - 致谢 - 39 - 参考文献 - 40 - 主要符合说明 - 41 - 附录 - 42 - 摘要 氨是重要的基础化工产品之一在国民经济中占有重要地位近年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产均是合成氨设备发展的主流，技术改进主要方向是开发性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等方面上。 设计采用的工艺流程简介：天然气经过脱硫压缩进入一段转化炉，把CH4和烃类转化成H2，再经过二段炉进一步转化后换热进入高变炉，在催化剂作用下大部分CO和水蒸气反应获H2和CO2，再经过低变炉使CO降到合格水平，去甲烷化工序。 关键字：合成氨；天然气；转化；变换； Abstract Ammonia is the most important one of basic chemical products, plays an important role in the national economy. Ammonia production after years of development, now has developed into a mature chemical production processes.  In recent years, the large-scale industrial development soon ammonia, low energy consumption, the clean production of synthetic ammonia equipment development are the main direction of technical improvement, is to develop better perform