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合成氨装置合成工段工艺设计 毕业设计工艺条件表 设计题目：合成氨装置合成工段工艺设计 生产能力：2.0×105 t NH3/a 年工作日：300天 表1 合成塔（105-D）工艺条件表 温度 （℃） 压力 （表MPa） 气体组成（mol %） 入口 出口 入口 出口 组分 N2 H2 CH4 Ar NH3 H2/N2 131 13.24 12.68 新鲜气 24.69 74.06 0.94 0.31 0 3 合成塔进气 22.71 66.10 7.03 2.34 1.82 (初值) 2.91 合成塔出气 11.67 表2 换热器工艺条件表 位号 管程 壳程 介质 温度（℃） 压力 （表MPa） 介质 温度（℃） 压力 （表MPa） 进口 出口 进口 出口 进口 出口 进口 出口 117-C 新鲜气及循环气 39 13 13.50 13.48 氨 12 12 0.588 0.588 118-C 新鲜气及循环气 13 -1 13.48 13.44 氨 -8.6 -8.6 0.215 0.215 119-C 新鲜气及循环气 -1 -27 13.44 13.36 氨 -33 -33 0.005 0.005 120-C 合成塔进口气 -27 26 13.36 13.30 新鲜气及循环气 39 12 13.50 13.44 121-C 合成塔进口气 26 131 13.30 13.24 合成塔出口气 45 12.45 12.26 123-C 合成塔出口气 12.68 12.45 锅炉给水 108 213 10.69 10.69 124-C 新鲜气及循环气 69 39 13.53 13.50 冷却水 125-C 驰放气 45 -27 12.26 12.16 氨冷剂 -33 -33 0.005 0.005 126-C 冷冻氨 -8.6 -8.6 0.215 0.215 氨 42 1 1.667 1.667 127-C 冷却水 32.2 34.4 0.392 0.392 氨 136 42 1.726 1.667 129-C 新鲜气 41 8.2 6.23 6.23 氨冷剂 1 1 0.343 0.343 表3 分离器工艺条件表 位号 106-F 107-F 108-F 109-F 110-F 111-F 112-F 温度（℃） -27 -27 -27 42 12 -8.6 -33 压力（表MPa） 13.36 1.618 12.16 1.667 0.588 0.215 0.005 中文摘要 氨是当年重要的化学工业之一, 它是经济的基础，也是制造化学肥料的基本物质。氨在农业中的地位是极其重要的。因此，研究氨的合成有着十分重要意义。 它的工艺流程如下；选择天然气做原料，天然气与工艺蒸汽在一段炉内进行转化反应。在二段转化炉顶加入工艺空气，使其为510度的混合气体进行转化反应。混合气体中氢气与氮气约以3:1的比例进行下一步反应。在二段炉内主要是以一氧化氮经转化反应生成氢气和二氧化氮，然后气体经过换热反应以在低温条件下进行高低变反应，从低变炉出来的气体进行脱碳反应。脱碳后的气体中含有少量的一氧化碳，经过甲烷化反应以除去一氧化碳。最后气体就进入合成塔进行合成反应。 本设计共分三个部分。第一部分：文献综述。在文献综述中，对氨的性质、用途、在国民经济中的作用以及对国际，国内合成氨生产的概述及发展趋势都作了详细的叙述；几种节能型合成氨工艺介绍；第二部分：技术基础。包括生产方案的确定、工艺流程的确定、生产方法的确定、工艺参数的确定、能量回收及利用方案的确定。第三部分：工艺计算。它包括物料衡算、热量衡算以及设备计算的工艺计算。 关键词：合成；氨；天然气；空气；氮 Abstract 目 录 第一章 设计综述 1 1.1 氨的性质 1 1.1.1 氨的物理性质 1 1.1.2 氨的化学性质 1 1.2 我国合成氨生产工艺技术现状 2 1.2.1 装置现状 2 1.2.2 生产技术水平 3 1.3 氨的生产方法 4 1.3.1 合成氨原料气的制取 4 1.4 合成氨工艺技术的新进展 4 1.4.1 低温、低压、高活性催化剂的研制 4 1.4.2 工艺流程的完善与开发 5 1.5 合成氨工艺技术的现状及其发展趋势 5 1.5.1 合成氨装置的结构调整 5 1.5.2 我国合成氨技术的基本状况 6 1.5.3 合成氨技术未来的发展趋势 6 1.6 我国合成氨的未来展望 7 1.6.1 原料路线的变化方向 7 1.6.2 节能和降耗 7 1.6.3与其他产品联合生产 8 第二章 技术基础 9 2.1工艺原理 9 2.1.1 氨合成反应的特点 9 2.1.2