合成氨最优断裂组的确定-课程设计.pdfVIP

Yibin University Yibin University YYiibbiinn UUnniivveerrssiittyy 化工优化课程设计 化工优化课程设计 化化工工优优化化课课程程设设计计 题 目 合成氨过程最优断裂组的确定 小组成员 XXXXXX（氨合成简要概述部分） XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（合成氨过 程的各级模块分别进行模拟） XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX （操作数据，进行模拟） XXXX（总结与优化建议） 指导教师 XXXXXXX 职称 摘要 合成氨行业在工业和农业中都有着重要的地位，目前工业上普遍采用焦炭 煤、天然气、轻油、重油等燃料，在高温下与水蒸气反应的方法制氢之后再与空 气中分离的氮反应合成氨，本文主要从合成氨工艺中寻找最优断裂组，并对其过 程进行模拟。 关键词 合成，模拟，最优断裂组， 目录 摘要2 目录2 第一章 氨合成简要概述3 1.1 氨的物理性质3 1.2 氨的化学性质3 1.3合成氨工业发展概况4 第二章 氨合成4 2.1氨合成生产基本过程4 2.2氨合成的基本生产方法及经典流程5 第三章 氨合成最优断裂组的简要确定6 第四章 氨合成工艺流程的模拟与分析8 4.1氨合成催化反应单元8 4.2 换热单元9 4.3 降压节流单元9 4.4 气体压缩单元9 4.5 液氨分离单元10 4.6 热力学物性数据估算单元10 4.7气液相平衡数据估算单元10 4.8 收敛单元10 第五章 总结与优化改进11 参考文献12 第一章 氨合成简要概述 氨是自然界里分布较广的一种元素。人们对农作物需要养分的研究发现，碳、 氧、氢、氮、磷、钾六种元素是作物生长的主要养分。可以说氮是植物生长的第 一需要，也是动物生存所必需的。 空气含氮量约为79%（体积分数）。但是，空气中的氮是呈游离状态存在的， 不能供植物吸收。植物只能吸收化合物中固定状态的氮。因而必须把空气中流利 的氮转变为氮的化合物。把空气中游离的氮转变为氮的化合物的过程在工业上称 为固定氮。 在高温、高压和有催化剂存在的条件下，氮气和氢气发生下列反应合成氨。 N + 3H = 2NH + Q 2 2 3 1.1 氨的物理性质 在常温常压下，氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体，有强烈的毒性。 空气中含有0.5%（体积分数）的氨，就能使人在几分钟内窒息而死。在0.1MPa、 -33.5，获在常温下加压到0.7~0.8MPa，就能将按变成无色的液体，同时放出大 量的热量。氨的临界温度为132.9，临界压力为11.38MPa。液氨的现对密度为 0.667（20）。液氨容易气化，降低压力可急剧蒸发，并吸收大量的热。氨极易溶 于水，可制成含氨15%~30%（质量分数）的商品氨水。氨溶解时放出大量的热。 氨的水溶液呈弱碱性，易挥发。 1.2 氨的化学性质 氨的化学性质较活波，能与酸反应生成盐。如与磷酸反应生成磷酸铵；与硝 酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，脱水后成为尿素；与二氧 化碳和水反应生成碳酸氢铵等。在有水的条件下，氨对铜、银、锌等金属有腐蚀 作用。 氨自燃点为630，氨与空气或氧铵一定比例混合后，遇火能爆炸。常温常压 下，氨在空气中的爆炸范围为15.5%~28%，在氧气中为13.5%~82%。 氨的用途 氨的主要用途主要分为以下几种。 （1）制造化学肥料的原料 除液氨本身可作为化学肥料外，农业上使用的