*******大学
热轧板带钢轧制规程
制定
专业：[金属压力加工]
班级：[****]
学生姓名：[***]
指导教师：[****]
完成时间：2013年4月16日
年产380万吨热轧带钢厂工艺设计
摘要
热轧带钢是关键性的钢铁生产过程之一，90%以上的薄钢板要经过热轧带钢工序生产出来。因此，它在国民经济中占有重要的地位。板带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业、农业、交通运输和建筑行业。宽带钢在我国国民经济中的发展需求量很大，世界各国近年来都在注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产板带钢。
本设计是年产380万吨的热轧板带钢工艺设计。典型产品产品规格为：1600mm×2.8mm。
论文主要内容包括：热轧的发展、原料的选择、生产工艺的制定、典型产品工艺计算，并且对主要设备（轧辊和电机）的能力进行了校核。
关键词：热轧、板带钢、设备、工艺制度
年产380万吨热轧带钢厂工艺设计 .............................................................................. I I 1热轧带钢绪论 . (1)
1.1近20年来我国热轧带钢的发展 (1)
1.2热轧工艺润滑技术 (3)
1.2.1 工艺润滑机理 (3)
1.2.2热轧工艺润滑方法 (4)
1.2.2.1直接应用 (4)
1.2.2.2油水混合法 (4)
1.2.3热轧工艺润滑作用 (5)
1.2.4热轧工艺润滑的发展与应用 (6)
2产品方案及产品大纲的定制 (7)
2.1产品方案及原则 (7)
2.2 坯料质量要求 (7)
2.3确定产品方案 (7)
2.4编制金属平衡表 (8)
3生产工艺流程及设备 (9)
3.1生产工艺流程 (9)
3.2工艺布置特点和设备技术性能 (9)
3.2.1 机组配置 (9)
3.2.2 步进梁式加热炉 (9)
3.2.3 粗轧机 (9)
3.2.4 中间辊道 (10)
3.2.5 高压水除鳞装置 (10)
3.2.6 切头飞剪 (10)
3.2.7 精轧机组 (10)
3.2.8带钢层流冷却装置 (11)
3.2.9 卷取机 (11)
4 典型产品工艺计算 (12)
4.1确定轧制方法 (12)
4.2 根据产品选择原料 (13)
4.2.1粗轧阶段压下制度 (13)
4.2.2 精轧机组压下规程 (13)
4.2.3确定轧件在各道次中的轧制时间 (14)
4.3确定各个道次的轧制速度 (14)
4.3.1粗轧的轧制速度 (14)
4.3.2精轧速度制度 (15)
4.4温度的确定 (15)
4.4.1粗轧温度确定 (15)
4.4.2精轧温度确定 (16)
4.5 计算各道次压力 (16)
5设备的校核 (18)
5.1咬入条件的校核 (18)
5.1.1粗轧机组咬入角校核 (18)
5.1.2精轧机组咬入角校核 (18)
5.2轧机生产能力校核 (18)
5.2.1轧机小时产量的计算 (19)
5.2.2轧机的平均小时产量 (19)
5.2.3车间年产量计算 (20)
5.3 加热炉能力校核 (20)
5.3.1加热炉小时产量计算 (20)
5.3.2年加热时间计算 (20)
5.4电机能力校核 (21)
5.4.1轧制力矩 (21)
5.4.2附加摩擦力矩 (21)
5.4.3空转力矩 (22)
5.4.4电机能力校核 (22)
论文致谢 (23)
1热轧带钢绪论
1.1近20年来我国热轧带钢的发展
建国以后很长时期，我国热连轧带钢生产技术相对较落后，1958年鞍钢建成第1套1700mm带钢半连轧机组，1978年武钢建成第2 套1700mm带钢热连轧机组。而20世纪80年代后期，随着宝钢2050mm热连轧机投产，我国热连轧带钢生产进入快速发展轨道。纵观近20年来我国热连轧带钢的发展，经历了3个阶段: 第1阶段，以大企业为主，以解决企业有无为主要目的的初期发展阶段。以宝钢2050mm、攀钢1450mm、本钢1700mm、太钢1549mm、梅钢1422mm轧机为代表。这个时期热连轧带钢轧机建设只能靠国家投入，由于资金、技术等多方面限制，轧机水平参差不齐。1989投产的宝钢2050mm轧机代表了当时国际先进水平，采用了1、2级计算机控制、CVC板形控制、强力弯辊、控制轧制与控制冷却、自动宽度和自动厚度控制等一系列当时最先进的热连轧生产技术，这些技术装备即使在今天仍不落后。
但是，这个时期投产的二手设备则是国外50~60年代的装备（1994 年投产的太钢1549mm轧机、梅钢1422mm轧机），整体技术水平相对落后，在安装过程中进行了局部改造，但因资金限制整体技术水平提高有限。
这个时期还有2套国产轧机投产：1980年投产的本钢1700mm轧机和1992年投产的攀钢1450mm轧机。由于当时国内对热连轧带钢轧机的设计、制造等技术未完全掌握，加上当时国内制造水平的限制，所以这两套轧机的整体水平不高。产品与国际水平差距较大。但在当时条件下，这几套轧机和宝钢、武钢的先进轧机一起满足了国民经济建设的需要；同时，培养了一大批技术人才，为我国全面掌握现代热连轧技术做出了贡献。
第2阶段，全面提高技术水平，瞄准世界最高、最新技术，全面引进阶段。以宝钢1580mm、鞍钢1780mm、包钢1700mm薄板坯、邯钢1900mm薄板坯、珠钢1500mm薄板坯轧机为代表。20世纪90年代中期以后，由于经多年生产实践对国内技术装备设计与制造水平认同度不高，加上国外薄板坯连铸连轧技术的突破，所
以各大企业均以引进国外最先进技术为主。如1999年投产的鞍钢1780mm轧机、1996年投产的宝钢1580mm轧机，是世界传统热连轧带钢轧机最先进水平的代表，除通常现代化轧机采用的一系列先进技术以外，机组采用了轧线与连铸机直接连接的布置形式，从而可实现直接热装，并有实现直接轧制的可能；机组还采用了板坯定宽压力机，大大减少了板坯宽度规格；精轧机采用了全液压压下及AGC技术；采用了PC板形控制系统，该系统与强力弯辊系统一起工作使板形调控能力大大增加；另外，还采用了轧辊在线研磨，中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术；轧机全部采用交流同步电机和GTO电源变换器及4级计算机控制，并在国内首先采用了吊车跟踪系统。
在这个阶段国内还捆绑引进了3套薄板坯连铸连轧生产线，即1999年投产的珠钢1500mm薄板坯生产线、邯钢1900mm薄板坯生产线和2001年投产的包钢1750mm 薄板坯生产线。这些生产线采用第1代薄板坯连铸连轧技术，是当时世界最先进的薄板坯生产线。其采用近终形连铸技术，使用漏斗形结晶器铸造50mm厚的薄板坯；并采用了铸坯软压下，结晶器液压振动，隧道式加热炉。在轧机上采用高刚度轧机，新型板形控制技术、液压AGC技术和新型除鳞技术等，从而使能耗、投资和生产成本降低，生产流程大大缩短，产品质量提高。这些生产线的引进使我国拥有了新一代热连轧带钢生产技术，也使我国目前成为世界上拥有薄板坯连铸连轧生产线最多的国家；我国更多的大型钢铁企业，开始从只能生产普通低技术产品而转为向生产高层次产品迈进，在技术上上了一个台阶。
第3阶段，这个阶段实际上是近1~2年开始的，是以提高效益、调整品种结构、满足市场需要和提高企业竞争能力为目的的发展阶段。由于近年国家经济快速发展，对钢材需求不断增加，因此除国营大中型企业外，中小型企业，甚至民营企业都把生产宽带钢作为今后发展的重点，或引进或采用国产技术，或建设传统热连轧宽带钢轧机或建设薄板坯连铸连轧生产线。这个阶段以鞍钢1700、2150mm （国产），唐钢1780mm薄板坯和1700mm（国产）、马钢1700mm薄板坯和2250mm、涟钢1700mm薄板坯、莱钢1500mm（国产）、本钢薄板坯、济钢1700mm （国产）、新丰1700mm（国产）、宝钢1880mm、首钢2250mm、武钢2250mm、太钢2250mm轧机为代表。同时，这个阶段对引进二手轧机和原技术较落后的国产轧机进行了全面技术改造，使其达到了现代化水平。
这个阶段新建的传统带钢轧机，有以武钢2250mm轧机为代表的当代最先进的宽带钢轧机，有以唐钢、马钢和涟钢为代表的新一代生产超薄带钢的薄板坯连铸连轧机，有采用国产技术生产中等厚度薄板坯的连铸连轧生产线，还有一些炉卷轧机投产和建设。现在建设和投产的所有轧机都具有现代化水平，如计算机1、2级控制系统、液压AGC系统、板形控制系统、交流传动、控轧控冷技术、热送热装技术等等。国外刚出现的半无头轧制技术、铁素体加工技术、高强度冷却技术、新型卷取机等，在一些轧机上也已应用。目前我国热连轧技术装备已完全摆脱落后状态，并已处于世界先进水平之列。
1.2热轧工艺润滑技术
1.2.1 工艺润滑机理
热轧工艺润滑是在轧辊与高温轧件接触的变形区内，润滑油在轧辊与轧件的接触面上形成一层薄薄的润滑油膜。润滑油膜与轧件的接触时间虽短，但油膜在烧掉之前起到了润滑作用。
热轧工艺润滑是一个动态过程，在变形区高温、高速、高压状态下润滑油的变化难以实验模拟，但一般认为，热轧润滑油以下列3种状态起到润滑作用：一部分润滑油被燃烧，其燃烧残留物主要是残炭，残炭存留于轧辊和金属表面之间，残炭与金属和轧辊之间的摩擦小于金属与轧辊之间的固体摩擦；另一部分润滑油在变形区高温、高压下急剧气化和分解，形成高温、高压的气垫，将金属与轧辊表面隔开，起到润滑作用，这种气体间的摩擦远小于流体间的摩擦；其余部分润滑油可能保持原来的状态，以流体形式通过变形区。
针对热轧带钢生产工艺的特点，为保证良好的润滑效果，热轧润滑油应具有以下特性：(1)具有较高的极性，在轧辊表面有极好的润湿性和吸附性，能够形成均匀的润滑膜；(2)具有良好的润滑性，瞬时抗高压性能强，可在辊缝中提供稳定的润滑；(3)粘度适中，易输送不易从变形区挤出；(4)具有良好的热分解稳定性，轧机出口带钢表面的残余润滑油应在尽可能短的时间内烧尽，防止残油遗留在带钢表面上，形成新的污染物；(5)燃烧生成的气体量少，污染少。
1.2.2热轧工艺润滑方法
1.2.2.1直接应用
直接应用是指采用纯油直接对轧辊进行润滑的方法。该法通过纯油涂刷或喷射的方式进行润滑。纯油涂刷法是用3层除水用的毡粘在一起，在中间一层毡间埋人喷油管。热轧润滑油由泵送入毡面，流出的润滑油在毡上沿宽度方向渗开，由毡涂到支撑辊或工作辊上。这种方式存在诸多缺点：毡易变形，易造成宽度方
向油膜不均；轧辊持续与油毡接触，影响带钢咬入；毡的调整与更换困难。另一种方式是直接喷射法，用泵直接送油，通过喷嘴喷到轧辊上。此种方式的缺点是油耗大、成本高；喷嘴易堵塞；易引起过润滑而造成轧制失控。
1.2.2.2油水混合法
目前使用的热轧工艺润滑大多为油水混合方式。此法是使用少量热轧润滑油和大量水，通过油水混合器进行乳化，再喷向工作辊。在喷射时，混合液形成水包油的分散体迅速在辊面展开，当进入变形区与高温轧件接触时，水很快蒸发并转变为油包水相，一部分油燃烧产生以灰分为主的燃烧物，一部分油以油膜的形式均匀地覆盖在轧辊与轧件的接触弧上，两者在变形区短时间内都起到一定的润滑作用。
油水混合的热轧润滑方式的优点主要为：喷油量少，浓度易调节；稳定性好；供油、停油迅速；上、下轧辊润滑效果相同；对水处理系统无特别要求也无需进行额外处理等。此润滑方式通常分为以下几种：
(1)纯油直接注入冷却水喷射法
该法是传统的热轧工艺润滑方式。该法是将轧制润滑油直接注入轧机原有的轧辊冷却水管路系统中形成油水混合液，随冷却水喷射到轧辊表面。
(2)油水预先搅拌混合法
在油箱中，预先将油、水按比例配好，通过搅拌均匀混合成油水机械混合液后送到轧辊表面。为了保证油品的流动性，在混合前需将轧制油加热到50℃～70℃，必要时水也要预先加热。
(3)蒸汽雾化混合法
此法是将一定压力和温度的蒸汽通入混合器与油水混合液混合。通常蒸汽温度为200℃，压力为3MPa，经压力调节器调节降至1MPa后进入混合器，通过蒸汽的压力把油水混合液雾化后送入轧机。
(4)油水在管路中直接混合法
这是近年来国内外普遍采用的方法之一。建立独立的油水供给系统，油水按比例要求在管路中通过混合后送到轧辊表面。
1.2.3热轧工艺润滑作用
在热轧带钢生产过程中，工艺润滑具有以下优越性：
(1)降低轧制力
热轧工艺润滑能够降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数，有效降低轧制力，容易轧制薄规格带钢。在未使用热轧工艺润滑时轧辊与轧件之间的摩擦系数一般为0．2～0．35，采用工艺润滑后可降低到0．12左右。摩擦系数的降低会直接导致轧制压力的降低，一般可降低l0％～25％。
(2)降低轧机主电机电耗
随着轧制力的降低，电机的负荷也相应减小，从而降低了轧机电能的消耗。一般情况下，轧制力降低10％～25％时，电耗可减少5％～15％。这也是热轧工艺润滑最直接产生经济效益的方面。
(3)降低轧辊消耗
在热轧条件下，工作辊与带钢和轧辊冷却水接触而生成Fe2O3、Fe3O4等硬度很大的氧化物。其粘在轧辊表面，使轧辊生成黑暗色的表面，即“黑皮”，黑皮是造成轧辊异常磨损的主要原因。采用热轧工艺润滑，使轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜隔开，能够防止黑皮的产生，减少轧辊磨损，延长工作辊的使用寿命30％
~50％，从而提高了作业率。
(4)改善热轧带钢表面质量
由于轧辊磨损降低，保持了轧辊表面状况及辊形，提高了轧件的几何尺寸精度，有效防止了氧化铁皮的压人，因而改善了产品的表面质量。
此外，轧制过程中采用工艺润滑技术还可以控制、改善带钢晶粒组织，使其具有理想的深冲性能。
1.2.4热轧工艺润滑的发展与应用
1957年，热轧工艺润滑技术在美国获得成功应用，至今日本应用该技术也已有几十年的历史。热轧润滑技术以其降低能耗、提高生产率、改善带钢表面质量及带钢晶粒组织等众多优点而被广泛采用。
目前，先进的热连轧机多数采用高速钢辊，但由于高速钢轧辊摩擦系数大，轧制力较高铬钢辊高20％或更多，且辊面凸度较难控制，因此，热轧润滑技术作为降低轧制力的有效手段而显得更加重要。在欧洲，世界上轧制润滑油生产的主要厂商与钢厂进行合作研究“高速钢轧辊和热轧润滑”的课题。
在我国应用热轧润滑的生产线主要有：宝钢2050和1580热轧生产线，鞍钢1780mm精轧机热轧生产线，珠钢CSP生产线，攀钢1450生产线，宝钢梅山钢铁热轧厂，莱钢热轧生产线以及武钢热轧生产线等，均取得了良好的效果。其中，鞍钢1780mm热轧生产线未投入热轧油时，工作辊辊面粗糙，有氧化皮脱落现象，桔皮状缺陷严重、龟裂大，在使用热轧油后，辊面状况有很大改善，表面氧化膜厚度合理，且辊面光滑，颜色非常均匀，极少出现表面缺陷；精轧机F1～F7轧制力降幅在5%一30％范围内；工作辊辊耗可降低20％左右；同时，使用热轧工艺润滑技术后，产品尺寸精度等也有明显提高。另外，太钢热连轧厂在不锈钢生产方面也应用了工艺润滑技术，且其技术水平与国外先进不锈钢厂相当，成为国内首家在不锈钢生产上成功应用工艺润滑技术的生产厂家。
2产品方案及产品大纲的定制
2.1产品方案及原则
产品方案是进行车间设计时制订产品生产工艺过程、确定轧机组成、工艺参数的计算和选择各项设备的主要依据。
确定产品方案的原则如下：
1、满足国民经济发展对产品的需要，特别要根据市场信息解决某些短缺产品
的供应和优先保证国民经济重要部门对于钢材的需要。
2、要考虑地区之间产品的平衡。正确处理长远与当前、局部与整体的关系。
做到供应适应、品种平衡、产销对路、布局合理。
3、考虑轧机生产能力的充分利用。如果条件具备，努力争取轧机向专业化和
产品系列化方向发展，以利于提高轧机的生产技术水平。
4、考虑建厂地区资源、坯料的供应条件、物资和材料等运输情况。
本次设计选用的典型产品是：Q235（2.8mm×1600mm）。
2.2 坯料质量要求
连铸坯必须满足中华人民共和国行业标准(YB2011--83)的尺寸要求；
（1）连铸坯无明显扭转；
（2）连铸坯弯曲度不能大于20mm／m，全长不大于总长度的2%；
（3）连铸坯允许有鼓肚，但高度不得超过连铸坯边长的允许正偏差；
（4）连铸坯端部的切斜不得大于20mm；
（5）连铸坯端部因剪切变形造成的宽展不得大于边长的10％；
连铸坯表面不得有肉眼可见的裂纹、重叠、翻皮、结疤、夹杂、深度或3mm的划伤、压痕、擦伤、气孔、皱纹、冷溅、耳子，凸块、凹坑和深度大于2mm的裂纹。连铸坯横截面不得有缩孔、皮下气泡。如有上述缺陷，应清除
2.3确定产品方案
该热轧板带工程设计年产量380万吨，成品最大卷重23860kg(预留30000kg)；
最大钢卷外径1810mm(max)；钢卷内径0762mm；最大单位卷重12．96 kg／mm 。
原料为连铸板坯，坯料厚度180、220(预留250mm）、宽度650-1850mm定尺7500-9500ram，最短尺6000mm (数量少于5％）最大板坯重量30158kg.
表2.1 按钢种产品方案表
产品种类成品规格产量（万
吨）
百分比（％）牌号碳素结构钢 2.0~25.0×(600~1840) 100 26% Q215.Q235.Q225
优质碳素结构钢
2.0~25.0×(600~1840)
130 41% 08Al、20
低合金结构钢
2.0~25.0×（600~1840）30 8% Q345
不锈钢
2.0~25.0×（600~1840）40 11% 1Cr1
3.0Cr18Ni9.
1Cr18Ni9.
管线钢
2.0~12.0x（600~1840）
50 14% X60
合计380 100%
本设计的典型产品是：1600mm×2.8mm。
2.4编制金属平衡表
年产380万吨生产线，综合成才率95.8%。在轧制生产中烧损、切损、轧废及原料质量都是影响成才率的因素。详见表2.2金属平衡表
表2.2金属平衡表
钢种产量烧损
（％）切损
（％）
轧废（％）金属消耗
系数
成材率（％）
普碳钢100 0.5 0.3 0.8 1.016 98.4 低合金结构钢30 0.5 0.3 0.6 1.014 98.6 优质碳素结构钢130 0.6 0.2 0.8 1.014 98.4 不锈钢60 0.4 0.3 1 1.017 98.3 管线钢50 0.5 0.2 0.7 1.016 98.6 合计380 95.8
3生产工艺流程及设备
3.1生产工艺流程
合格连铸板坯一板坯库一备料区一步进式加热炉加热一粗除鳞箱除鳞一两机架连轧可逆四辊粗轧机(前后带立辊装置)开坯一保温装置一转鼓式切头飞剪一精轧除鳞箱一四辊精轧机6连轧一层流冷却一卷取机一打捆一翻卷一链式运输机一称量、喷印一钢卷库(立放)一翻卷一钢卷库(卧放)一成品卷发货。
3.2工艺布置特点和设备技术性能
3.2.1 机组配置
机组采用半连续式布置，即1架四辊可逆粗轧机(含E1、E2立辊装置，预留一台粗轧机)+6架精轧连轧机组(预留一台精轧机)。
3.2.2 步进梁式加热炉
加热炉分为8个炉温自动控制段对板坯实行有效灵活的加热，以适应板坯装炉温度的变化和产的变化。炉底纵水梁采用错开布置形式以减少和消除板坯的黑印，获得好的板坯表面加热喷一炉底水粱和立柱采用汽化冷却方式和双重绝热包扎技术，以减少热损失，降低能耗。加热炉主要技术性能见表3.1。
表3.1 步进梁式加热炉主要技术参数
技术参数
规格，mm 10200×48700
产量，t/h 400
板坯出炉温度，0C 1150~1250
3.2.3 粗轧机
粗轧机是一台大压下、高速轧制的四辊可逆轧机(主要技术性能见表 3.2)，前后配有立辊装置（E1、E2，主要技术性能见表3.3），用于破鳞、辅助平辊咬入和进行轧边以及适当渊节板宽。
表3.2粗轧机主要技术性能
工作辊尺寸，mm Φ997.0/946.2×2032
支撑辊尺寸，mm Φ1447.8/1320.8×2032
最大轧制力，KN 40000
直流主电机功率，KW 3729×2
治理主电机转速，r/min 40/100
除磷水压力，MPa 18
表3.3 E1、E2主要技术性能
技术参数
型式附在主机架上，立式电机上传动
立辊尺寸，mm Φ743.0/692.9
开口度，mm 550~2032
电机功率（DC），kW 373×2
3.2.4 中间辊道
中间辊道设置保温罩，以减少中间板坯的热量损失，减少头尾温差和保证轧件进人精轧机时的温度，以获得较高精度的成品尺寸和均匀的机械性能。
3.2.5 高压水除鳞装置
高压喷嘴处水压<18MPa。对板坯、中间坯上下面同时喷高压水。
3.2.6 切头飞剪
转鼓式飞剪，可高速切断40mm以下中间板坯，保证轧件头部质量并利于精轧机组咬人。切头飞剪主要技术性能见表3.4。
表3.4 切头飞剪主要技术性能
技术参照
剪切带坯料厚度，mm 26~40
剪切带坯宽度，mm 600~1840
剪切温度，0C >900
3.2.7 精轧机组
采用7机架连轧的形式。机组全部是四辊轧机F2、F4~F6采用液压AGC板厚控制系统，预留弯辊装置。F1~F6设有快速换辊装置。精轧机主要技术性能见表3.5。
表3.5精轧机主要技术性能
工作辊尺寸，mm Φ746.1/673.1×2032
支撑辊尺寸，mm Φ1524/1371.6×2032
最大轧制力，KN 36000
3.2.8带钢层流冷却装置
原有的层流冷却系统经过现代化改造具有适应冷却功能和易控制操作的特点，系统具有水压低、流量大、水压稳定、水流为层流的特性。根据带钢钢种、规格、温度及轧制速度等工艺参数，自动控制冷却集管的开闭，调节水流量、喷头组数，实现带钢冷却温度的精确控制，将带钢南终轧温度快速冷却至卷取温度，获得所需要的金相组织和力学性能。层流冷却主要技术性能见表3.6。
表3.6层流冷却主要技术性能
技术参数
型式无惯性管式层流冷却
上集管数，个56
下集管数，个120
层流冷却水量，m3/h -12600
带钢输入温度，0C 850~950
带钢输出温度，0C 550~650
3.2.9 卷取机
卷取机为原有的三助卷辊液压驱动型式的卷取机，具有踏步功能。侧导板为电动控制，动态响应。卷取机主要技术性能见表3.7。
表3.7卷取机主要技术性能
技术参数
卷曲直径，mm Φ762
卷曲电机功率，kW 900
卷曲电机转速，r/min 0/300/900
卷曲速度，m/min 150~841
卷曲能力，mm 25×1840
卷曲重量（max），t 30
4 典型产品工艺计算
4.1确定轧制方法
此车间采用轧机和精轧机两个阶段轧制，即采用综合轧制方法，先在粗轧阶段轧制六道次，达到产品所需要宽度后，再在精轧机中连续轧制七道次。
4.2 根据产品选择原料
本设计的典型产品是：Q235，1600mm×2.8mm。其化学成分为：
C：0.14%~0.22%；Si：≤0.30%；Mn：0.3%~0.0.65%；P：≤0.045%；S：≤0.05%N：≤0.007%；Als：0.02%~0.55%。
故选择连铸坯的规格为：280mm×1800mm×10000mm。
4.2.1粗轧阶段压下制度
粗轧阶段压下量分配原则为：（1）粗轧机组变形量一般要占总变形量的70~85%；（2）为保证终轧机组的终轧温度，应尽可能提高精轧机组轧出的带坯温度；（3）一般精轧机轧出的带坯厚度为20~40mm；（4）第一道次考虑咬入及坯料厚度偏差不能给以最大压下量，中间各道次应以设备能力允许的最大压下量轧制，最后到次为了控制出口厚度和带坯的板型，应适当减小压下量。
表4.1粗轧道次分配
轧制道次 1 2 3 4 5 6
轧6道的ε%15 22 20 27 30 33 压下量mm 42 54.74 47.65 36.61 29.7 22.87
轧后厚度mm 238 183.26 135.59 98.98 69.28 46.43 4.2.2 精轧机组压下规程
精轧机组的主要任务是把从粗轧机架输送来的是中间坯通过七机架连轧，把带坯轧成符合用户要求的合格产品。
精轧机组压下量分配的原则：第一架可以欲留适当的余量，即是考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，而使压下量略小于设备允许的压下量：第二、三架要充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量；以后各架逐渐减少，到最末一架一般在10~15%左右，以保证板形，厚度精度及性能质量。本设计精轧机组压下规程见表4.2
表4.2精轧压下规程
轧制道次 1 2 3 4 5 6 7
轧7道的ε%41 42 35 40 30 28 10 压下量mm 19.03 11.51 5.56 4.13 1.86 1.21 0.33 轧后厚度mm 27.4 15.89 10.33 6.2 4.34 3.13 2.8 4.2.3确定轧件在各道次中的轧制时间
粗轧阶段轧件在每道次中的轧制t r由以下几部分组成：道次间隙时间t0（它包括空转加速时间、空转减速时间和停留时间）、升速轧制时间t1、匀速轧制时间t2、减速轧制时间t3、即t r=t0+t1+t2+t3，其中t1+t2+t3=t zh为纯轧时间，他可以根据轧制速度计算出来。
t1=(n2-n1)/a t3=(n3-n2)/b t2=(120L/πD-（n22-n12）/a-（n22-n12）/b)/2n2 L—为轧件长度；d—为工作辊的直径。
粗轧各道次的轧制时间（单位S）计算如下：
第一道次：
t1=(n2-n1)/a=(30-20)/40=0.25
t3=(n3-n2)/b=(30-20)/60=0.17
t2=(120L/πD-（n22-n12）/a-（n22-n12）/b)/2n2
=(120×10000/(3.14×997)-（302-202）/40-(302-202)/60)/60=6.04
其他道次代入数据得：
表4.3粗轧轧制时间
道次 1 2 3 4 5 6
纯轧时间S 6.48 7.38 7.45 7.98 9.15 12.64
4.3确定各个道次的轧制速度
4.3.1粗轧的轧制速度
根据经验资料取平均加速度a=40rpm/s，平均减速度为b=60rpm/s。
当咬入条件不限制压下量时，咬入转速根据间隙时间确定，第一道待钢时，可以高速咬入，取速度为30rpm，其余各道次间隙时间短，可低速咬入，取20rpm，为了节省轧件的返回时间，除最末一道的抛出速度可选用最高抛出速度30rpm，其
他道次的抛出速度都去较小值20rpm。
4.3.2精轧速度制度
h)2 。
首先计算各机架的前滑值，根据：S=h1/4h(1-1/2f1
1/R
式中：S—前滑值：h1—该架压下量：h—该架出口厚度：f—该架摩察系数，取0.5：R1—该架工作辊直径；
代入数据的；S1=19.03/427.4(1-1/(2×0.5）373
/
.
19）2 =0.12 ；
03
S2=0.14：S3=0.11：S4=0.14：S5=0.10；S6=0.09；S7=0.028。
确定各架的速度：精轧机组各机架速度应满足体积不变条件，即
H1V1=H2V2=......=Ci
设精轧机最后一架的抛出速度为10m/s，则根据上式可计算出前六架的抛出速度。
带入数得：V1=1.02m/s；V2=1.76m/s；V3 =2.71 m/s ；V4 =4.52m/s；V5=6.45m/s；V6 =8.95m/s；V 7=10m/s 。
由前滑定义知：轧辊速度V=V/（1+S）
轧辊速度：V1=0.91m/s；V2=1.54m/s；V3 =2.44 m/s ；V4 =3.96m/s；V5=5.86m/s；V6 =8.21m/s；V 7=9.71m/s 。
4.4温度的确定
4.4.1粗轧温度确定
高温时轧件的温降可按辐射散热计算，因为对流和传导所散失热量大致可以与变形功所转换的热量低消。辐射散热所引起的温降可由下列近似公式计算:△T=(t1-400)(Z/h1)/16
t1—前一道轧件的温度；h1—前一道轧件的厚度；Z—轧制时间。
取板坯加热温度为12300C，出炉温降为300C，粗轧前高压水除鳞温度降为500C，则第一道开轧温度定为11500C，则各道次温度为：
第一道次轧后温度：
T=1150-（1150-400）（9.48/280)/16=11480C
代入数据得其他道次温度：
表4.4粗轧轧制温度
道次 1 2 3 4 5 6 轧后温度0C
1148.4
1146.4
1143
1139.3
1133.4
1125.4
4.4.2精轧温度确定
精轧温度计算公式为：Ti=To-Co(Ho/Hi-1)；Co=(To-Tn)Hn/(Ho-Hn) To 、Ho —精轧前轧件内温度和厚度；Tn 、Hn —终轧温度和厚度。
设定辊道温降为300C ，除磷温降为300C ，进入精轧温度1125.4-30-30=1063.40C ，终轧温度为9000C 。
Co=(（1063.4-900)/(46.43-2.8))2.8=9.55 第一道次：
Ti=1063-9.55×（46.43/27.4-1)=1057.070C 代入数据得其他道次的温度：
表4.5精轧温度分布
道次
1
2 3 4 5 6 7 轧后温度0
C 1057.07
1044.12
1027.53
995.94
932.14
918.45
900
4.5 计算各道次压力
轧制压力：P=BL p ；p =1.15ηδs ； η=0.785+0.25ｌ/h
式中：h —变形区轧件平均厚度；ｌ—变形区长度；δs —材料的变形抗力。
粗轧第一道次：
η=0.785+0.25ｌ/h =0.785+0.25×5.49842?×2/（280+238）=0.17
p =1.15ηδs =1.15×0.17×110=22.00
P=BL p =1800×5.49842?×22=5729.92 其他道次代入数据得：
一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表
二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况
年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院
（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。
目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)
2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)
计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收
②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）
目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)
五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)
一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂
总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文 目录 摘要........................................................................ I Abstract................................................................... II ...................................................................... IV 1 综述.................................................................. - 1 - 1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 - 1.1.1 氨的性质................................................... - 1 - 1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 - 1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 - 1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 - 1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 - 1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 - 1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 - 1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 - 1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 - 1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 - 1.4.1 原料的选择................................................. - 9 - 1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 - 1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 - 1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 - 2 设计工艺计算......................................................... - 1 3 -
年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书
目录 第一章总论 (12) 1.1项目概况 (12) 1.2设计依据 (12) 1.3设计原则 (12) 1.4产品规模及方案 (13) 1.4.1项目规模 (13) 1.4.2产品方案 (13) 1.5原料来源 (14) 1.6辅助设计软件 (14) 第二章技术经济 (16) 2.1 工程概况 (16) 2.2 设计依据 (16) 2.3主要经济数据 (16) 2.4表格 (16) 第三章总图运输 (18) 3.1设计依据 (18) 3.1.1.设计法规和标准、规 (18) 3.2设计围 (20) 3.3厂区概况 (20) 3. 3.1厂址位置 (20) 3. 3.2厂址交通条件 (21) 3.3.3 环境治理条件 (24) 3.3.4 产业基础条件 (25) 3. 3.5 公用工程条件 (25) 3.3.6 人力资源条件 (26) 3.4总平面布置 (27) 3.4.1总平面布置的一般要求 (28)
3.4.2 总平面布置的要求 (31) 3.4.3 厂区总体布局概述 (32) 3.4.4 总平面布置的各项技术指标 (32) 3.4.5 工艺装置的布置 (33) 3.4.6 辅助生产及公用工程设施 (33) 3.4.7 仓储设施的布置 (33) 3.4.8 运输设施的布置 (34) 3.4.9 生产管理及生活服务的设施 (34) 3.5 场运输设计 (36) 3.5.1 厂运输设计要求 (36) 3.5.2 本厂运输设计 (37) 第四章化工工艺及系统 (38) 4.1项目背景 (38) 4.2生产工艺的选择 (40) 4.2.1工艺方案的比较 (40) 4.2.2工艺方案的确定 (41) 4.3工艺简要流程图： (42) 4.3.1环氧乙烷生产 (42) 4.3.2乙二醇生产 (43) 4.4工艺路线简介 (43) 4.4.1环氧乙烷生产工段 (43) 4.4.2二氧化碳吸收工段 (49) 4.4.3乙二醇生产工段 (53) 4.4.4乙二醇精制工段 (63) 4.4.5乙二醇生产全流程 (65) 4.5催化剂的选择 (65) 4.5.1银催化剂的选择 (65) 4.5.2负载型双核桥联配合物催化剂 (66) 4.5.3碳酸乙烯酯水解催化剂 (66)
安徽昊源化工集团有限公司新建20万吨/年Φ1800合成氨系统 基础设计说明书 南京国昌化工科技有限公司
总目录 一、前言 二、气象条件 三、工艺设计条件要求 四、设计能力计算（详细数据见物料热量衡算表） 五、G CΦ1800三轴一径合成塔技术特点 六、Φ1800合成系统工艺流程及特点（见流程图） 七、Φ1800合成系统主要设备技术规格 八、平面布置说明 九、土建说明 十、电器说明 十一、仪表说明 十二、保温与防腐 十三、安全与环保 附表、合成系统物料热量衡算表 附表、系统主要工艺管线流速计算表 附表、工艺仪表条件表（另附） 附图、Φ1800合成系统带控制点的工艺流程图 附图、Φ1800合成系统循环机工艺流程图 附图、Φ1800合成系统设备平面布置图 附图、Φ1800合成框架工艺条件图 附图、Φ1800合成塔外筒条件图 附图、Φ3000/Φ3400废热锅炉条件图
附图、Φ1400气-气换热器条件图附图、套管式水冷器条件图 附图、Φ1400冷交换器条件图 附图、Φ1600/Φ2200氨冷器条件图附图、Φ1400氨分离器条件图 附图、Φ1400循环机油分条件图附图、Φ1600新鲜气氨冷器条件图附图、Φ1000新鲜气油分条件图
一、前言 安徽昊源化工集团有限公司根据企业发展及市场需要,目前准备将合成氨生产线进行能力扩大,产品结构重组：新建二套Φ1600中压联醇系统，一套Φ1400高压醇烷化系统和一套Φ1800氨合成系统。为此受安徽昊源化工集团有限公司委托,我公司将承接一期工程的Φ1800氨合成新系统及相关配套工程的基础设计。 二、气象条件 年平均气温： 14.1℃ 极端最高气温： 40.3℃ 极端最低气温： -18.3℃ 降雨量： 771.7mm 年最大降雨量： 1263.8 mm 年平均气压： 1007.3毫巴 年平均湿度： 68.92%㎜㎜ 年平均风速： 2.7m/s 年最大风速： 32m/s 地震列度： 7级 雪载荷： 400N/m2 三、工艺设计条件要求 根据合同技术条件要求，工艺设计条件如下： 1．入塔气体成份 H2N2CH4Ar NH3 ％58 20.5 14 4.5 3 2．新鲜气成份
目录 一、绪论 (1) 1.1 合成氨概述 (1) 1.2 煤气化技术发展 (1) 二、生产方法的选择及论证 (2) 2.1 生产方法的介绍 (2) 2.2 生产方案的选择及论证 (3) 三、常压固定床间歇气化法 (3) 3.1 固定床气化法的特点 (3) 3.2 半水煤气制气原理 (3) 3.3 发生炉内燃料分布情况 (4) 3.4间歇式制半水煤气工艺流程 (5) 四、工艺计算 (5) 4.1工艺计算方法及已知条件确定 (5) 4.2理想气化过程原料煤消耗量 (6) 4.3煤气发生炉的物料及热量衡算 (7) 4.4 吹风阶段的物料及热量衡算 (8) 4.4.1物料衡算 (8) 4.4.2热量衡算 (10) 4.5 制气阶段的物料及热量衡算 (11) 4.5.1 物料衡算 (11) 4.5.2 热量衡算 (14) 五、设计的体会和收获 (16) 六、参考文献 (17)
一、绪论 1.1 合成氨概述 氨是一种重要的化工原料，特别是生产化肥的原料，它是由氢和氮合成。合成氨工业是氮肥工业的基础。为了生产氨，一般均以各种燃料为原料。首先，制成含H 2 和CO等 组分的煤气，然后，采用各种净化方法，除去气体中的灰尘、H 2S、有机硫化物、CO、CO 2 等有害杂质，以获得符合氨合成要求的洁净的1：3的氮氢混合气，最后，氮氢混合气经过压缩至15Mpa以上，借助催化剂合成氨。 我国能源结构中，煤炭资源占很大比重。煤的气化是煤转化技术中最主要的方面，并已获得广泛的应用。煤气化提供洁净的可以管道输送的气体燃料。当前城镇及大中型企业要求实现煤气化的迫切性越来越大，至今以合成气为原料的合成含氮、含氧化物、烃类及燃料的C化学技术已经获得相当成功，并且这方面的开发活动至今仍方兴未衰。目前还在建设采用各种煤气化技术的工业化装置。煤气化在各方面的应用都依赖于煤气化技术的发展，这主要因为煤气化环节往往在总投资及生产成本中占相当大的比重。 我国合成氨工业原料路线是煤汽油并举，以煤为主。合成产量60%以上是以煤为原料，全国现有1000多家大中小型以煤为原料的合成氨厂。随着油价的不断上涨，今后将停止以油为原料的新设备建设，并要求进行以煤代油的技术改造。 1.2 煤气化技术发展 煤炭气化，是以煤或焦碳为原料，用氧气（空气、富氧或纯氧）水蒸汽或氢气等作为气化剂（或称气化介质），在高温条件下通过化学反应将煤或焦碳中的可燃部分转化为气体燃料的过程。煤炭气化包括煤的热解、气化和燃烧3部分。煤炭气化时所得的可燃气体称气化煤气。当前国内外煤完全气化技术发展的趋势，概括地可以归纳出如下几点：（1）气化向大型化方向发展，因为大型化可以提高单位设备的生产能力： （2）使用氧气为气化剂，提高煤气化炉的操作温度： （3）提高煤气化操作压力，几乎各种类型的新开发的气化炉都采用加压气化的工艺； （4）扩大气化煤种的范围，随着采煤机械化和水力采煤技术的发展，原煤中的碎煤产率越来越多，为了适应这种趋势，一些新开发的新气化方法都用碎煤或粉煤气化； （5）开发利用无污染的气化方法，许多开发的气化方法，都考虑了在工艺过程中消
毕业设计 题目名称：年产30万吨合成氨转变工序设计 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。合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。 本设计是以天然气为原料年产三十万吨合成氨转变工序的设计。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。 本设计综述部分主要阐述了国内外合成氨工业的现状及发展趋势以及工艺流程、参数的确定和选择，论述了建厂的选址；介绍了氨变换工序的各种流程并确定本设计高-低变串联的流程。工艺计算部分主要包括转化段和变换段的物料衡算、热量衡算、平衡温距及空速计算。设备计算部分主要是高变炉催化剂用量的具体计算，并根据设计任务做了转化和变换工序带控制点的工艺流程图。 本设计的优点在于选择较为良好的厂址和原料路线，确定良好的工艺条件、合理的催化剂和能源综合利用。另外，就是尽量减少设备投资费用。 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. The design is based on annual output of 300,000 tons of natural gas as raw material, the design of synthetic ammonia transformation process. 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 performance of catalyst, reducing ammonia synthesis pressure, the development of new materials gas purification methods, reduce fuel consumption, low heat recovery and reasonable utilization, etc. The design process used in brief are: compressed natural gas after desulfurization and conversion into a furnace, the methane and hydrocarbons into hydrogen, through the Secondary reformer further transformed into the highly variable furnace heat exchanger, the great catalyst part of the reaction of carbon monoxide and hydrogen and carbon dioxide vapor, then through the low-temperature shift to reduce to an acceptable level of carbon monoxide to methanation process. The design review described some of the major domestic and international situation and the development of synthetic ammonia industry trends and technological process, parameter identification and selection, discusses the plant's location; introduced the transformation process of the various processes and determine the design of high temperature shift and low temperature Transformation series of the process. Calculation of some of the major transformation process, including segment and transform section material balance, heat balance, equilibrium temperature and airspeed calculation. Calculation of some of the major equipment is a high temperature shift catalyst of specific terms, and according to the design task to do the conversion and transformation process flow chart with control points. Advantage of this design is to choose a better site and raw materials line to determine the
第一章总论 1.1 项目名称与承办单位 1.1.1 项目名称 新建年产20万吨高浓度复合肥生产线项目 1.1.2 承办单位 单位名称： 单位性质：有限责任公司 法人代表： 1.1.3 法定地址 1.2 可行性研究报告编制的依据、原则和研究范围 1.2.1 编制依据 （1）当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）； （2）国家产业结构调整指导目录（2005年本）； （3）河南省外经贸发展促进资金使用方向； （4）行业建设项目可行性研究报告编制内容和深度的规定要求； （5）化工有限责任公司提供的基础资料、技术数据。1.2.2 可行性研究报告编制原则
（1）依据国家行业产业政策、技术政策以及国家、行业、地区发展的长远规划、工程基础资料，公正、客观和科学地论证项目建设的可行性； （2）工艺技术力求先进合理，设备选型尽量国产化，工艺布置简捷流畅，平面布局合理，以节约投资； （3）注意环境保护与劳动安全卫生，选用先进可靠的技术设备，使污染物消除在生产过程中，以便于改善生产条件，消除对周围环境的污染，做到文明生产； （4）节约能源，广泛采用能耗少的工艺和设备。 1.2.3 可行性研究报告研究的范围 （1）项目建设的必要性和经济意义； （2）市场前景分析与需求预测； （3）产品方案与建设规划； （4）厂址位置及建设条件； （5）工艺技术方案； （6）总图运输与公用工程； （7）节水、节能； （8）环境保护； （9）劳动保护、安全生产和工业卫生； （10）企业组织和劳动定员； （11）项目管理与实施进度安排；
（12）投资估算与资金筹措。 （13）经济效益分析。 1.3 承办企业概况 XX化工有限责任公司，始建于XXX年。厂址位于XXXX。公司设有东西两个厂，建有硫酸车间、精细化工车间，复合肥车间等X个车间和一个西分厂。主要产品有过磷酸钙、复合肥、各种配方肥。公司占地面积X万余m2，建有铁路专用线，现有总资产XXX余万元，年综合生产能力XX万余吨，废气等治理设施通过了环保验收。公司现有总资产XXX余万元，其中固定资产XXX万元。2007年销售收入XXX亿元。 公司拥有一批专业精湛的工程技术人员，全厂XX余名职工中，就有XX名具有中高级技术职称的科技人员，占职工总数的XXX%，其中有X人是高级经济师和高级工程师。并配备了先进的检测仪器和精良的生产设备。公司建有一整套科学先进的现代化管理制度和健全的机构，包括办公室、生产科、设备科、技术科、全质办、供应科、销售科。通过了ISO9001质量保证体系认证和ISO14001环境管理体系认证。 1.4 项目提出的背景、投资的必要性和经济意义 1.4.1 项目提出的背景 为推进经济结构的战略性调整，促进产业升级，提高竞争力，国家颁布了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术
年产20万吨乙二醇项目可行性研究报告 （此文档为word格式，下载后您可任意修改编辑）
目录 第一章总论 (1) 1.1 项目情况 (1) 1.2 编制的依据和原则 (1) 1.3 项目背景 (2) 1.4 建设意义 (3) 1.5 研究结论 (3) 1.5.1 项目概况 (3) 1.5.2 主要技术经济指标 (5)
1.5.3 结论 (6) 第二章原料及产品介绍 (7) 2.1 原料性质 (7) 2.1.1 乙烯 (7) 2.1.2 甲醇 (8) 2.1.3 氧气 (9) 2.2 产品性质 (11) 2.2.1 乙二醇 (11) 2.2.2 碳酸二甲酯 (12) 第三章市场分析及预测 (15) 3.1 乙二醇市场分析及价格预测 (15) 3.1.1 世界供需分析与预测 (15) 3.1.2 国内供需分析及预测 (17) 3.1.3 乙二醇价格分析与预测 (21) 3.2碳酸二甲酯市场分析 (23) 3.2.1 碳酸二甲酯产能分析 (23) 3.2.2 碳酸二甲酯需求分析及预测 (24) 3.3 国内乙二醇上游原料市场分析 (26) 3.3.1 乙烯市场分析 (26) 3.3.2 甲醇市场分析 (29) 3.4 国内乙二醇下游产品市场分析 (33) 3.4.1 聚酯产能分析 (33) 3.4.2 聚酯需求分析 (34) 第四章建设规模和产品方案 (36) 4.1产业政策等符合性分析 (36) 4.1.1 产业政策符合性分析 (36) 4.1.2 行业准入符合性分析 (36)
4.1.3 所在地或园区发展规划符合性分析 (36) 4.2建设规模 (36) 4.2.1 确定建设规模的依据 (37) 4.2.2 多方案比选 (37) 4.2.3 推荐的建设规模 (38) 4.3 产品方案 (39) 4.3.1 确定产品方案的依据 (39) 4.3.2 推荐的产品方案 (39) 4.3.3 主要产品规格 (40) 第五章原料、辅助材料供应 (42) 5.1 原辅料需求清单及来源 (42) 5.2 原料供应 (42) 5.2.1 原料品种、数量及来源 (42) 5.2.2 原料规格 (43) 5.3 催化剂供应 (44) 5.3.1 催化剂品种、数量 (44) 5.3.2 催化剂规格 (44) 5.4 主要化学品供应 (44) 5.4.1 主要化学品品种、数量及来源 (44) 5.4.2 主要化学品技术规格 (45) 5.5 公用工程供应 (45) 第六章工艺技术方案 (47) 6.1 工艺方案简介 (47) 6.1.1 石油路线工艺 (47) 6.1.2 煤化路线工艺 (50) 6.2 工艺技术方案 (53) 6.2.1工艺技术方案的选择 (53)
年产20万吨合成氨合成工 段工艺设计书 1.1 概述 氨是一种重要的含氮化合物。氮是蛋白质质中不可缺少的部分，是人类和一切生物所必须的养料；可以说没有氮，就没有蛋白质，没有蛋白质，就没有生命。大气中存在有大量的氮，在空气中氨占78％（体积分数）以上，它是以游离状态存在的。但是，如此丰富的氮，通常状况下不能为生物直接吸收，只有将空气中的游离氮转化为化合物状态，才能被植物吸收，然后再转化成人和动物所需的营养物质。把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程，称为固定氮。目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氢合成为氨，再进一步制成化学肥料或用于其它工业。 在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。氨主要用来制作化肥。液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有尿素、硝酸铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混等。氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己酰胺、尼龙-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各种炸药。硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。 氨在其他工业中的应用也非常广泛。在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。例如制冷、空调、食品冷藏系统大多数都是用氨作为制冷剂。
1.2 氨的性质 1.2.1 氨的物理性质 氨在常温下是无色气体，比空气轻，具有刺激性臭味，能刺激人体感官粘膜空气中，含氨大于0.01％时即会引起人体慢性中毒。 气态氨易溶于水，成为氨水，氨水呈弱碱性。氨在水中的溶解度随压力增大而降低。氨水在溶解时放出大量热。氨水中的氨极易挥发。 常压下气态氨需冷却到-33.35 ℃（沸点）才能液化。而在常温下需加压到 0.87MPa 时才能液化。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。 1.2.2 氨的化学性质 ⑴ 氨与氧在催化剂作用下生成氮的氧化物,并能进一步与水作用,制得硝酸： 3224546NH O NO H O +→+ ⑵ 氨与酸或酐反应生成盐类,是制造氮肥的基本反应： 3244242)NH H SO NH SO +=（ 3343 NH HNO NH NO += 34 NH HCl NH Cl += 334424NH H PO NH H PO += ⑶ 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,进一步脱水成为尿素： 32422NH CO NH COONH += ()42222NH COONH CO NH H O =+ ⑷ 氨与二氧化碳和水作用,生成碳酸氢铵： 32243NH CO H O NH HCO ++= (5) 氨可与盐生成各种络合物，如CuCl 2?6NH 3、CuSO 4?4NH 3。 氨与空气(或氧)的混合气,在一定浓度围能发生剧烈的氧化作用而爆 炸。在常温常压下，氨与空气爆炸极限为15%～28%(NH 3)。100℃，0.1 MPa 下，
化工过程设计可行性研究报告 ------年产20万吨甲醇项目 班级： 组别： 小组成员：
年产20万吨甲醇项目 1.1 概述 甲醇是重要的基础化工原料，在世界范围内的化工产品中，其产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。广泛用于有机中间体、医药、农药、染料、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶等其它化工生产中，并还用作溶剂和工业及民用燃料等。目前甲醇用于化工生产的产品达数百种，主要衍生物有：甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、甲胺、二甲醚、甲酸甲酯、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氯甲烷类、合成燃料等。 1.2 市场需求预测 1.2.1 国外市场分析 1.2.1.1 国外甲醇生产现状 2003年全世界甲醇的总生产能力为3952万吨/年，产量为3235万吨，装置平均开工率为81.9%。其中南中美洲是世界上最大的甲醇生产地区，占世界总生产能力的19.2%，其它依次是中东、北美、亚洲、中东欧、西欧等。 近二十年来，世界甲醇工业与天然气的开发同步发展，新建装置
大多建在天然气资源丰富的国家或地区。由于这些国家或地区的需求有限，因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本，而美国、西欧和日本的甲醇装置由于经济性的原因，已逐步减产或关闭，转而进口甲醇。如日本曾是世界主要的甲醇生产国，到现在已无甲醇生产，预计这种趋势将会进一步发展。 预计在今后一段时期内世界甲醇的生产能力仍将有较大的增长，特别是在中东等天然气资源丰富的国家或地区。这些国家将利用当地廉价的油气资源，建设一系列超大型的甲醇生产装置。预计，到2007年，全世界甲醇的生产能力将达到4974万吨/年。 1.2.1.2 国外甲醇消费状况 2003年，世界甲醇的消费量为3235.2万吨。亚太已经成为世界最大的甲醇消费地区，消费量占世界总量的33.45%，其次是北美占28.73%、西欧占20.24%、中东占6.77%、中东欧占6.05%、南美洲占3.87%、非洲占0.86%。 在世界范围内甲醇的消费结构中，甲醛是最大的消费领域，占总消费量的37%，其次是MTBE/TABE，占28%，第三是醋酸，占7%，其它消费领域所占份额较小。 预计，在2003-2007年间，用于生产甲醛的甲醇需求量将保持2.85%的年均增长速度，MTBE方面的需求量则有较大程度的下降，为-5.08%，醋酸方面的增长较快，为4.75%。其它增长较快的消费领域有甲醇作直接燃料和TAME，二者的年均增长率将分别达到6.37%和5.97%。