年产15万吨碳酸氢铵工厂设计缩写稿
- 格式:doc
- 大小:611.50 KB
- 文档页数:4
年产15万吨纯碱⽣产车间⼯艺设计⼤学本科毕业论⽂XX⼤学(X届)本科毕业设计(论⽂)资料题⽬名称:年产15万吨纯碱⽣产车间⼯艺设计学院(部):专业:学⽣姓名:班级:学号:指导教师姓名:职称:I⽬录(1)1.1 纯碱的性质和⽤途 (1)1.1.1 纯碱的性质 (1)1.1.2 纯碱的⽤途 (1)1.2 纯碱⼯业的发展史 (2)1.2.1 中国纯碱⼯业发展史 (2)1.2.2 世界纯碱⼯业发展及现状 (2)1.3 纯碱的⽣产⽅法 (2)1.3.1 侯⽒制碱法 (2)1.3.2 苏尔维制碱法 (3)1.4 联合制碱法与氨碱法的⽐较 (3)(4)2.1 纯碱⼯艺的⽣产原理和⼯艺概述 (4)2.1.1 ⽣产原理和⼯艺简述 (4)2.1.2 ⼯艺流程 (4)2.2 ⽣产⼯艺流程 (5)2.2.1 ⽣产⼯艺流程 (5)2.2.2 ⼯艺流程⽰意图 (6)(7)3.1 联碱法析氨的相图及过程分析 (7)3.2 制碱原则性流程 (7)3.3 物料衡算 (9)3.4 循环过程中的⼯艺指标 (11)3.5 联合法的运作要点 (12)3.5.1 循环系统的⽔平衡 (12)3.5.2 副产品氨⽔ (13)3.5.3 钙镁杂质对联碱法⽣产的影响 (13) (14)4.1 碳化塔的选型与计算 (14)4.1.1 外冷式碳化塔的特点 (14)4.1.2 碳化塔内径的计算 (15)II4.2 结晶器的选型 (15)4.2.1 内循环盐析结晶器 (15)4.2.2 结晶器特点 (15)4.3 结晶器尺⼨设计 (15)(18)5.1 ⼈员配备 (18)5.2 车间布置 (18)5.2.1 ⼚房的平⾯布置 (18)5.2.2 ⼚房的⽴⾯布置 (19)5.2.3 ⼚房的建筑结构 (19)5.2.4 管道布置设计 (19)5.3 安全⽣产 (20)5.3.1 安全隐患 (20)5.3.2 安全措施 (20)5.4 环保及三废处理 (21)5.5 本次毕业设计的意义 (21)(22)6.1 主要⼯艺参数 (22)6.1.1 产品组成 (22)6.1.2 各主要物料的实际消耗量 (22)6.1.3 ⼯资及各物料的价格 (22)6.1.4 建设期资⾦投⼊ (22)6.2 投资估算 (23)III1.1 纯碱的性质和⽤途纯碱即碳酸钠(Na2CO3),也称苏打或碱灰。
通化能量系统优化工程环境影响报告书简本1企业现状及排污情况1.1 企业情况通化化工股份有限公司的前身是通化化工总公司,2002年重新组建为通化化工股份有限公司,公司位于通化县二密镇化工路8号,厂区占地面积20.8万m2,建筑面积8.2万m2。
公司现有职工1504人,其中工程技术人员142人。
通化化工股份有限公司有两条铁路专用线,是一个年产8万吨合成氨的综合性化工企业。
主要产品有尿素、碳酸氢铵、甲醇、商品液氨。
公司还兼营机械制造、塑料编织、汽车运输、建筑安装等,是吉林省东南部的化工生产基地。
通化化工股份有限公司现尿素装置生产能力为12万t/a;甲醇装置生产能力为2万t/a;碳酸氢铵生产能力为2.5万t/a。
公司总资产16547 万元,其中:固定资产净原值17144万元;固定资产净值9375万元;流动资产6327万元。
2006年公司实现销售收入24503万元;利润2996万元;税金1610万元。
公司总负债6511万元,资产负债率为39.34%。
公司通过股份制改造,建立了完善的现代企业管理制度,几年来各项主要经济技术指标位居全国同行业前列。
公司已通过ISO9001-2000质量管理体系认证。
公司合成氨系统主要工序包括:造气、脱硫、压缩、二套变换系统、二套铜洗系统、二套合成系统,配套工程:脱碳、冷冻和氨贮罐。
公用工程有化学水站、循环水站、锅炉房、浅除盐水站。
1.2企业现有污染源分析1.2.1废水公司现有废水污染源主要有造气污水循环系统、合成氨装置及尿素装置的循环冷却水排污,尿素解吸废液以及生活污水等。
①造气污水造气污水主要包括造气洗涤废水、脱硫污水及锅炉除尘污水。
废水特征为含尘量高、水量大、水温高,且含有酚、硫化物、氰化物等有害物质,根据类比调查,废水中主要污染物产生浓度为COD:430mg/L、SS:340mg/L、氨氮:80mg/L、硫化物:0.6mg/L、挥发酚:0.5mg/L、氰化物:0.26mg/L。
本科毕业设计(论文)题目年产15万吨合成氨一氧化碳变换公段工艺设计学院名称化学与制药工程学院专业班级化工09-1学生姓名导师姓名2013年6月齐鲁工业大学本科毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。
设计(论文)中引用他人的文献、数据、图件、资料,均已在设计(论文)中加以说明,除此之外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示了谢意。
本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计(论文)作者签名:年月日齐鲁工业大学关于毕业设计(论文)使用授权的说明本毕业设计(论文)作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计(论文)的规定,即:学校有权保留、送交设计(论文)的复印件,允许设计(论文)被查阅和借阅,学校可以公布设计(论文)的全部或部分内容,可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计(论文)。
指导教师签名:毕业设计(论文)作者签名:年月日年月日目录摘要 (1)第一章总论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 一氧化碳变换反应的意义与作用 (2)1.1.2 国内外研究现状 (2)1.2 设计依据 (2)1.3 设计规模与生产制度 (3)1.3.1 设计规模 (3)1.3.2 生产制度 (3)1.4 原料与产品规格 (3)1.4.1 原料规格 (3)1.4.2 产品规格 (3)第二章工艺原理和流程 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺流程 (4)2.3 工艺参数 (5)2.3.1 原料气体组分 (5)2.3.2 工作温度 (5)2.4 工艺条件 (5)2.4.1 压力 (5)2.4.2 温度 (5)2.4.3 汽气比 (6)第三章工艺计算 (7)3.1 中变炉一段催化床层的物料和热量衡算 (7)3.1.1 确定转化气组成 (7)3.1.2 水汽比的确定 (7)3.1.3 中变炉一段催化床层的物料衡算 (8)3.1.4 中变炉一段催化床层的热量衡算 (11)3.1.5中变炉催化剂平衡曲线 (14)3.1.6 最佳温度曲线的计算 (14)3.1.7 操作线计算 (15)3.2 中间冷淋过程的物料和热量衡算 (16)3.3 中变炉二段催化床层的物料和热量衡算 (17)3.3.1 中变炉二段催化床层的物料衡算 (17)3.3.2 中变炉二段催化床层的热量衡算 (19)3.4 低变炉的物料和热量计算 (20)3.4.1 低变炉的物料衡算 (20)3.4.2 低变炉的热量衡算 (22)3.4.3 低变炉催化剂平衡曲线 (23)3.4.4 最佳温度曲线的计算 (24)3.4.5最适宜温度曲线 (24)3.6 主换热器的物料与热量的计算 (26)3.7 调温水加热器的物料与热量计算 (28)第四章设备的计算 (29)4.1 低温变换炉计算 (29)4.1.1 已知条件: (29)4.1.2 催化剂用量计算 (29)4.1.3 催化床层直径计算 (29)4.2 中变换热器计算 (30)4.2.1已知条件 (30)4.2.2 传热面积的计算 (30)4.2.3设备直径与管板的确定 (31)4.2.4传热系数的验算 (31)4.2.5壳侧对流传热系数计算 (33)4.2.6总传热系数核算 (33)4.2.7传热面积的核算 (33)第五章车间设备布置设计 (34)5.1 车间布置设计的原则 (34)5.1.1 车间设备布置的原则 (34)5.1.2 车间设备平立面布置的原则 (34)5.1.3 本工段设计设备布置规划 (35)第六章自动控制 (35)6.1 主要的控制原理 (35)6.2 自控水平与控制点 (36)第七章安全和环境保护 (36)7.1 三废产生情况 (36)7.2 三废处理情况 (36)第八章公用工程 (36)8.1 供水 (37)8.2 供电 (37)8.3 通风 (37)8.4 供暖 (37)8.5 电气 (38)结束语 (38)参考文献 (39)致谢 (40)摘要本文是关于天然气为原料年产15万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。
一、引言碳酸氢铵(氨石脑)是一种重要的氮肥,广泛应用于农业生产中。
本缩写稿旨在设计一座年产15万吨碳酸氢铵的工厂,以满足日益增长的市场需求。
工厂设计将包括生产过程、设备选型、环境保护措施和安全管理等方面的考虑。
二、工艺流程1.原料准备:以氨气和二氧化碳为原料,通过气体供应系统将原料供应至制造区。
2.反应制造:原料经过反应器,通过碳酸氢铵合成反应生成碳酸氢铵的浆料。
3.结晶分离:将碳酸氢铵浆料进行结晶分离,得到碳酸氢铵晶体。
4.溶液浓缩:将碳酸氢铵晶体进行溶液浓缩,达到所需浓度。
5.结晶干燥:将浓缩溶液进行结晶干燥,得到最终产品。
三、设备选型1.反应器:选用高效率的反应器,以保证生产效率和产品质量。
2.结晶分离设备:采用离心分离器进行碳酸氢铵晶体的分离,以提高分离效率。
3.浓缩设备:选用多效浓缩器,以节约能源和提高浓缩效率。
4.干燥设备:采用流化床干燥器,以实现碳酸氢铵的快速干燥。
四、环境保护措施1.氨气尾气处理:对氨气尾气进行处理,以减少氨气的排放量,防止对大气环境的污染。
2.废水处理:对含有碳酸氢铵的废水进行处理,以防止废水对水源和土壤的污染。
3.废气处理:对产生的废气进行处理,以减少对大气环境的污染。
4.固体废弃物处理:对生产过程中产生的固体废弃物进行分类、回收利用或安全处理。
五、安全管理1.安全培训:对工厂员工进行全面的安全培训,提高其安全意识和应急处理能力。
2.作业规范:建立严格的作业规范,规定员工在操作过程中的安全措施和注意事项。
3.安全设施:安装必要的安全设施,包括防爆设备、防火、抢救设施等,以确保员工和工厂的安全。
4.安全检查:定期进行安全检查,发现问题及时处理,消除潜在的安全风险。
六、总结本缩写稿设计了一座年产15万吨碳酸氢铵工厂,包括工艺流程、设备选型、环境保护措施和安全管理等方面的考虑。
通过严格的制造过程、环境保护和安全管理,工厂将能够高效、安全地生产出优质的碳酸氢铵产品,满足市场需求。
文献综述毕业论文名称:年产25万吨合成氨精制工段工艺设计院系:化生系专业年级09化工班姓名:蒋晓霄指导教师:前言氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位,特别是对农业生产有重要意义。
除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。
同时,氨也广泛用于化学纤维和塑料等工业中,亦常用作制冷剂。
世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
合成氨生产源于20世纪初德国等人的研究。
1912年在德国建成了日产30t的合成氨工厂。
我国合成氨生产始于20世纪30年代,新中国成立后,化肥工业得到迅速发展,70年代后,随着石油天然气工业的迅速发展和农业发展的需要,相继从外国引进大型合成氨装置,现在已形成大中小合成氨厂相结合的工艺布局。
从技术上讲,我国合成氨工业已迈进了世界先进行列,生产操作高度自动化,生产规模大型化,热能综合利用合理,技术经济指标先进。
在原料方面,已从单一煤炭发展到煤粉、天然气、轻油、重油多种原料。
我国自行研究和制造的各种催化剂,已具备良好的性能。
随着工业的发展,我国的合成氨将有更大的发展。
1 合成氨概述1.1 氨的性质1.1.1 氨的物理性质氨为无色气体,具特有的强烈刺激性气味。
密度0.771g/L(标准状况),比空气轻。
沸点-33.35℃,高于同族氢化物PH3、AsH3,易液化。
熔点-77.7℃。
液氨密度0.7253g/cm3,气化热大,达23.35kJ/mol,是常用的致冷剂。
极易溶于水,20℃时1体积水能溶解702体积NH3。
充满NH3的烧瓶做喷泉实验后得到的稀氨水约为0.045mol/L。
用水吸收NH3时要用“倒放漏斗”装置以防倒吸。
液氨是极性分子,似水,可发生电离。
也能溶解一些无机盐如NH4NO3、AgI。
空气中允许NH3最高含量规定为0.02mg/L,若达0.5%则强烈刺激粘膜,引起眼睛和呼吸器官的症状。
第一章总论一、指导思想化工设计是政治、经济和技术紧密结合的一门科学技术。
化工设计在新厂建设,老厂改造挖潜中具有极其重要的作用,也可以说设计是生产的先导,是科研成果转化为工业化大生产的必经途径。
因此,设计质量的好坏,对化工行业的发展影响极大,一定要在思想上充分的重视。
有关化工设计方面的知识和技能,不仅对专门从事化工设计的人员需要学习和掌握,而且对从事化工生产、科学实验和技术管理方面的人员,也同样需要具备。
因此,化工工艺专业的学员一定要掌握化工设计方面的基础知识。
从教学出发对学生进行化工设计方面的基本训练,有助于培养学生综合运用理论知识,联系生产实际,提高分析和解决问题的能力,有助于提高学生的运算技巧和设计绘图的能力,当然设计能力的培养和深化,有赖于更多的实践,只有通过实践,积累经验,才能培养思维、想象和创造的能力,才能促进设计能力的不断提高。
总之,经过初步训练,具有一定的化工工艺设计能力后,在生产、基建、科研和管理等方面,一定会发挥出重要的作用。
二、设计依据1、毕业设计是以设计者深入现场收集的数据,掌握所设计项目的生产程序。
2、以毕业设计任务书和化工工艺专业课本及参考书为依据。
三、设计规模及操作制度1、设计规模:年产15万吨合成氨装置。
2、操作制度:根据化工生产的特点,采用四班三倒轮换操作。
3、生产制度:根据设备的大、中、小修及偶然事故的发生,年生产日一般为330天左右。
大修:20天 3年|次(一般)中修:7天 1年|次小修:1~5天(经常)4、发展规划:向年产30万吨合成氨发展。
四、主要原料来源、数量及组成主要原料气为新鲜气:1、生产原料:合成氨用的氢氮混合气规格:压力为320大气压(表压)成份:按气体体积百分数H2=74.63% N2=24.87% (CH4+A r)=0.5%2、消耗定额氢氮混合气:2800m3∕吨氨河水: 62吨∕吨氨锅炉用化学净水:7.5吨∕吨氨电:130千瓦∕小时吨氨五、辅助原料来源、组成及数量来源:来自水、气及其它副产品。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)第1章总论1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人项目名称:年产15万吨双氧水生产线建设项目主办单位:安徽晋煤中能化工股份有限公司企业性质:股份制企业法人代表:张兆振1.2 可行性研究报告编制的依据(1)原化学工业部《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》(修订本)1997年8月。
(2)安徽晋煤中能化工股份有限公司提供的工艺软件包及相关数据。
(3)安徽晋煤中能化工股份有限公司提供的相关工艺、技术资料。
(4)安徽晋煤中能化工股份有限公司签订的建设工程设计合同。
1.3 可行性研究报告的设计原则(1)贯彻执行《工业企业能源管理导则》(GB/T15587-1995);为使改造后生产装置实现能源利用的高效节约,应同时执行《企业节能量计算方法》(GB/T13234-1991)。
(2)为节约能源,提高能源利用效率,贯彻执行《节能监测技术通则》(GB/T15316),结合企业现状,选择本行业最佳可行的生产工艺、最佳实用处理技术,既考虑技术先进性和经济合理性,也兼顾行业企业的可行性,以取得最佳治理效果。
(3)努力达到先进、可靠,经济上合理。
优先选用国家节能环保的定型产品,达到投资省、能耗低、经济效益好的目的。
(4)提高自控水平,人机互补,管控一体化,使节能的监测和记录更加严密科学,使环保工作管理上水平、上档次。
1.4 项目提出的背景、投资必要性和经济意义1.4.1 地域背景临泉县位于安徽省西北部,周边分别与豫皖两省9个县市区接壤,辖31个乡镇、1个工业园区,总面积1818平方公里,总人口213万。
目前,临泉人民正紧紧围绕加快发展,富民强县,争先进位,奋力崛起这一主题,大力实施三大战略:即工业强县、农牧富民、商贸活县;打造四大基地:即新型医药化工食品加工基地、农牧产品生产加工基地、皖西北商贸物流基地、面向长三角优质劳动力输出基地;建设五大产业:即:化工、酿造、食品、医药、农牧产品加工等产业;发展四大经济:即劳务、民营、循环、资源等经济。
15万吨合成氨项目建设流程英文回答:The construction process of a 150,000-ton synthetic ammonia project involves several steps. First, the project planning and design phase is initiated. This includes conducting feasibility studies, obtaining necessary permits and approvals, and designing the layout and infrastructure of the project site.Once the planning and design phase is complete, the next step is to procure the required materials and equipment. This involves sourcing and purchasing items such as reactors, compressors, and other machinery necessary for the ammonia production process.After the materials and equipment are procured, the construction phase begins. This phase includes site preparation, foundation construction, and the installation of various systems and equipment. For example, the ammoniasynthesis loop, which is a critical component of the project, is installed during this phase.Once the construction phase is completed, the project enters the commissioning and testing phase. This involves testing the various systems and equipment to ensure they are functioning properly and meeting the required specifications. Any issues or deficiencies identified during this phase are addressed and rectified.After successful commissioning and testing, the project moves on to the production phase. This is when the ammonia production process is initiated and the plant starts producing synthetic ammonia. The production phase requires ongoing monitoring and maintenance to ensure smooth operations and maximize production efficiency.中文回答:150,000吨合成氨项目的建设流程包括几个步骤。
年产15万吨碳酸二甲酯的工艺流程设计下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!年产15万吨碳酸二甲酯的工艺流程设计探析碳酸二甲酯,作为一种重要的有机溶剂和化工原料,其生产过程的工艺设计对于提高产量、降低成本、保障环保具有重要意义。
十五万吨合成氨工艺初步设计说明书项目名称:二十万吨合成氨工艺设计2013.01目录前言 (4)第一章总论 (5)1.1项目建设依据 (5)1.2项目建设范围 (5)1.3主要设计原则 (5)1.4设计特点 (6)1.5设计标准 (6)第二章项目可行性论证 (7)2.1项目背景 (7)2.1.1研究背景 (7)2.1.2项目建设的意义 (7)2.2 市场预测 (7)2.2.1国内外市场现状与预测 (7)2.2.2价格分析 (8)2.3.原料路线 (8)2.3.1原料选择 (8)2.3.2原料来源 (9)2.4产品结构 (10)第三章工艺技术方案 (11)3.1工艺技术方案的选择 (11)3.2生产工艺简介 (11)3.2.1工艺简介 (11)3.3.2项目产品及建设规模 (11)第四章环境保护 (12)4.1环保治理措施 (12)4.1.1“三废”处理 (12)4.1.2噪声处理 (12)4.1.3绿化情况 (13)4.2环境可行性及评价结论 (13)第五章通风和空气调节 (14)5.1设计依据 (14)5.2设计范围 (14)5.3设计方案 (14)5.3.1通风要求 (14)5.3.2通风设计 (15)第六章电气 (16)6.1设计原则 (16)6.2防雷、防静电 (16)第七章消防 (17)7.1 消防系统 (17)7.2消防实施 (17)7.2.1室内消防设施 (17)7.2.2室外消防设施 (18)7.2.3管材及接口 (18)7.3消防排水 (18)7.3.1排水方式 (18)7.3.2管材及接口 (18)第八章劳动卫生安全 (19)8.1职业安全卫生事故分类 (19)8.1.1火灾、爆炸 (19)8.1.2噪声及振动 (19)8.1.3机械伤害 (19)8.1.4触电事故 (19)8.1.5高空坠落 (19)8.2职业安全卫生主要设施 (19)第九章储运与物流 (21)9.1原料仓储 (21)9.2产品仓储 (21)9.3包装及装卸搬运方案 (21)9.4运输过程注意事项 (21)9.4.1运输事故预防措施 (21)9.4.2 产品泄漏应急处理方案 (22)9.4.3 已造成损害的处理方案 (22)前言合成氨与硫酸和纯碱一样是世界上较为重要的基础化学品之一。
毕业论文
缩写稿
题目:年产15万吨碳酸氢铵工厂设计
学生:11111111
学号:1111111111111
院(系):化学与化工学院
专业:化学工程与工艺
指导教师:1111111111111
2008 年6月20 日
年产15万吨碳酸氢铵工厂设计
11111111111111
(111111111111111111111111111111111)
摘要:碳酸氢铵是我国独自开发的氮肥工业品种,问世以来对我国的工农业生产作出了重要贡献。
几十年的生产实践,使我们对碳铵的农化特性、工业技术经济和农业效益都有了深入的了解,也对碳铵和碳铵生产企业面临的困境有着清醒的认识。
本设计是年产15万吨碳酸氢铵厂的工艺设计,但由于碳酸氢铵的整个生产工艺较长,细节问题较多,鉴于设计时间的紧迫,本设计主要对碳酸氢铵的主要工段——合成工段进行了工艺计算、设备选型,并绘制了全厂平面布置图、碳酸氢铵工艺流程示意图、合成工段带控制点工艺流程图、合成工段物料流程图、合成车间的立面图和平面图。
关键词:碳酸氢铵,工艺,图
Design of ammonium bicarbonate factory with 150,000 ton produces
yearly
Abstract: Since being published,the ammonium bicarbonate has been the nitrogenous fertilizer industry variety which our country independently develops, has played the important contribution to our country's industry and agriculture production. Production, with several dozens year s’ practicing, caused us had the thorough understanding on agriculture characteristic of the ammonium carbonate, the industrial technology economy and the agricultural benefit, also had the sober understanding on the difficulties which the ammonium carbonate and its production enterprise faced.This design is a technological design of ammonium bicarbonate factories with 150,000 ton produces yearly, but as a result of its long entire production process, too many detail questions, in view of the urgency of the design time, this design mainly focused on the main section——the synthesis section, containning technology calculation,the equipment selection and draw the floor-plan of entire factory, technical process schematic drawing of all, flow chart of controlled points in the synthesis section, flow chart of the materials, the elevation and the horizontal plan of synthesis workshop.
Keyword: ammonium bicarbonate,technology ,drawing
1 工程设计背景与发展状况
碳酸氢铵(简称碳铵) 是我国独自开发的氮肥工业品种,问世以来对我国的工农业生产作出了重要贡献。
目前我国碳铵占氮肥总产量的40%左右,是一个主要的氮肥品种,在农业生产中发挥了重大作用。
碳酸氢铵是一种含氮量高达17%以上的化学肥料,它不仅能给庄稼的生长提供养料,还能当农药用,防治庄稼的许多病虫害。
碳酸氢铵作为农用化学肥料,它易被作物吸收,是一种速效性氮肥,长期施用对土壤没有不良影响。
因此,本设计的碳酸氢铵工厂定为年产15万吨碳酸氢铵工厂设计。
本厂厂址选在榆林市的郊区,原料的来源极为方便,且有可靠的供电网,输、供电系统,附近有铁路、国道,交通便利,另外在附近有河,解决了水的难题。
厂区所在的市内有着数所院校,人力资源丰富。
2 化工工艺设计
本设计中碳酸氢铵的生产由造气、合成氨、碳化、分离四个个工段组成,由于碳酸氢铵的生产不适合室内生产,因此生产在露天进行。
法定假日和星期假日采用轮换倒班制度,连续工作制(四班三运转),工作日为300天。
2.1 碳化工段的概况及特点:
碳化工段的主要任务是浓氨水吸收二氧化碳碳化生成碳酸氢铵的过程。
谈话岗位分为碳化和回收两个部分,碳化部分的任务是用氨水洗去变换气中的二氧化碳,同时制得产品碳酸氢铵。
这个过程在预碳化塔及碳化塔内进行。
回收部分的任务是将预碳化塔出口气体中的氨回收下来,并进一步清除气体中残余的二氧化碳,使之得到合格的原料气。
这个过程在回收清洗塔内进行。
碳酸氢铵的生产原理
2.2 碳化工序的主要生产过程及基本反应:
(1) 吸氨过程主要为物理过程,气氨通过扩散而溶于水溶液中。
由于吸氨过程用的稀氨水和母液的混合液中存在NH4+、NH2COO-、HCO3-、CO32-等离子。
因此,在吸氨过程中溶液中还有下列反应,并重新建立各离子间的平衡。
NH3+HCO3-→NH2COO-+H2O (1-1)
NH3+ +CO32-→HCO3-NH4+(1-2)
(2) 氨水碳化过程氨水碳化过程是碳化工段的核心过程。
氨水碳化过程是一种气液反应过程,其总反应如下:
CO2+NH3+H2O=NH4HCO3
实际反应过程是比较复杂的,要经过一系列中间阶段。
反应机理见下节。
(3) 氨回收过程是用软水吸收碳化气中的氨,并且可以起到进一步清除二氧化碳和硫化氢的作用。
(4) 离心分离过程利用离心机将含有碳酸氢铵结晶的碳化液分离为碳酸氢铵结晶和碳化母液。
2.3 氨水碳化过程的反应机理:
氨水碳化经历两个反应阶段。
第一阶段为预碳化阶段,该阶段溶液中CO2/NH3摩尔比为0~0.5(碳化度为0~100%)之间。
碳化反应主要为报氨与二氧化碳生成氨基甲酸铵。
即
2NH3+CO2=NH2COONH4(1-3)此低碳化度溶液中,虽然也存在NH4HCO3和(NH4)2CO3,但主要成分是NH2COONH4。
由于NH2COONH4溶解度很大,不会从溶液中结晶析出。
此预碳化阶段,工业上是在碳化塔中进行。
第二阶段为主碳化阶段,该阶段溶液中CO2/NH3摩尔比大于0.5(碳化度为0~100%)。
此时,碳化过程使NH2COONH4进一步转化为NH4HCO3。
由于碳酸氢铵溶解度较小,而结晶析出。
即
NH2COONH4+2H2O+CO2=2NH4HCO3(1-4)此反应为主碳化的总反应,它实际上又由于下列两个反应所构成。
即:
氨基甲酸铵水解反应:
NH2COONH4+H2O=NH4HCO3+NH3 (1-5)水解所得游离氨继续碳化即式(1-3):
2NH3+CO2=NH2COONH4
显然,两倍式(1-5)加上一倍式(1-3),即得主碳化总反应式(1-4)。
并且式(1-5)加上式(1-3)即得碳化总反应式(1-3)的两倍。
氨水碳化有两个独立的反应:式(1-3)和式(1-5),其他反应式都可以由此二式导出。
反应式(1-3)实际上由以下两步构成:
NH3+CO2→NH2COO-+H+(1-6)
NH3+H+→NH4+(1-7)反应式(1-6)为对NH3和CO2各为一级的二级反应。
反应式(1-7)为离子反应,瞬间即能完成。
因此反应式(1-3)应由第一步反应控制,即反应式(1-3)对NH3和CO2各为一级的二级不可逆化
学吸收过程。
又因液膜中吸收剂(NH3)扩散至反应区的速度远远大于反应消耗的速度,所以,反
应式(1-3)为对CO2的拟一级反应。
3 工艺计算
本设计对碳酸氢铵生产进行了四个阶段的计算,分别是:
3.1 造气系统工艺计算;
3.2 碳化系统工艺计算及设备计算;
3.3 压缩系统工艺计算;
3.4 精炼系统工艺计算。
参考文献
[1] 孔祥琳.碳酸氢铵肥料的生产技术.化肥工业. 2001,6(28):3~4.
[2] 江苏省燃化局.双加压流程碳酸氢铵生产.染料化工. 1975-04-01
[3] 吴宗泽,罗盛国.机械设计课程设计手册[M].高教出版社,1999.
[4] 李绍芬.反应工程[M].化学工业出版社,1900.
[5] 化工生产流程图解[M].化学工业出版社,1900.
[6] 葛婉华,陈鸣德.化工计算[M].化学工业出版社,1900。