年产二十万吨合成氨变换工段工艺设计

【】毕业论⽂毕业设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计摘要氨的⼯业⽣产主要是利⽤氮⽓和氢⽓通过催化剂的催化⽽得到。

本设计是年产20万吨合成氨⼚的⼯艺设计，但由于合成氨的整个⽣产⼯艺较长，细节问题较多，鉴于设计时间的紧迫，本设计主要对合成氨的主要⼯段——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、合成氨⼯艺流程⽰意图、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：氨，催化剂，⼯艺，图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ，catalyst ，technology ，chart⽬录摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 ⼯程设计背景与发展状况. (1)1.1⼯程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 ⼯程设计条件与总平⾯布置 (3)2.1⼯程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公⽤⼯程概述 (3)2.1.3 劳动⼒资源条件 (3)2.2总平⾯布置 (3)2.2.1 总平⾯布置的基本原则 (3)2.2.2 总平⾯布置概述 (4)3 化⼯⼯艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间⽣产综合叙述 (7)3.2.1 合成⼯段的概况及特点 (7)3.2.2 ⼯作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 ⼯艺流程叙述 (8)4 合成⼯段的⼯艺计算及设备选型 (10)4.1合成⼯段设计要求 (10)4.2合成⼯段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号⼀览表 (45)5 安全⽣产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利⽤ (46)5.2劳动安全卫⽣ (46)致谢 (48)参考⽂献 (49)1⼯程设计背景与发展状况1.1 ⼯程设计的背景合成氨是化学⼯业中的⼀种重要的基础原料。

年产20万吨合成氨合成工艺设计年产20万吨合成氨合成工艺设计The Process Design of 200kt/a of Synthetic AmmoniaSynthesis目录摘要 (I)Abstract.................................................. I I引言 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2 氨的用途 (2)1.3 氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1 氨合成的步骤 (5)2.2 氨合成工艺流程简述 (6)第三章工艺计算 (9)3.1 原始条件 (9)3.2 物料衡算 (9)3.2.1 合成塔物料衡算 (9)3.2.2 氨分离器气液平衡计算 (10)3.2.3 冷凝塔气液平衡计算 (11)3.2.4 液氨贮槽气液平衡计算 (12)3.2.5 液氨贮槽物料计算 (14)3.2.6 合成系统物料计算 (15)3.2.7 合成塔物料计算 (16)3.2.8 水冷器物料计算 (17)3.2.9 氨分离器物料计算 (18)3.2.10 冷凝塔物料计算 (19)3.2.11 氨冷器物料计算 (21)3.2.12 冷凝塔物料计算 (23)3.2.13 液氨贮槽物料计算 (24)3.3 热量衡算 (26)3.3.1合成塔热量计算 (26)3.3.2 废热锅炉热量计算 (28)3.3.3 热交换器热量计算 (29)第四章设备的计算与选型 (31)4.1 已知条件 (31)4.2 计算并初选换热器规格 (31)4.3 校核总传热系数K (31)4.3.1官内给热系数α计算 (31)4.3.2 管外给热系数αo (35)4.3.3 总传热系数K (38)4.4 管子拉脱力的计算 (38)4.5 计算是否安装膨胀节 (39)4.6 换热器主要结构尺寸和计算结果 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)附录A：工艺流程图 (45)附录B：设备图 (45)年产20万吨合成氨合成工段工艺设计摘要：合成氨是化学工业的基础，也是我国化学工业发展的重要先驱，其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。

合成氨变换工段工艺设计合成氨是化工工业中的重要原料，广泛应用于制取尿素、硝化铵等农业肥料，以及制取氨水、氨盐、化肥、染料等合成工艺中。

合成氨变换工段是合成氨生产中的关键环节，其工艺设计对合成氨的产量、质量以及能耗等方面有重要影响。

一、工艺概述合成氨的变换反应器是将反应物氮气和氢气通过催化剂的作用，在一定条件下发生气相合成反应，生成合成氨。

反应器通常采用固定床催化剂反应器，催化剂的选择和催化剂床层的设计都是工艺设计的重要环节。

冷凝器主要用于对反应产生的氨气进行冷凝回收，常见的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种形式，工艺设计中需要根据具体情况选择适用的冷凝方式。

循环气压缩机主要用于将反应器中未反应的气体通入新的循环，提高气相合成反应的转化率。

在工艺设计中，需要考虑压缩机的压比、功率消耗等参数。

氨气的分离净化装置主要用于对合成氨中的杂质进行去除，提高合成氨的纯度。

常用的分离净化装置有吸附装置、膜分离装置等，具体的工艺设计需要根据生产要求和经济效益进行选择。

二、工艺参数及控制合成氨的变换工段的工艺参数主要包括反应温度、反应压力、空速、催化剂活性等。

这些参数直接影响合成氨的产率、选择性和能耗。

反应温度是合成氨变换反应的重要参数，通过控制温度可以提高反应速率和转化率，但过高的温度会导致副反应的发生，降低合成氨的选择性。

反应压力主要用于控制氨气的产量和能耗，压力越高产氨越多，但能耗也相应增加。

空速是指单位时间内通过反应器的氮气体积，可以通过调控压力和进气量来实现，过小的空速会影响反应的效果，而过大会导致固定床催化剂的床层冲击和阻力升高，影响反应转化率。

催化剂活性主要指催化剂的活性组分含量和粒径等参数，这些参数会影响合成氨的选择性和催化剂的寿命。

在工艺设计中，需要考虑这些参数的合理选择和控制，以提高合成氨的产量和质量，并降低能耗。

三、能耗控制合成氨的变换工段是合成氨生产中的能耗重点。

能耗的控制主要体现在压力控制、催化剂选择和热交换等方面。

吉林化工学院课程设计题目年产20万吨合成氨脱硫工段工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级化工0904学生姓名鞠洪清学生学号 09110437指导教师刘艳杰2012年12月27日前言本设计是年产20万吨合成氨脱硫工段的工艺设计。

对合成氨和脱硫工艺的发展概况进行了概述。

着重详细介绍了脱硫工段的工艺流程、工艺条件、生产流程、技术指标等内容。

就脱硫车间的工艺生产流程，各脱硫方法对比, 栲胶脱硫, 三废治理及利用, 反应条件对反应的影响, 物料流程, 影响的因素, 着重介绍化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。

设计总的指导思想是, 理论联系实际、简明易懂、经济实用。

目录前言 (1)摘要 (4)1．总论 (5)1.1.1栲胶法脱硫的发展 (6)1.1.2栲胶脱硫剂介绍 (6)1.1.3栲胶脱硫的反应机理 (7)1.1.4栲胶溶液的预处理 (7)1.1.5生产中副产品硫磺的回收工艺 (8)1.1.5.1劳斯法硫磺回收工艺 (8)1.1.5.2劳斯法硫磺回收工艺原理 (9)1.1.6生产中副产品硫磺的应用 (11)1.1.6.1硫磺的基本应用 (11)1.1.6.2硫磺的几种专门应用 (11)1.2文献综述 (14)1.2.1前言 (14)1.2.2脱硫法介绍 (15)2. 流程方案的确定 (16)2.1各脱硫方法对比 (16)2.2栲胶脱硫法的理论依据 (18)2.3工艺流程方框图 (19)3. 生产流程的简述 (20)3.1简述物料流程 (20)3.1.1气体流程 (20)3.1.2溶液流程 (20)3.1.3硫磺回收流程 (20)3.2工艺的化学过程 (22)3.3反应条件对反应的影响 (23)3.3.1影响栲胶溶液吸收的因素 (23)3.3.2影响溶液再生的因素 (25)3.4工艺条件的确定 (26)3.4.1溶液的组成 (26)3.4.2喷淋密度和液气比的控制 (26)3.4.3温度 (27)3.4.4再生空气量 (27)4. 物料衡算和热量衡算 (27)4.1物料衡算 (27)4.2热量衡算 (30)5. 车间布置说明 (34)6. 三废治理 (35)6.1废水的处理............................................................................. 错误！未定义书签。

毕业设计（论文）年产20万吨合成氨造气工段工艺设计姓名：张宇学号：12171045专业：化学工程与工艺系别：化学工程系指导教师：许晓娟讲师2016年5月摘要本设计是年产能力为20万吨合成氨造气工段（半水煤气）的工艺设计，造气工段是获得合成气的首要工段。

本设计首先简单介绍了合成氨工业，阐述了煤气化的发展历程和方法。

介绍了半水煤气的定义和制气原理，以及常见的生产方法和工艺流程。

结合我国合成氨现状及生产成本综合考虑，本设计采用常压固定床间歇制气法,块煤送入造气炉制气，工艺流程选择利用吹风气持有热和上行煤气显热的流程。

通过查阅相关文献和设计资料对工艺环节进行了相关计算，先对煤气发生炉的的吹风阶段、制气阶段和总过程进行了物料衡算和热量衡算，从而确定了煤气炉的型号，并对废热锅炉和鼓风机进行了相关计算和选型。

关键词：造气；合成氨；半水煤气ABSTRACTThe instructions is the design of the annual production capacity of 300,000 tons of synthetic ammonia syngas production (semi-water gas) process design, syngas production is the primary section to obtain syngas. First, a brief introduction to the design of synthetic ammonia industry, describes the history and development of coal gasification methods. Introduces the definition and principles of semi-water gas gas, as well as common production methods and processes. Considering the current situation of our country and costs of ammonia production, atmospheric fixed bed intermittent method is used in this design, lump coal into gas furnace gas, rocess Blown holders the option of using heat and sensible heat of the gas flow upstream. The gasification process of the design has been calculated through accessing to relevant documents and design information, first , material balance and heat balance has been calculated for gas furnace blower stage gas phase and the total process in order to determine the gas stove models, and waste heat boilers and blowers for the relevant calculation and selection. KEYWORDS：synthesis ammonia;gas making;semi-water gas目录摘要 (i)ABSTRACT............................................................................................................. i i 目录 ..................................................................................................................... i ii 1绪论 .. (1)2合成氨造气概况 (2)2.1合成气原料的选择 (2)2.2制水煤气工艺的发展历史 (2)2.3国内外煤气化技术的发展趋势 (3)3生产方法的选择及论证 (4)3.1生产方法的介绍 (4)3.1.1沸腾层气化法概述 (4)3.1.2水煤浆制气法概述 (4)3.1.3固定层间歇气化法概述 (5)3.1.4固定层连续气化法概述 (5)3.2生产方案的选择及论证 (5)4常压固定床间歇气化法 (7)4.1半水煤气定义 (7)4.2固定床气化法的特点 (7)4.3半水煤气生产对原料的选择 (7)4.4半水煤气制气原理 (8)4.5煤气发生炉内燃料层分布情况 (9)4.6各主要设备的作用 (11)4.6.1水煤气发生炉 (11)4.6.2燃烧室 (11)4.6.3废热锅炉 (12)4.6.4洗气箱 (13)4.6.5洗涤塔 (13)4.6.6烟囱 (13)4.6.7自动机 (14)4.7间歇式制半水煤气工艺条件 (14)4.7.1温度 (14)4.7.2吹风速度 (14)4.7.3蒸汽用量 (14)4.7.4燃料层的高度 (15)4.7.5循环时间 (15)4.7.6气体成分 (15)4.8生产流程的选择及论证 (15)4.9间歇式气化工艺流程的各个阶段 (16)4.10间歇式制半水煤气生产工艺流程 (18)5工艺计算 (20)5.1煤气发生炉（含燃烧室）的物料及热量衡算 (20)5.2物料及热量衡算 (22)5.3制气阶段的物料与热量衡算 (26)5.3.1物料衡算 (26)5.3.2热量衡算 (31)5.4生产总过程的计算 (32)5.4.1燃料使用分配 (32)5.4.2计算每100kg燃料的生产指标 (33)5.4.3物料衡算（kg） (33)5.4.4热量衡算 (37)5.5配气计算 (38)5.6消耗定额 (39)5.7吹净时间的计算 (39)5.8废热锅炉热量衡算 (41)5.8.1设已知条件 (41)5.8.2热量衡算 (43)5.8.3热量平衡和总固体的衡算 (46)5.9衡算夹套锅炉的热量和物料 (47)5.9.1已知条件 (47)5.9.2产气量和消耗水量的计算 (47)6设备计算 (49)6.1煤气炉指标计算 (49)6.2确定煤气台数 (50)6.3确定空气鼓风机的选型及台数 (51)6.4各设备的选型及工艺指标 (52)6.4.1Φ3米U.G.I型煤气发生炉的工艺指标： (52)6.4.2燃料室的工艺指标： (52)6.4.3洗气箱工艺指标： (53)6.4.4索尔维式废热锅炉工艺指标： (54)6.4.5填料式洗涤塔工艺各项指标： (55)6.4.6煤气发生炉自动加煤机工艺指标： (56)6.4.7集尘器 (56)6.4.810000m3螺旋式气柜的工艺指标： (56)7安全技术与节能 (58)7.1安全技术 (58)7.2节能 (58)结论 (59)参考文献 (60)致谢 (61)附录 (62)1绪论本工艺设计是年产20万吨工业合成氨厂造气工段设计。

合成氨变换工段是合成氨生产过程中的关键工艺环节之一，它将合成气中的氮气和氢气在催化剂的作用下，通过催化反应转化为合成氨。

本文将围绕年产二十万吨合成氨的变换工段工艺设计进行详细阐述，旨在提供一个完整的工艺设计方案。

首先，变换工段的催化剂选择非常重要。

对于年产二十万吨合成氨的工艺，常用的催化剂有铁素体、铁铬铝混合催化剂等。

这些催化剂在一定的操作条件下，能够实现高效的合成氨转化率和选择性。

在实际应用中，应根据具体工艺要求和经济效益进行选择。

其次，合成气的净化和预热是变换工段的重要准备工作。

合成气中常含有一定的杂质，如氧、水蒸气、二氧化碳等，这些杂质会影响催化剂的活性和寿命。

因此，合成气需要通过一系列净化设备，如除氧、除硫、除水等步骤，将其净化为适合变换反应的合成气。

同时，为了提高反应的热效应，还需要对合成气进行预热，一般可以采用换热器进行热量回收。

接下来是变换反应的具体设计。

变换反应是一个平衡反应，根据Le Chatelier原理，可以通过提高反应温度、降低反应压力、增加氢气过量等方式推动平衡向产氨方向偏移。

在实际设计中，应在考虑较高转化率的前提下，平衡反应速率和催化剂活性与寿命的关系，做出合理的选择。

另外，变换反应需要保持一定的循环气速和循环气气体组成。

循环气速过高会造成能耗增加，循环气速过低则会影响气体传质效果。

循环气气体组成应符合催化剂的操作条件，一般应保持一定的氢气过量，同时控制氮气和氢气的比例。

最后是变换工段的控制策略。

合成氨变换工段是一个高温高压的工艺过程，对于安全和稳定运行，需要建立完善的自动化控制系统。

控制策略应包括反应温度和压力的控制、循环气速和气体组成的控制、催化剂的修复和更换等。

在实际设计中，应结合具体的工艺要求和设备性能，进行综合技术经济分析，选取最佳的工艺参数和操作条件。

同时，在设计过程中还应考虑到工艺的可持续性和环境保护要求，合理利用资源，减少废物排放，实现工艺的可持续发展。

合成氨变换工段工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，在农业、化工和医药等行业广泛应用。

合成氨的生产过程中，合成氨变换工段是一个关键的工艺环节。

本文将介绍合成氨变换工段的工艺设计。

2. 工艺流程合成氨变换工段的工艺流程包括进料处理、反应器设计、温度控制和产品回收四个重要环节。

2.1 进料处理合成氨的主要原料是氮气和氢气，进料处理环节主要包括氮气和氢气的纯化和混合。

氮气和氢气需要通过特定的纯化设备去除杂质，以确保反应的纯度和效果。

然后，纯化后的氮气和氢气按照一定比例进行混合。

2.2 反应器设计反应器是合成氨变换工段的核心设备，根据反应器设计的不同，可以分为固定床反应器和流化床反应器两种。

固定床反应器是一种较为常见的反应器形式，氮气和氢气催化反应产生合成氨。

固定床反应器需要考虑催化剂的选择、填充物的设计以及反应器的传热设计等因素。

流化床反应器是近年来逐渐应用的一种反应器形式，其优点包括更好的热传递性能和更好的反应效果。

流化床反应器需要考虑反应器的气固分离、催化剂的循环和再生等因素。

2.3 温度控制温度对合成氨反应的影响非常重要，合适的反应温度可以提高反应速率和选择性。

在合成氨变换工段中，需要通过控制进料气体的温度和反应器的温度来实现对反应的控制。

温度控制还需要考虑热量的平衡问题，包括进料气体的预热和产物蒸汽的回收利用等。

2.4 产品回收合成氨变换工段的最终目标是获得高纯度的合成氨产品。

在产品回收环节中，需要进行氨的冷凝和气液分离。

冷凝过程中需要考虑温度和压力的控制，以确保氨的高效冷凝。

气液分离过程中，可以采用吸收液的方式将氨从气相中吸收出来，再进行后续处理和精制。

3. 设备选择合成氨变换工段的设备选择主要包括反应器、纯化设备、冷凝器和分离器等。

反应器的选择需要考虑反应速率、选择性和热传导等因素。

常用的反应器材料有不锈钢、镍基合金等。

纯化设备的选择需要考虑氮气和氢气的纯度要求以及生产规模等因素。

合成氨变换工段工艺过程设计
合成氨是一种氮肥的主要原材料，广泛应用于农业生产中。

合成氨的生产工艺比较复杂，需要经过多个过程的变换才能得到最终的产品。

以下是合成氨变换工段工艺过程的设计。

第一步：氨气合成
氨气合成是合成氨工艺的核心环节，是通过一系列反应将纯净的氢气和氮气合成氨气。

氮气主要来自于空分装置，而氢气主要来自于蒸汽重整装置。

氮气和氢气混合进入催化转化器，经过高温高压催化剂的作用，在催化剂的表面上发生一系列反应，生成氨气。

第二步：氨气变换
氨气变换是将氨气和过量的氮气通过低温催化转化器进行反应，生成高纯度的合成气体。

合成气体主要由氨气、氢气和少量的氮气组成。

合成气体进入变换反应器，在催化剂的作用下，发生一系列反应，将多余的氮气转化为氨气，提高合成气体的纯度。

为了提高合成氨的产率和纯度，还需要进行一系列辅助工艺，如排水处理、冷凝除尘等。

排水处理是为了去除合成氨中的水分，保证合成氨的纯度。

在排水处理过程中，合成氨中的水分会通过分离器分离出来，再经过干燥塔吸附去除水分，最后得到干燥的合成氨。

冷凝除尘是为了去除合成氨中的杂质，保证合成氨的纯度。

在冷凝除尘过程中，合成氨通过冷凝器冷却，使其中的杂质凝结成固体颗粒，然后经过除尘器除去颗粒物，最后得到纯净的合成氨。

综上所述，合成氨变换工段工艺过程的设计包括氨气合成和氨气变换两个主要步骤，同时还需要进行排水处理和冷凝除尘等辅助工艺。

这些步骤的设计要考虑反应温度、反应压力、催化剂的选择和管理，以及对产物的分离、干燥和净化等。

通过合理的工艺设计和操作管理，可以提高合成氨的生产效率和产品质量。

Harbin Institute of Technology课程设计课程名称：氨合成工段工艺设计设计题目：年产20万吨合成氨合成工段工艺设计院系：化工学院化学工艺系班级：1214221设计者：学号：11214203指导教师：设计时间：2015.6目录课程设计任务书 (1)第一章综述 (2)1.1 氨的研究背景 (2)1.2氨的用途 (2)1.3氨的生产方法的选择 (3)第二章氨合成过程的步骤及工艺流程 (5)2.1氨合成的步骤 (5)2.2氨合成工艺流程简述 (7)第三章工艺计算 (8)3.1 原始条件 (8)3.2 物料衡算 (8)3.2.1 合成塔物料衡算 (8)3.2.2氨分离器气液平衡计算 (9)3.2.3冷凝塔气液平衡计算 (10)3.2.4液氨贮槽气液平衡计算 (11)3.2.5液氨贮槽物料计算 (13)3.2.6合成系统物料计算 (14)3.2.7合成塔物料计算 (15)3.2.8水冷器物料计算 (16)3.2.9氨分离器物料计算 (17)3.2.10冷凝塔物料计算 (18)3.2.11氨冷器物料计算 (20)3.2.12 冷凝塔物料计算 (22)3.2.13液氨贮槽物料计算 (23)3.3 热量衡算 (25)3.3.1合成塔热量计算 (25)3.3.2 废热锅炉热量计算 (27)3.3.3 热交换器热量计算 (28)第四章设备的计算与选型 (30)4.3校核总传热系数K (30)4.3.1 官内给热系数α计算 (30)4.3.2 管外给热系数αo (34)4.3.3 总传热系数K (37)4.4管子拉脱力的计算 (37)4.5 计算是否安装膨胀节 (38)4.6换热器主要结构尺寸和计算结果 (39)结论 (40)参考文献 (41)附录 (42)带控制点的工艺流程图 (42)课程设计任务书课程任务：合成氨合成工段工艺设计设计题目：年产20万吨合成氨合成工段工艺设计设计条件：(1)年产量200kt，年生产时间扣除检修时间后按300天计，则产量为：27.778t/h(2)新鲜补充气组成表3.1新鲜补充气组成(摩尔分数%)组分H2N2CH4Ar 总计含量74.45 24.12 1.10 0.33 100(3)合成塔入口中氨含量：NH3入=2.5%(4)合成塔出口中氨含量：NH3出=16.5%(5)合成塔入口惰性气体含量：CH4 +Ar=15%(6)合成塔操作压力：32Mpa(7)精练气温度：35℃(8)水冷器出口气体温度35℃(9)循环机进出口压差1.47MPa(10)年工作日300 d(11)计算基准生产1t氨第一章综述1.1 氨的研究背景世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。

年产20万吨合成氨气态制氢工段工艺设计介绍本文档旨在提供年产20万吨合成氨气态制氢工段工艺设计的详细说明。

该工艺设计旨在实现高产量的气态制氢过程。

工艺概述年产20万吨合成氨气态制氢工段工艺设计包括以下步骤：1. 原料准备：将合适的原料供应到制氢反应器中。

2. 制氢反应：使用适当的催化剂，在反应器中进行合成氨气态制氢反应。

3. 分离和净化：通过分离和净化步骤，从反应产物中分离出气态制氢。

工艺设计考虑因素在设计年产20万吨合成氨气态制氢工段的工艺时，需要考虑以下因素：1. 反应条件：选择合适的反应温度、压力和催化剂，以实现高效制氢。

2. 能源消耗：优化工艺参数，降低能源消耗，提高工艺效率。

3. 设备选择：选择适当的设备和材料，以确保工艺的安全性和稳定性。

4. 环境影响：减少工艺对环境的影响，符合环境保护要求。

工艺步骤详述原料准备1. 确定原料种类和质量要求。

2. 设计原料供应系统，包括储存、输送和供应设备。

制氢反应1. 设计合成氨气态制氢反应器，确定反应温度、压力和催化剂。

2. 确定反应物的摩尔比例和目标产物的纯度要求。

分离和净化1. 设计分离和净化系统，包括冷凝、吸附和脱附等步骤。

2. 选择合适的分离设备，确保分离效果和产物纯度。

安全考虑在设计年产20万吨合成氨气态制氢工段的工艺时，安全是一个重要的考虑因素。

以下是一些安全考虑：1. 确保设备和管道的强度和密封性，防止泄漏事故的发生。

2. 设计防火、防爆和排放控制系统，保障工厂的安全运行。

3. 制定紧急情况应对措施和培训计划，提高工作人员应急响应能力。

以上是年产20万吨合成氨气态制氢工段工艺设计的简要说明。

详细的设计和实施步骤需要根据具体情况进行进一步研究和优化。