年产30万吨合成氨工艺设计

【】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30万吨合成氨工艺设计作者姓名000专业应用化工技术11-2班指导教师姓名000专业技术职务副教授（讲师）目录摘要 (4)第一章合成氨工业概述 (5)1.1氨的性质、用途及重要性 (5)1.1.1氨的性质 (5)1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用 (6)1.2 合成氨工业概况 (6)1.2.1发展趋势 (6)1.2.2我国合成氨工业发展概况 (7)1.2.3世界合成氨技术的发展 (9)1.3合成氨生产工艺 (11)1.3.1合成氨的典型工艺流程 (11)1.4设计方案确定 (13)1.4.1原料的选择 (13)1.4.2 工艺流程的选择 (14)1.4.3 工艺参数的确定 (14)第二章设计工艺计算2.1 转化段物料衡算 (15)2.1.1 一段转化炉的物料衡算 (16)2.2 转化段热量衡算 (24)2.2.1 一段炉辐射段热量衡算 (24)2.2.2 二段炉的热量衡算 (32)2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算 (34)2.3 变换段的衡算 (35)2.3.1 高温变换炉的衡算 (35)2.3.2 低温变换炉的衡算 (38)2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算 (41)2.4.1 换热器103-C热负荷 (41)2.4.2 换热器104-C热负荷 (42)2.5 设备工艺计算 (42)2.6 带控制点的工艺流程图及主要设备图 (46)2.7 生产质量控制 (46)2.8 三废处理 (47)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。

第一章总则1.1编制说明本施工组织设计主要依据**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程的设计图纸、经考察了解到的现场情况、业主及设计单位的有关意向和要求、现行建筑施工规范、施工手册、本企业施工过的类似工程的经验以及企业技术经济情况而编制。

1.1.1**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程由贵州**化工有限责任公司在贵州省**县***兴建。

1.1.2本施工组织设计的内容严格按照招标文件中对技术标的要求编制，全篇由十三部分组成，主要论述了施工总体策划部署及各分部、分项工程的施工组织、施工布置、施工方法和措施等。

1.1.3本施工组织设计在实施过程中，还将视工程的具体情况，对一些重点部位和特殊工序编制详细的施工方案和作业指导书。

1.1.4 编制单位：1.1.5 编制日期：2009年2月1.2编制目的本施工组织设计是为**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程施工而编制的。

编制的指导思想是：编制时为业主着想，施工时对业主负责，竣工时让业主满意，同时在经济上合理，技术上可靠的前提下，保质、保量、保工期。

1.3 编制原则本施工组织设计是指导本工程施工过程中各项生产活动的技术、经济综合性文件。

1.4编制依据1.4.1**科技股份有限公司编制的《**煤化工一期工程合成氨、甲醇装置建筑工程施工招标文件》（DWG.NO.200702-C-02-002）；1.4.2由“**科技股份有限公司”设计的本工程施工图纸；1.4.3国家及贵州省相关工程建设政策、法规；1.4.4我公司类似工程的施工管理经验和技术装备状况；1.4.5我司对本工程建设地区水文地质、地理、气候条件及地下构筑物的调查了解及对遵义地区、贵州省对施工单位有关的规定和要求；1.4.6国家及行业、地方规范、标准：规范、标准、文件一览表1.4.7本企业有关施工标准和方法及作业指导书等我司已通过ISO9002质量体系及ISO14001环保体系的认证，本工程主体结构、装饰装修、设备基础及坑池、厂区总图等各分部工程施工全过程将全面按照我公司编制的质量、环境整合型程序文件中的规定运作。

合成氨是一种重要的工业原料，广泛应用于农业、化工、医药等领域。

为了满足市场需求，设计一套年产30万吨合成氨的工艺流程是非常必要的。

以下是一个关于年产30万吨合成氨工艺设计的详细描述。

1.原料合成氨的主要原料是氢气和氮气。

在设计工艺流程时，需要考虑原料的纯度和供应。

可以选用化工厂附近的气体供应公司作为原料供应商，以确保原料的质量和稳定性。

2.反应器反应器是合成氨工艺中最关键的设备之一、合成氨的主要反应是哈贡斯法，即通过高温和高压下将氮气和氢气反应生成氨气。

反应器的设计需要考虑反应温度、压力、催化剂的选择和载体的设计等因素。

3.冷凝器由于反应生成的氨气含有大量热能，需要通过冷却过程将其转化为液态。

冷凝器的设计需要考虑冷却剂的选择、冷却剂的流量和温度等因素，以确保氨气能够高效地冷凝成液体。

4.吸收器合成氨工艺中经常使用吸收器来去除氨气中的杂质，如二氧化碳等。

吸收器的设计需要考虑吸收剂的选择、吸收剂的流量和浓度等因素，以确保氨气的纯度符合要求。

5.除尘器合成氨工艺中会产生一些固体颗粒，需要通过除尘器去除。

除尘器的设计需要考虑除尘剂的选择、过滤面积和过滤速度等因素，以确保固体颗粒能够有效地被去除。

6.控制系统合成氨工艺中，需要精确控制反应温度、压力、物料流量等参数。

设计一个可靠的自动控制系统，能够对这些参数进行监控和调节，以确保工艺的稳定性和安全性。

7.能耗优化在工艺设计中，需要考虑能耗的优化，以减少生产成本和环境影响。

可以采用节能设备、优化工艺流程和回收废热等措施，减少能源的消耗。

8.安全设计合成氨是一种具有较高毒性和易燃性的化学物质，因此在工艺设计中需要重视安全性。

需要设计安全设施，如泄漏报警系统、防爆设备等，并制定严格的操作规程和应急预案，以确保工艺的安全进行。

以上是关于年产30万吨合成氨工艺设计的一个大致描述。

根据具体的实际情况和要求，还需要进行更为详细的工艺设计和设备选择。

工艺设计的关键是在保证产品质量和生产效益的基础上，实现能源节约和环境友好。

合成氨毕业设计论文【篇一：毕业论文合成氨】目录前言 (2)第一章总论 (3)1.1生产方法论述 (4)1.2氨合成催化剂的使用 (5)第二章氨合成工艺 (5)2.1氨合成工艺流程叙述 (5)2.2主要设备特点 (6)2.2.1氨合成塔(r1801) (7)第三章冷冻工艺流程说明 (8)3.1冷冻工艺流程叙述及简图 (9)第四章自动控制 (10)4.1控制原则 (10)4.2 仪表选型 (10)第五章安全技术与节能 (11)5.1 生产性质及消防措施 (11)5.1.1生产性质 (11)5.1.2消防措施 (11)5.2节能措施 (12)参考文献 (13)致谢 (14)前言在常温常压下，氨是有强烈刺激臭味的无色气体，氨有毒，且易燃易爆，空气中含氨0.5％，在很短时间内即能使人窒息而死，含氨0.2％，在几秒钟内灼烧皮肤起泡，含氨0.07％，即会损伤眼睛。

氨的燃点150℃，在空气中的爆炸范围为16％～25％（体积）。

在标准状态下氨的密度0.771克/升，沸点－33.35℃，熔点（三相点）－77.75℃，气态氨加热到132.4℃以上时，在任何压力下都不会变成液态，此温度称为氨的临界温度。

氨极易溶于水，在常温常压下1升水约可溶解700升氨，氨溶于水时放出大量的热氨易与许多物质发生反应，例如：在催化剂的作用下能与氧反应生成no与co2反应生成氨基甲酸铵，然后脱水生成尿素。

4nh3?5o2?4no?6h2o2nh3?co2?nh4coonh2 （氨基甲酸铵）nh4coonh2?co(nh2)2?h2o氨还可与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸）反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。

除了化肥工业以外，氨在工业上主要用来制造炸药和化学纤维及塑料。

氨还可以用作制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属，在医药工业中用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。

氨是在1754年由普利斯特里（priestly）加热氯化铵与石灰而制得。

年产30万吨合成氨工艺设计1. 引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、塑料、药品、染料等工业领域。

年产30万吨合成氨工艺设计即是针对每年生产30万吨合成氨的工艺进行设计。

本文将从原料准备、反应装置、分离装置和能源供应等方面进行详细介绍，以实现合成氨工艺的高效、稳定和可持续生产。

2. 原料准备合成氨的主要原料是氢气和氮气。

氢气可以通过蒸汽重整或煤气化产生，氮气则通常采购自外部供应商。

原料的准备过程包括氢气的制备和氮气的供应。

2.1 氢气制备氢气制备可以通过蒸汽重整法或煤气化法实现。

蒸汽重整法将天然气或液化石油气与蒸汽在热催化剂的作用下进行反应，生成氢气和一氧化碳。

煤气化法则将煤或其他含碳物质与氧气反应，生成合成气，再经过变换反应生成氢气。

2.2 氮气供应为保证合成氨工艺的稳定运行，需要从外部供应商采购足够的氮气。

氮气的供应应符合相关的质量标准，并与氢气进行充分的混合准备。

3. 反应装置合成氨的工艺主要是通过氢气和氮气的合成反应实现的。

合成反应需要在适当的温度和压力下进行，并且通常采用催化剂进行催化。

3.1 反应温度合成氨反应的温度通常在350到550摄氏度之间。

温度过高会导致催化剂烧结和氨的副反应增加，温度过低则会导致反应速率过慢。

因此，需要通过优化反应温度，以提高合成氨工艺的效率和产量。

3.2 反应压力合成氨反应通常在100到300兆帕之间的高压下进行。

增加压力可以提高氢气和氮气的折合摩尔浓度，促进反应的进行，但同时也会增加设备的压力对设备材料的要求。

因此，需要综合考虑反应速率、设备成本和安全性等因素，确定适宜的反应压力。

3.3 催化剂选择合成氨反应通常采用铁-铑催化剂。

铁对氮气的吸附和解离具有较好的催化作用，而铑可以提高催化剂的活性和稳定性。

催化剂的选择和优化是合成氨工艺设计中的关键问题，需要综合考虑催化剂的催化效率、稳定性和成本等因素。

4. 分离装置合成氨反应产生的混合物中含有大量的氨、氮气、氢气等挥发性成分，需要通过分离装置对这些成分进行分离和回收。

年产30万吨合成氨工艺设计作者姓名000专业应用化工技术11-2班指导教师姓名000专业技术职务副教授（讲师）目录摘要 (4)第一章合成氨工业概述 (5)1.1氨的性质、用途及重要性 (5)1.1.1氨的性质 (5)1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用 (6)1.2 合成氨工业概况 (6)1.2.1发展趋势 (6)1.2.2我国合成氨工业发展概况 (7)1.2.3世界合成氨技术的发展 (9)1.3合成氨生产工艺 (11)1.3.1合成氨的典型工艺流程 (11)1.4设计方案确定 (13)1.4.1原料的选择 (13)1.4.2 工艺流程的选择 (14)1.4.3 工艺参数的确定 (14)第二章设计工艺计算2.1 转化段物料衡算 (15)2.1.1 一段转化炉的物料衡算 (16)2.2 转化段热量衡算 (24)2.2.1 一段炉辐射段热量衡算 (24)2.2.2 二段炉的热量衡算 (32)2.2.3 换热器101-C、102-C的热量衡算 (34)2.3 变换段的衡算 (35)2.3.1 高温变换炉的衡算 (35)2.3.2 低温变换炉的衡算 (38)2.4 换热器103-C及换热器104-C的热负荷计算 (41)2.4.1 换热器103-C热负荷 (41)2.4.2 换热器104-C热负荷 (42)2.5 设备工艺计算 (42)2.6 带控制点的工艺流程图及主要设备图 (46)2.7 生产质量控制 (46)2.8 三废处理 (47)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。

合成氨脱碳工段工艺设计的目标是实现年产量为30万吨的合成氨的脱碳处理。

脱碳是通过去除氨气中的二氧化碳来净化合成氨的过程。

以下是关于合成氨脱碳工段工艺设计的详细说明。

1.工艺概述：合成氨脱碳工段的主要目标是将合成氨中的二氧化碳浓度降低到规定水平以下，以满足产品质量要求。

脱碳过程采用吸收法，通过将合成氨与吸收剂接触来去除二氧化碳。

脱碳过程是在一套多级吸收装置中进行的。

2.设备选择：在设计合成氨脱碳工段时，需选择合适的吸收装置和相应的吸收剂。

常见的吸收装置包括板式吸收器、填料吸收塔或喷雾吸收器。

在选择吸收剂时，应考虑其吸收效率和再利用性。

3.工艺流程：合成氨脱碳工段的主要流程包括氨气进料、吸收装置、二氧化碳排出以及废气处理。

具体流程如下：-氨气进料：合成氨从合成氨工段进入脱碳工段，浓度约为60-80%。

-吸收装置：合成氨与吸收剂接触，吸收剂可以是各种吸收液，如碱性溶液。

吸收装置分为多个级别，通过多级吸收可以提高脱碳效率。

-二氧化碳排出：将富二氧化碳的吸收液与空气进行反应，将二氧化碳释放出来。

常见的方法是通过加热、压缩或换热来实现。

-废气处理：二氧化碳排出后的废气需要进行处理，通常采用气体净化设备来去除废气中的污染物。

4.工艺参数：合成氨脱碳工段的工艺参数包括吸收剂浓度、吸收剂流量、吸收剂-氨气接触时间和温度等。

这些参数的选择会影响脱碳效率和能耗。

-吸收剂浓度：一般选择适当浓度的吸收液，以实现高效的气液接触。

-吸收剂流量：流量的选择需要考虑吸收装置的吸收能力和分离效果。

-吸收剂-氨气接触时间：合理的接触时间可以提高脱碳效果。

-温度：适当的温度可以促进脱碳反应的进行。

5.安全措施：在合成氨脱碳工艺设计过程中，需考虑操作安全及环境保护。

其中包括废气处理设备的选择和设计，以及设备的安全运行控制系统。

综上所述，合成氨脱碳工段工艺设计应包括吸收装置和吸收剂的选择，合理的工艺流程和参数设定，以及必要的安全措施。

只有通过完善的工艺设计和操作管理，才能实现30万吨合成氨的脱碳处理。

30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介2010.10本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合成氨1000吨(年产30万吨)缩微仿真模型。

整个装置主要包括(1)天然气脱硫与压缩;(2)工艺空气压缩；(3)天然气蒸汽转化;(4)CO变换；⑸CO?脱除；(6)甲烷化；(7)合成气压缩；(8)氨合成；(10)氨收;(11)氢回收(9)冷冻；一、原料气压缩和脱硫原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51xlO5Pa,温度加热至390°C,进入钻•钳加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫, 然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于O.lppmo二转化经脱硫后的原料气在鎳催化剂作用下进行一段、二段蒸汽转化，转化气温度在983°C左右，残余CH4在0.9% 以下入废热锅炉回收工艺气热量。

三、变换工艺气温度降为370°C左右进入铁铅系催化剂的高温变换炉顶部，从底部流出高变气温度降为204°C再入低温变换炉。

低温变换在铜锌系催化剂中进行反应，CO含量降到0.36%。

脱碳低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸收气体中CO2含量降到0.4%,再经上9—■k i塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO?含量0.1%工艺气去甲烷化工序。

■吸收塔底流出富液，经水力透平做功后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出水蒸汽和CO?,然后向下流经再生塔四层填料。

再生溶液（贫液）从再生塔底部流出,经溶液泵升压后分两路（顶部和中部）送入吸收塔。

五、甲烷化来自吸收塔顶的脱碳气,进入甲烷化炉反应，从炉底流出进入热交换器冷却 ,甲烷化气中（CO+CO2 ）小于10ppm o六、合成气的压缩甲烷化后的工艺气进入合成气压缩机低压缸、高压缸压缩到101X 105Pa,冷却到40°C后入第一氨冷器冷却至路中汇合，进入二氨冷降温到・10°C,此时大部分气氨被冷凝。

出循环段的气体经热交换器升温后进入合成塔。

5C,与一氨冷出口的循环气在管七、氨的合成压力104X105Pa x温度239°C、氨含量4.12%的循环气，流经合成塔在铁催化剂上进行合成反应。