毕业设计论文年产10万吨合成氨变换工段工艺设计

年产12万吨合成氨合成工段的工艺引言液氨称为无水氨，是一种无色液体。

具有强烈刺激性气味，极易气化为气氨。

相对密度0.667g/cm,相对分子质量17.03，沸点-33.33℃，溶点-77.7℃，爆炸极限为15.7%—27%（体积分数），液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，容易挥发。

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。

其产量居于各种化工产品的首位，同时是能源消耗的大户。

氨产品分为农业用氨和工业用氨两大类。

农业用氨主要用于生产尿素、硝铵、碳铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等多种含氮化肥产品。

用于生产尿素和碳铵的消费量约占合成氨总消费量的75%，用于生产硝铵、氯化铵等其他肥料的合成氨约占合成氨总消费量的15%；工业用氨主要用于生产硝酸、纯碱、丙烯腈、己内酰胺等多种化工产品，占总消费量的10%。

合成氨生产的原料在20世纪末是以气体燃料和液体燃料为主。

近年来，固体原料的比重大幅上涨。

合成氨传统生产方法是在低温下将空气液化并分离制取氮，氢气则由电解水制取或在高温下将各种燃料与水蒸气反应制得。

由于这两种制氢法能耗大，成本高，因此未能在工业中得到应用，因此，迫切需要改进生产工艺，降低成本，提高经济效益。

世界合成氨的技术发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺阶段、低能耗制氨工艺阶段、装置单系列产量最大化阶段。

未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变，其技术发展将会紧紧围绕“降低生产成本、提高运行周期、改善经济性”的基本目标，进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。

第1章概述1.1 研究背景1.1.1 氨的性质①物理性质常温常压下，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℃，或在常温下加压到0.7到0.8MPa，就能将氨变成无色液体，同时放出大量的热量。

齐齐哈尔大学课程设计摘要在合成氨的过程中，经变换后的合成气含有较多的二氧化碳，如不将其清除，在合成氨生产时二氧化碳会使合成氨催化剂中毒。

本设计是年产十万吨合成氨车间脱二氧化碳工段的初步设计，采用NHD法的工艺流程来脱除原料气中的二氧化碳，并对吸收液进行再生，获得纯度较高的净化气，提高二氧化碳的回收率，简化流程，降低能耗，达到较高的经济效益指标。

本次设计的内容主要包括生产工艺的比较和确定，物料衡算和能量衡算，以及Aspen工艺流程模拟和绘制带控制点的工艺流程图。

关键词：合成氨NHD法二氧化碳工艺设计I齐齐哈尔大学课程设计AbstractIn the process of synthetic ammonia, the transformation of the syngas after contained more carbon dioxide, such as not them out, in synthetic ammonia production of carbon dioxide will make synthetic ammonia poisoning catalyst. This design is the annual capacity of one hundred thousand tons of carbon dioxide the ammonia workshop to take off a preliminary design of the section, the NHD process to removal of the carbon dioxide gas material, and the regeneration absorbing liquid, get high purity of the purification of gas, and improve the recovery of carbon dioxide, the process is simplified, reduce the energy consumption and achieve high economic efficiency index. The main content of design including production process compare and sure, material calculation and energy balance calculations, and Aspen process simulation and draw with control points of process flow diagram.Keywords:The NHD; Carbon dioxide; technological designII齐齐哈尔大学课程设计目录摘要 (I)Abstract ..........................................................................................................I I 第1章总论 (1)1.1氨的发现与制取 (1)1.2氨的用途 (1)1.3 我国合成氨工业的发展情况 (1)1.4 合成氨生产的典型流程 (2)1.5 脱碳在合成氨中的作用和地位 (3)第2章脱碳方法及工艺的选择 (4)2.1 脱碳方法的选择 (4)2.1.1脱碳方法种类及简介 (4)2.1.2脱碳方法的比较 (4)2.1.3脱碳方法的确定 (5)2.2脱碳工艺的选择 (6)2.2.1本设计工艺流程原理 (6)2.2.2本设计工艺流程简述 (6)2.3工艺操作条件 (7)2.3.1压力 (7)2.3.2温度 (8)第3章工艺计算 (9)3.1 设计条件 (9)3.2 物料衡算及热量衡算 (10)3.2.1物料衡算 (10)3.2.2热量衡算 (12)第4章三废治理和环境保护 (15)4.1 三废产生情况 (15)4.2 三废处理情况 (15)第5章自动控制 (16)5.1 自控设计原则 (16)5.2自控水平与控制点 (16)第6章全流程Aspen模拟 (17)参考文献 (22)致谢 (23)III齐齐哈尔大学课程设计第1章总论1.1氨的发现与制取氨是1754年由J.普里斯特利在加热氯化铵和石灰混合物时发现的，1784年C.L.伯托利确定氨由氢和氮组成。

合成氨生产中变换工段的设计
合成氨是化学工业中重要的基础产品，遍布在各个工业应用之中。

为保证合成氨的质量，改造变换工段绝对是大势所趋。

首先，利用先进的技术来改进变换工段，增加产品的质量和效率。

在传统的合成氨设计中，由于变换工段的设计有很大的不足，耗损了大量的能量和原料，从而导致产品质量下降。

因此，现在开始利用现代化技术对变换工段进行改进。

通过改进，可以减少此工段中能量及原料的损耗，从而保证产品质量，增加产品的产量，同时还可增加效率。

其次，实现工段的自动化。

传统的合成氨设计中，每个工序都是手动完成的，需要大量的人力和物力，会导致成本高，工艺操作尚未实现自动化。

为了节省成本，实现高效的生产，现在可以采用工段的自动化技术来实现。

实施后能够减少生产过程中的人力，加快生产进度，同时实现高效和高质量的生产。

最后，建立完善的质量控制体系。

随着生产技术的发展，合成氨工段的质量控制很重要。

因此，必须建立一套完善的质量保证体系，在于执行有关的质量管理措施。

通过完善的质量保证体系，可以有效地提高产品的质量，满足消费者的需求，有利于长期的企业发展。

总之，改进变换工段是当前合成氨生产中一个必要的改革，它可以减少损耗，提高产品质量，同时实现高生产效率和更高的质量。

采用现代化技术，实现自动化，建立完善的质量控制体系，都对保证合成氨高质量有着不可替代的作用。

年产12万吨合成氨转化净化工段工艺设计(化工专业毕业论文)本科毕业论文题目：年产12万吨合成氨转化净化工段工艺设计院系：化工与制药系则专业：化学工程与工艺班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：2021年6月13日论文答辩时间：2021年6月22日毕业设计（论文）任务书专业：化学工程与工艺班级：化工学生：毕业设计（论文）题目：年产12万吨合成氨转变净化工段工艺设计毕业设计（论文）内容：文献综述，工艺流程，物料钢料，热量钢料，工艺设备的排序，安全生产，工业三废的后处理。

毕业设计（论文）专题部分：合成氨转变净化工段工艺设计有段时间：2021.4.16～6.14指导教师：盖章2021年4月16日摘要全文氨是重要的化工基础产品之一，在国民经济发展中占有重要的地位。

合成氨生产已经多年的发展，现在发展成为一种成熟的化工生产工艺。

随着日益严重的环境污染，全球暖化的趋势越来越显著，以清洁能源天然气塔奈县合成氨的技术在未来的几十年仍然将占有关键地位。

本文综合了解了为天然气居多制合成氨各工艺的基本流程、原理、存有的问题以及各个工艺线路化解的关键问题。

天然气是以甲烷为主要组成气体，是当今世界上公认的清洁能源，燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤燃烧时的50％和20％污染。

可见天然气是一种优良的化工原料，以天然气为资源的化学工业越来越受到人们的关注。

设计综述部分主要阐释了国内外合成氨工业的现状和发展趋势，以及工艺流程。

本设计是以天然气为原料来设计年产十二万吨合成氨转化净化工序的工艺。

采用二段炉转化净化法治取合成氨工艺技术。

此工艺是以天然气作为原料来进行合成氨。

结合工艺流程对低压部分包括脱硫，一段炉转化、二段炉转化，高低温变换，以及原料气的脱碳和甲烷化来进行精确的物料衡算和能量衡算，并且还对换热器进行了设备的计算。

设计了解了合成氨制备生产工艺流程，着重于通过对此工艺流程的物料钢料，能量钢料确认主要设备选型及工艺的后处理。

年产10万吨合成氨装置精制工段（烃化）设计目录1、前言2、原料的选择3、厂址的选择4、工艺的确定5、物料衡算6、环境保护与安全措施7、车间布置与设计8、工程概算9、设计总结与心得前言氨是最为重要的基础化工产品之一，主要用于制造氮肥和复料，作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12%。

硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料，液氨常用作制冷剂。

合成氨工艺涉及众多工段，本设计为年产10万吨合成氨装置精制工段烃化设计，烃化的主要任务是利用烃化反应的方法来净化精制合成氨原料气，使合成氨原料气进入氨合成工段之前的气体中CO 、CO2（俗称气体中的“微量”指标）总量小于10ppm，以达到合成氨入塔要求。

对烃化的工艺条件、反应原理及工艺流程作简要论述。

二、原料的选择合成氨生产的原料有焦炭、煤、天然气、重油等。

本设计以煤作为原料，因为我国煤炭资源丰富。

在原料来源方面有着先天的优势，从而降低生产过程的成本。

合成氨的生产需要氢气和氮气，氢气来源是以煤为原料经过造气、净化工序后，输出地精制气体（主要含量为H2）作为合成氨工段的生产原料。

氮气的来源主要是空气中的氮气，可以在低温下将空气液化、分离而得到，作为合成氨工段的另一重要原料。

三、厂址的选择本设计合成氨厂选址选于省六盘水市盘县两河新区。

1. 原料来源便捷两河新区位于老屋基煤矿、山脚树煤矿、红果镇煤矿、火铺煤矿等几大煤矿的中心地带，以煤为原料的合成氨工厂建立在此具有先天优势。

2.交通便利新区沪昆高速公路在沙坡和两河两地出入，即将通车的毕水兴高速公路水盘段与沪昆高速公路在区海铺呈十字交汇，正在修建的长昆快速铁路家庄站紧挨海铺交汇点和沪昆两河出口，320国道贯穿全境。

3.水资源丰富新区邻近的托长江为珠江水系分支，为工业的发展带来甘霖。

4.电力资源丰富两河新区有22万千伏安和11万千伏安的输变电站各一座，为配合搞好新区的建设，盘县供电局专门成立了两河新区电力服务领导小组，确保正常供电。

优秀论文审核通过未经允许切勿外传年产8万吨合成氨合成工段设计设计说明书1 总论氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。

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。

根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。

(1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。

以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。

氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主，开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。

(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。

实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。

生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。

本科毕业设计设计题目：年产13万吨合成氨项目变换工段工艺设计（CO进口27.4%）学院：化学与化工学专业：化学工程与工艺摘要氨是无机化工业的重要原料，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非常重要的部分。

本设计是以煤为原料年产十三万吨合成氨工艺设计，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全低变的流程。

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。

关键词：合成氨、变换工序、全低变AbstractAmmonia is an important raw material of inorganic chemical industry, synthetic ammonia industry occupies a very important position in the national economy, ammonia and ammonia processing industry has become a very important part of the modern chemical industry.The design is based on coal as raw material with an annual output of one hundred and thirty thousand tons of synthetic ammonia process design,Mainly describes the identification and selection of current situation and development trend of synthetic ammonia industry at home and abroad, and process parameters, discusses the construction site；introduces the process of ammonia transformation process and to determine the design of all low temperature shift process. Process calculation of material balance consists of conversion and conversioncalculation, heat balance, balance temperature distance and velocitycalculation. Equipment calculation part is mainly calculated variablefurnace catalyst, process flow diagrams and the transformation andtransformation process with the control points according to the design task.Key words:Synthetic ammonia, commutation process, the low-temperature shift process第一章总论1.1 设计项目年产13万吨合成氨项目变换工段工艺设计（CO进口27.4%）1.2 产品介绍1.2.1 氨的物化性质氨（英语：Ammonia，或称氨气、阿摩尼亚或无水氨，分子式为NH3）是一种无色气体，有强烈的刺激气味。

合成氨变换工段换热器设计合成氨变换工段换热器设计，说起来，啊，真是个“活儿”。

说它难吧，不至于，毕竟我们现在是做了这么多年化工设备了，手上有的是经验；但要说简单，嗯，也不那么简单。

每个小细节都可能影响到工艺的效率，甚至整个生产线的稳定性。

所以呢，咱们就得好好琢磨琢磨这个换热器的设计，弄明白它为什么这么重要，怎么把它设计得又经济又高效，做到事半功倍。

得先弄个大概的概念，换热器就像是一个“温暖的桥梁”，把不同温度的物质连接起来。

想象一下，工厂里气体温度很高，反应物要在一个合适的温度下进行反应，冷却液却得保持低温，这时候就得用换热器把热量从一个流体传递到另一个流体。

说起来挺简单的，但实际操作中，可是需要一点“巧劲”的。

要设计得合适，得考虑的因素可多了，比如流体的性质、流速、温差，还有热效率。

设计得好，节省的就是能耗，能省一分是一分，谁不愿意省呢？你想，整条生产线运行下来，能省点钱，那可是相当可观的。

换热器的基本结构到底是啥呢？不就是管子嘛，管里流气体，管外流液体，热量通过管壁传递。

听起来简单吧？但如果细究起来，那就不那么容易了。

这个管子得有合适的材质，耐高温，耐腐蚀，还得有足够的导热性，不然你光给它买个好看又贵的管子，那效果可就差了。

再说了，换热器里面的流体，流速得合适，既不能太快，也不能太慢，要不然热量根本传不过去。

太快了，热交换时间不够，效率低；太慢了，反而会浪费空间和材料。

所以，合适的流速是设计的关键。

你还得考虑压力损失的问题。

这个压力差一旦大了，流体的流动就会变得困难，甚至会影响到整个生产过程的稳定性。

换热器设计得不合理，可能流体流动不顺畅，甚至会堵塞，这时候你就得花费更多的精力去清理和维护了。

很多时候换热器在运行的时候，由于热膨胀的关系，温度变化也会引起一些机械应力，这也是我们得考虑的一点。

说到这里，可能有人会想，设计一个换热器就这么复杂，怎么办呢？很多时候我们不是“头痛医头，脚痛医脚”，而是从整体角度去设计。

年产8万吨合成氨合成工段设计设计说明书1 总论氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。

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。

根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发[1]。

(1) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。

以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。

氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主，开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。

(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。

实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。

生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。

提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。

年产10万吨氨合成及甲烷化工艺技术作者：龚传艮来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第01期摘要：降低合成氨成本、適应环境要求、实现节能环保可持续发展已是化肥企业的主要课题。

而在合成氨原料气精制工艺多种多样，原料气中CO+CO2含量低于0.1%可选择甲烷化净化工艺，净化度高、运行能耗低、操作简单、投资省。

关键词：氨合成;甲烷化;净化71工艺技术设计方案某公司利用LNG和甲醇装置尾气配空分送来的氮气混合，设计10万吨/年氨合成装置，设计压力22MPa。

LNG及甲醇装置尾气含CO、CO2，氨合成原料气进口配套甲烷化净化装置。

设计思路的主要有：①甲烷化自身反应热量低，需提温，可采用过热蒸汽提温，也可用塔内电加热炉提温的手段，本设计采用电加热炉提温方式;②采用“甲烷化工艺”将原料气里的CO+CO2+O2～600ppm转化成甲烷和水，甲烷化出口CO+CO2+O2≤lOppm。

2工艺设计2.1设计参数装置的生产能力：10万t/aNH3;运行时间：8000h/a;压力：操作压力为18-2IMPaG，设计压力为22.OMPaG;操作弹性：50-110%。

2.2原料气规格2.3产品规格①产品液氨：2.OMPaG，-14℃，12.5t/h。

产品液氨至少满GB/T536-2017优等品的要求，其中氨含量≥99.9%（wL）、残留物含量≤0.1%（w L）;②副产品：饱和蒸汽：3.8MPaG.249℃。

2.4工艺原理2.4.1甲烷化甲烷化是在催化剂存在下CO、CO2与H2反应生成甲烷的一种方法。

通过甲烷化法可将原料气中的碳氧化物总含量脱除到lOppm以下，以达到对氨合成原料气精制的目的。

2.4.2氨合成氨的合成是整个合成氨流程中的核心部分。

氨合成过程属于气固催化反应过程，反应是在较高压力下进行。

由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10-25%，为了提高氢氮气的利用率，通常将未反应彻底的氢氮气用循环机增压，再次循环反应。