合成氨開題報告

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱 ：以焦?fàn)t氣為原料固定床銅洗法無飽和熱水塔制取20萬噸合成氨變換工段設(shè)計 指導(dǎo)教師 ：田海玲 學(xué)生：陳盺學(xué)號：20120707102時間：2015.03.051、選題意義以及研究背景2、變換工段的選擇 1.工藝流程的確定 2.所選工藝流程簡圖3、主要研究內(nèi)容及預(yù)期成果4、課題研究方法目錄5、工作安排6、參考文獻(xiàn) 1. 選題意義及背景氨合成的原料包括焦炭、煤、焦?fàn)t氣、天然氣、石腦油和重油，無論是哪種原料，所得到的合成氨原料氣中均含有CO，一氧化碳不但不是生產(chǎn)合成氨的原料，而且對氨合成催化劑有毒害，所以在送往合成工序前必須徹底清除掉。生產(chǎn)中一般分為兩步進(jìn)行：首先是大

2、部分一氧化碳通過變換工段，即在催化劑存在的條件下，與水蒸氣作用生成氫氣和二氧化碳，這樣就把一1、選題意義及背景、選題意義及背景氧化碳變成了易于清除的二氧化碳；第二步是剩余的一氧化碳則通過銅氨液洗滌法、甲醇化法或者甲烷化法予以清除。本設(shè)計從晉城一化獲取數(shù)據(jù)，通過計算得到變換工段產(chǎn)能的理論值，并與晉城一化合成氨變換工段的實(shí)際值進(jìn)行對比，找出問題、分析問題，最后得到改進(jìn)方案，提高產(chǎn)值。 2.國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r我國的氮肥工業(yè)自20世紀(jì)50年代以來，不斷發(fā)展壯大，目前合成氨產(chǎn)量已躍居世界第一位，我國合成氨在與國際接軌后，具備與國際合成氨產(chǎn)品競爭的能力，今后發(fā)展重點(diǎn)是調(diào)整原料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境其技

3、術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)緊密圍繞“降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)行周期，改善經(jīng)濟(jì)性”的基本目標(biāo)。相比于一相比于一些發(fā)達(dá)國家，我國合成氨變換技術(shù)還有所不及，能耗比較高，有待優(yōu)化。2、變換工段的選擇 1.工藝流程的確定 工藝流程設(shè)計的依據(jù)，首先是原料氣中的CO含量。CO含量高則采用中（高）溫變換。目前主要的的變換工藝有：中低低變換，全低變2種工藝。 變換系統(tǒng)按照熱利用方式，分為換熱式流程和飽和熱水塔流程兩種。換熱式流程一次性投資省，占地少，操作穩(wěn)定，蒸汽消耗較高；而飽和熱水塔流程可以多回收部分反應(yīng)熱， 提高氣體的溫度和濕含量，減少外加蒸汽量，降低能耗，但裝置投資費(fèi)用較高。本裝置變換操作壓力高，由不飽和塔帶出的水蒸氣量

4、相對于中、小型氮肥廠的低壓變換為低，因此本裝置采用換熱式中低低變換工藝，流程中設(shè)置廢熱鍋爐回收變換反應(yīng)熱，副產(chǎn)的中壓蒸汽用于本系統(tǒng)，變換系統(tǒng)便于操作，也大幅度降低能耗 。 催化劑的選擇 B107型中溫催化劑和B202型號低溫催 化劑選擇理由：中串低變換工藝催化劑采用中溫和低溫催化劑。中溫B107催化劑具有中溫活性好,機(jī)械強(qiáng)度高,有一定抗硫能力,蒸汽消耗低等特點(diǎn),對我廠的節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟(jì)效益起了一定作用而B202型低溫變換催化劑生產(chǎn)成本低，對人無毒害，耗能低。 銅洗法工藝原理及選擇理由變換氣經(jīng)過凈化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H2S等有害氣體，工藝上經(jīng)常使用銅洗法精制原料氣。醋酸銅氨液的

5、組成銅洗法的醋酸銅氨溶液是由醋酸銅和氨經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后制成的一種溶液簡稱銅液。銅洗法的吸收原理CO: 吸收是在游離氨存在下，依靠低價銅電子進(jìn)行的。首先CO與銅氨液接觸而被溶解，CO再和低價銅離子作用生成絡(luò)合物。 CO2:O2:H2S:選擇理由：1.銅氨溶液可以再次解吸重新使用，從而降低成本 2.利用銅洗法凈氣工藝精制度高2、流程簡圖研究內(nèi)容1. 對合成氨變換工藝資料進(jìn)行綜合整理。2. 對一氧化碳變換工段飽和熱水塔進(jìn)行物料、熱量衡算。3. 對一氧化碳變換工段中變爐一變、二變、三變工段進(jìn)行物料、熱量衡算。4. 對一氧化碳變換工段換熱器進(jìn)行物料、熱量衡算。3、主要研究內(nèi)容及預(yù)期成果5. 繪制的工藝流程

6、圖，按其工藝流程和國內(nèi)乃至國際進(jìn)行比較，找出問題。6. 繪制設(shè)備圖、繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、繪制平面布置圖、繪制一份CAD。預(yù)期成果 CO變化率達(dá)到98%1、資料搜集與查找2、工藝過程計算3、繪制主要設(shè)備及工藝流程圖 4、研究方法研究計劃研究計劃：（1）3月10日4月10日：實(shí)習(xí)采集數(shù)據(jù)（2）4月11日4月25日：變換工藝計算（3）4月26日5月20日：手繪變換工段各設(shè)備圖、工藝流程圖，并翻譯一篇外語文獻(xiàn)（4）5月21日5月26日：設(shè)計任務(wù)書（5）5月29日5月31日：答辯五、五、研究計劃研究計劃1 張子鋒 郝啟剛主編 . 合成氨生產(chǎn)技術(shù) 第二版，化工工業(yè)出版社2 陳敏恒 叢德滋主編 . 化

7、工原理.第二版M . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.3 朱自強(qiáng) 徐汛主編 . 化工熱力學(xué)M . 第二版 . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,19964 梅安華 主編 . 小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計手冊M . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1996.5 湯善甫 朱思明主編 . 化工設(shè)備基礎(chǔ) ，第二版，華東理工大學(xué)出版社6、主要參考文獻(xiàn) 6 厲玉鳴主編 . 化工儀表及自動化 ，第五版，化學(xué)工業(yè)出版社7 陳聲宗主編 . 化工設(shè)計 ，化學(xué)工業(yè)出版社8中國石化集團(tuán)上海工程有限公司編.化工工藝設(shè)計手冊.化工工業(yè)出版社，2009 9石油化學(xué)工程部化工設(shè)計院主編.氮肥工藝設(shè)計手冊.石油化學(xué)工業(yè)出版社，1979 10Willman, B. T. , Valleroy, V. V. , Runberg, G.W. , Gorneliu, A. J .,Powe