1、 I 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题 目目 年产年产 30003000 吨合成氨厂合成系统工艺设计吨合成氨厂合成系统工艺设计 专专 业业 化学工程与工艺化学工程与工艺 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 起讫日期起讫日期 20112011 年年 2 2 月月 2121 日日- -20112011 年年 5 5 月月 2626 日日 II 年产年产 3000 吨合成氨厂合成系统工艺设计吨合成氨厂合成系统工艺设计 摘摘 要要 氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨工业是基础化学工业 之一。其产量居各种化工产品的首位。氨本身是重要的氮素肥料除石灰氮外，其它氮素 肥料都是
2、先合成氨，然后加工成各种铵盐或尿素。合成氨的生产主要分为原料气的制取 原料气的净化与合成。合成工段是指精炼气反应生成氨气与氢气，从而进一步生产氨产 品。本设计是生产 3000 吨合成氨的工艺计算。 本设计工艺计算部分是对合成塔、水冷器、冷交换器、一级氨冷器、二级氨冷器的 物料和热量衡算。主要设备计算部分是合成塔与冷交换器的外筒强度计算，里面包括筒 身强度计算、主要螺栓强度计算、大顶盖强度计算、电热器盖及其螺栓强度计算。设计 中，在混合气体中的气氨未冷凝时，采用分压叠加法，即先算出高压下真实分子热容， 再换算为平均分子热容，在有气氨冷凝时，因处于氨饱和区内，则采用压力校正法，即 先算出常压下平均
3、分子热容，再换算为高压下平均分子热容。 关键词：合成塔 冷交换器 精炼气 合成氨 1 目录 摘 要 II 第一章 设计项目 1 第二章 前言 .2 2.1 合成氨的用途 2 2.2 合成氨的性质 2 2.3 合成氨的工艺流程 3 2.4 发展前景 5 第三章 工艺设计说明书 .7 3.1 产品用途、原料规格要求. 7 3.2 设计任务书及本设计主要工艺技术指标. 7 3.3 主要公式、物性数据来源及计算公式. 8 3.4 环保及安全要求. 10 第四章 设计计算书 11 4.1 物料衡算. 11 4.2 热量衡算. 19 4.3 主要设备工艺计算. 33 第五章 小结 75 参考文献 . 76
4、 致 谢. 77 附录.错误错误!未定义书签。未定义书签。 合成塔装配图. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 带控制点的工艺流程图. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 第一章 设计项目 设计项目名称：3000 吨型合成氨厂合成系统工艺和设备设计 工艺设计条件： 1.1 物料衡算物料衡算 计算基准：1000 标准立方米精炼气 2.1 热量衡算热量衡算 计算基准：1000 标准立方米精炼气 小时氨产量：680 Kg 基准温度：0 液氨的焓：采用氮气工作者手册中的数据 高压混合气体平均分子热容计算方法： 本设计中，在混合气体中的气氨未冷凝时，采用分压叠加法，即先算出高压下真 实分子热容，再换
5、算为平均分子热容，在有气氨冷凝时，因处于氨饱和区内，则采用 压力校正法，即先算出常压下平均分子热容，再换算为高压下平均分子热容。因此两 种方法的计算结果是有出入的。有时，在同一设备中会有处于和不处于氨饱和区的几 种气体同时出现，为了避免采用两种不同的热容计算法而引起误差，就统一采用压力 校正法(如冷交换器等） 。 1.3 主要设备工艺计算主要设备工艺计算 计算基准：每小时氨产量 680Kg，结合 VSH-XB 版设备复核进行。 2 第二章 前言 2.2.1 1 合成氨的用途合成氨的用途 合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分，有十分广泛的用途。氨可生产多种氨 肥，如尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢
6、铵等；还可生产多种复合肥，如磷肥等。氨也是 重要的工业原料。基本化学工业中的硝酸、纯碱及各种含氮无机盐；有机工业各种中间 体，制药中磺胺药，高分子中聚纤维、氨基塑料、丁氰橡胶、冷却剂等1。国防工业中 三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纤维等.合成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。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。合成氨是大宗化工产品之一， 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。 合成工段在合成氨生产是最后一道工序，将前面工序送来的合格气体合成氨，作为 工业原料供后产品工序使用。 2.2.2 2 合成氨的性质合成氨的性质 氨是无色气体,有刺激性恶臭味。分子式 NH3。分子量 17.03。相对密度 0.7714g/l。 熔点-77.7。沸点-33.35。自燃点 651.11。蒸气密度 0.6。蒸气压 1013.08kPa(25.7)。 蒸气与空气混合
