1、 化工设计作业化工设计作业 年产年产 30 万吨万吨合成氨合成合成氨合成工段工段物料衡算物料衡算 目录 1 总论 1 1.1 设计任务的依据. 2 1.2 产品方案 2 2 技术分析 2 2.1 合成氨反应的特点. 2 2.2 合成氨反应的动力学. 2 2.2.1 反应机理 . 3 2.3 氨合成工艺的选择. 3 2.4 系统循环结构. 4 2.5 分离工艺. 4 3 生产流程简述 5 4 工艺计算 6 4.1 原始条件 6 4.2 物料衡算 7 4.2.1 合成塔物料衡算. 7 4.2.2 氨分离器气液平衡计算 . 8 4.2.3 冷交换器气液平衡计算 . 9 4.2.4 液氨贮槽气液平衡计
2、算 . 9 4.2.5 液氨贮槽物料计算 10 4.2.6 合成系统物料计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.7 合成塔物料计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.8 水冷器物料计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.9 氨分离器物料计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.10 冷交换器物料计算 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.11 氨冷器物料计算 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.12 冷交换器物料计算. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.2.13 物料衡算结果汇总 5 参考文献 . 2
3、1 1 年产 30 万吨合成氨合成工段设计物料衡算部分 1 总总论论 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
4、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。 1.1 设计任务的依据设计任务的依据 设计任务书是项目设计的目的和依据： 产量：300 kt/a 液氨 放空气（惰性气 Ar +CH4 ） ：17% 原料：新鲜补充气 N2 24.2%，H2 75.1 %，CH4 0.7% 合成塔进出口氨含量：2.5%，13.2% 合成塔入口惰性气含量:（惰性气 Ar +CH4 ）17% 年工作日 330 d 计算基准 生产 300000t 氨 1.2 产品方案产品方案 产品的名称：氨(NH3)； 2 产品的质量规格：氨含量99.9%（wt%） ； 产品的规模：30 kt/a 液氨； 产品的包装方式：氨为高压低温液体，合成后直接送到下一工段作为原料继 续生产，多余部分设立氨储槽储存起来。 2 技术分析技术分析 2.1 合成氨反应的特点合成氨
