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毕业设计(论文)-15万吨合成氨一氧化碳变换工段设计.doc

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毕业设计(论文)-15万吨合成氨一氧化碳变换工段设计.doc

目录1前言42工艺原理43工艺条件54工艺流程的确定65主要设备的选择说明66对本设计的综述6第一章变换工段物料及热量衡算8第一节中变物料及热量衡算81.确定转化气组成82.水汽比的确定83.中变炉一段催化床层的物料衡算94.中变炉一段催化床层的热量衡算115.中变炉催化剂平衡曲线136最佳温度曲线的计算147.操作线计算158.中间冷淋过程的物料和热量计算169.中变炉二段催化床层的物料衡算1710中变炉二段催化床层的热量衡算18第二节低变炉的物料与热量计算19第三节废热锅炉的热量和物料计算24第四节主换热器的物料与热量的计算26第五节调温水加热器的物料与热量计算28第二章设备的计算291低温变换炉计算292中变废热锅炉31参考文献及致谢35前言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。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。粗原料气中常含有大量的C,由于CO是合成氨催化剂的毒物,所以必须进行净化处理,通常,先经过CO变换反应,使其转化为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。因此,CO变换既是原料气的净化过程,又是原料气造气的继续。最后,少量的CO用液氨洗涤法,或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。目前,变换工段主要采用中变串低变的工艺流程,这是从80年代中期发展起来的。所谓中变串低变流程,就是在B107等FECR系催化剂之后串入COMO系宽温变换催化剂。在中变串低变流程中,由于宽变催化剂的串入,操作条件发生了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低;另一方面变换气中的CO含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂,使操作系统的操作弹性大大增加,使变换系统便于操作,也大幅度降低了能耗。工艺原理一氧化碳变换反应式为COH2OCO2H2Q11COH2CH2O12其中反应(1)是主反应,反应(2)是副反应,为了控制反应向生成目的产物的方向进行,工业上采用对式反应(11)具有良好选择性催化剂,进而抑制其它副反应的发生。一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应,反应热是温度的函数。变换过程中还包括下列反应式H2O2H2OQ工艺条件1压力压力对变换反应的平衡几乎没有影响。但是提高压力将使析炭和生成甲

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