合成氨开题报告

1、毕业论文（设计）开题报告课题名称 ：以焦炉气为原料固定床铜洗法无饱和热水塔制取20万吨合成氨变换工段设计 指导教师 ：田海玲 学生：陈盺学号：20120707102时间：2015.03.051、选题意义以及研究背景2、变换工段的选择 1.工艺流程的确定 2.所选工艺流程简图3、主要研究内容及预期成果4、课题研究方法目录5、工作安排6、参考文献 1. 选题意义及背景氨合成的原料包括焦炭、煤、焦炉气、天然气、石脑油和重油，无论是哪种原料，所得到的合成氨原料气中均含有CO，一氧化碳不但不是生产合成氨的原料，而且对氨合成催化剂有毒害，所以在送往合成工序前必须彻底清除掉。生产中一般分为两步进行：首先是大

2、部分一氧化碳通过变换工段，即在催化剂存在的条件下，与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳，这样就把一1、选题意义及背景、选题意义及背景氧化碳变成了易于清除的二氧化碳；第二步是剩余的一氧化碳则通过铜氨液洗涤法、甲醇化法或者甲烷化法予以清除。本设计从晋城一化获取数据，通过计算得到变换工段产能的理论值，并与晋城一化合成氨变换工段的实际值进行对比，找出问题、分析问题，最后得到改进方案，提高产值。 2.国内外发展状况我国的氮肥工业自20世纪50年代以来，不断发展壮大，目前合成氨产量已跃居世界第一位，我国合成氨在与国际接轨后，具备与国际合成氨产品竞争的能力，今后发展重点是调整原料和产品结构，节约资源，保护环境其技

3、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。相比于一相比于一些发达国家，我国合成氨变换技术还有所不及，能耗比较高，有待优化。2、变换工段的选择 1.工艺流程的确定 工艺流程设计的依据，首先是原料气中的CO含量。CO含量高则采用中（高）温变换。目前主要的的变换工艺有：中低低变换，全低变2种工艺。 变换系统按照热利用方式，分为换热式流程和饱和热水塔流程两种。换热式流程一次性投资省，占地少，操作稳定，蒸汽消耗较高；而饱和热水塔流程可以多回收部分反应热， 提高气体的温度和湿含量，减少外加蒸汽量，降低能耗，但装置投资费用较高。本装置变换操作压力高，由不饱和塔带出的水蒸气量

4、相对于中、小型氮肥厂的低压变换为低，因此本装置采用换热式中低低变换工艺，流程中设置废热锅炉回收变换反应热，副产的中压蒸汽用于本系统，变换系统便于操作，也大幅度降低能耗 。 催化剂的选择 B107型中温催化剂和B202型号低温催 化剂选择理由：中串低变换工艺催化剂采用中温和低温催化剂。中温B107催化剂具有中温活性好,机械强度高,有一定抗硫能力,蒸汽消耗低等特点,对我厂的节能降耗,提高经济效益起了一定作用而B202型低温变换催化剂生产成本低，对人无毒害，耗能低。 铜洗法工艺原理及选择理由变换气经过净化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H2S等有害气体，工艺上经常使用铜洗法精制原料气。醋酸铜氨液的

5、组成铜洗法的醋酸铜氨溶液是由醋酸铜和氨经过化学反应后制成的一种溶液简称铜液。铜洗法的吸收原理CO: 吸收是在游离氨存在下，依靠低价铜电子进行的。首先CO与铜氨液接触而被溶解，CO再和低价铜离子作用生成络合物。 CO2:O2:H2S:选择理由：1.铜氨溶液可以再次解吸重新使用，从而降低成本 2.利用铜洗法净气工艺精制度高2、流程简图研究内容1. 对合成氨变换工艺资料进行综合整理。2. 对一氧化碳变换工段饱和热水塔进行物料、热量衡算。3. 对一氧化碳变换工段中变炉一变、二变、三变工段进行物料、热量衡算。4. 对一氧化碳变换工段换热器进行物料、热量衡算。3、主要研究内容及预期成果5. 绘制的工艺流程

6、图，按其工艺流程和国内乃至国际进行比较，找出问题。6. 绘制设备图、绘制带控制点的工艺流程图、绘制平面布置图、绘制一份CAD。预期成果 CO变化率达到98%1、资料搜集与查找2、工艺过程计算3、绘制主要设备及工艺流程图 4、研究方法研究计划研究计划：（1）3月10日4月10日：实习采集数据（2）4月11日4月25日：变换工艺计算（3）4月26日5月20日：手绘变换工段各设备图、工艺流程图，并翻译一篇外语文献（4）5月21日5月26日：设计任务书（5）5月29日5月31日：答辩五、五、研究计划研究计划1 张子锋 郝启刚主编 . 合成氨生产技术 第二版，化工工业出版社2 陈敏恒 丛德滋主编 . 化

7、工原理.第二版M . 北京:化学工业出版社,2003.3 朱自强 徐汛主编 . 化工热力学M . 第二版 . 北京:化学工业出版社,19964 梅安华 主编 . 小合成氨厂工艺技术与设计手册M . 北京:化学工业出版社,1996.5 汤善甫 朱思明主编 . 化工设备基础 ，第二版，华东理工大学出版社6、主要参考文献 6 厉玉鸣主编 . 化工仪表及自动化 ，第五版，化学工业出版社7 陈声宗主编 . 化工设计 ，化学工业出版社8中国石化集团上海工程有限公司编.化工工艺设计手册.化工工业出版社，2009 9石油化学工程部化工设计院主编.氮肥工艺设计手册.石油化学工业出版社，1979 10Willman, B. T. , Valleroy, V. V. , Runberg, G.W. , Gorneliu, A. J .,Powe