年产36万吨合成氨一氧化碳变换工段工艺设计

3在合成氨的生产过程的原料中存在着有害的一氧化碳成分，因此22反应生成有效气体氢气与二氧化碳。在各个大中小型企业中发挥了至关重要的作在这里采取中串低变的方法，中串低变这一概念是从上世纪80年代流的。中变串低变是在B109,B1113,B114,B115等作为催化剂的前提下，以铁-铬系催化剂为主要添加物，然后再串进钴-钼系宽变催化剂的工艺。这一工艺使反应所需的条件中变段间的热回收方式最主要有3种：煤气冷激、中变炉内喷冷激和中变炉外喷①节能效果：段间喷水热回收率高，直接将段间高位能转化为蒸气，增加了汽气比，降低了蒸汽消耗，节能效果比段间煤气冷激要好。②设备：段间喷水冷激需在中变炉内设置蒸发层和喷头，这样与煤气冷激相第二章工艺原理和流程整个生产过程主要分为三部分，分别是一二段的转化和中-低变串联流程。如图2-1所示，首先经过天然气加氢脱硫，在一定温度和压力下使水碳比为3.5，然后进入一段转化炉对流加热反应，在集气管中的温度升到850℃左右，在输气总管表3-1原料气组成Te第三章工艺计算及流程模拟CO2H2N24O2合计%表3-2中变炉进口气组分（干基）N2含量，%中变炉进口气体温度为330℃,中变炉出口气体温度为360.74℃。进中变炉干气压力P=1.75Mpa.中表3-3中变炉进口气组分（湿基）N222含量%aa则反应掉的CO的量为：5.96%×74％=4.41%HO％=47.77％-4.41％+0.4％=43.76%2CO％=5.96％-4.41％=1.55%H％=29.09％+4.41％-0.4％=33.1%2CO％=5.01％+4.41％=9.42%2K=（H%×CO/（HO%×CO=4.6表3-4中变炉一段催化剂床层进口气组成（湿基）N222含量%60%×692.052=415.23kmol2表3-5一段催化剂床层出口气（干基）组分N2含量%2276.82+996.99+3751.254+132表3-6出中变炉一段催化床层的变换气（湿基）组分N22含量%由：K=(H%×CO％)/（HO%×CO％)得K=2.26则可设平均温差为30℃,则一段催化剂床层出口气温度：表3-7进二段催化床层的变换气组分N22含量%图3-2中变炉二段进料与出料ASPEN模拟数据表3-8出中变炉二段催化床层的变换气干组分N2含量%2表3-9出中变炉的湿组分N22含量%根据：K=（H%×CO/（HO%×CO%)pp设平均温距为40℃,则出中变炉二段催化床层的变换气温度为：N22含量%N2含量%Xp222=4.28+4057.005+4863.021+1262.739+1367.136+23.022H2N24O2含量%95=1218.448+55.364+4012.714+1367.136+23.028+19.998+4869.02=11604kmol2H2N24HO2O2含量%9562根据：K=（H%×CO/（HO%×CO%)p22由上述方程计算得催化剂理论用量为5m3-6fG1.9E3p设催化剂床层直径为4.0m,则计算可得E=0.4;G=23829.86kg/.mh);L=3.00m带入公式可得ΔP=6.3KPa＜7.0KPa11mm)=1489.56m3ηη内pMMiiyΣiiiiN22umΣΣyiMyiiiN22λλ.MΣλ.Mii.Mλ=Σii.Miii2N2pp内=413.24kJ/(m.h.℃)查得水的物性数据：温度T=55℃;导热系数λ=65.04x10一5kcal/(m.h.℃)pe则可计算得壳侧对流传热系数C=6423kcal/(m2.h.℃)外1-计算得K=331.01kJ/(m2.h.℃)mm1PENG-ROB对电解质使用真实组分法330011000000表4-6对E101、E102、E104、E105-2模名称E101PENG-ROBPENG-ROBPENG-ROBPENG-ROB法3333PENG-ROBPENG-ROBPENG-ROBPENG-ROB法3333CCCC111100000000111111111100110011111111流流Henry组分PENG-ROBPENG-ROB法330000分110000量量法率PENG-ROB33分3头行物性方法PENG-ROBPENG-ROBP3003003003003法分369.191901369.191901360.40105220001001001134838.958253113.200262834838.958253113.2002628量53113.200262859.462764808.753113.200262859.462764808.7量PENG-ROB