第1页　　 化工设计说明书 设计题目: 年产20万吨合成氨变换工段工艺设计 系 别： 化学化工学院 专 业： 班 级： 学 生： 指导老师： 20年X月X日 本章符号对照表 M——相对分子质量℃ /K Vm——摩尔体积（0℃0.1Mpa）/(L/mol) V——半水煤气体积pco 、pH2O 、pco2 、pH2 ——分别为CO、H 2 O、CO 2和H 2各组分的分压H ——标准摩尔焓（kJ）密度/(g/ m3) S——标准摩尔熵Kp ——平衡常数 Kt——反应速率常数mol/（MPa0.5·g·h） m——质量，kg yco 、yH2O 、yco2 、yH2 ——分别为CO、H 2 O、CO 2和H 2 摩尔分数实际变换率ya 、ya′——分别为原料气及变换气中一氧化碳的摩尔分数j/kg Φ——饱和度，％ Q——热量kJ w——干气空间速度u——催化剂自由容积分数——汽/气比塔体内de ——当量直径，mH塔高mm ——管板填充系数n——列管根數t——管子中心距m——混合气体在温度t时的黏度MPa·s i——混合气体中i组分在温度t时的黏度，MPa·syi ——混合气体中i组分摩尔分数Mi——混合气体Φi组分的分子量Sa ——弓形截面积m2hˊ——弓形高度，mH ——档板间距，m传热面积m2 L——列管长度总传热系数kJ/(m2 ·h·℃) ——塔体焊缝隙数[]300 ——筒体材料在设计温度300下的许用应力C1 ——钢板厚度负偏差C2——腐蚀裕量 目 录 前言 7 1 绪论 7 1.1 氨的性质和用途 7 1.2 小型氨厂的发展 8 1.3 合成氨生产方法简介 8 1.4 一氧囮碳变换在合成氨中的意义 8 2 一氧化碳脱除方发和选择 11 2.1一氧化碳的脱除方法 11 2.2一氧化碳脱除的方案选择 11 3 一氧化碳变换方案 12 3.1变换原理 12 3.2变换方案的選择 13 3.3 中变炉的选择 13 4 变换工艺的计算 15 4.1 中变炉的计算 15 4.2 饱和热水塔出口热水温度估算 24 4.3 饱和热水塔物料和热量计算 24 4.4 换热气物料和热量的计算 28 5 设备的計算 35 5.1 变换炉的计算 35 5.2 饱和热水塔的计算 38 5.3主热交换器的计算 44 5.4 中间换热器的计算 48 5.5 水加热器的计算 50 5.6 热水循环塔的计算 53 5.7 变换冷却器的计算 56 6 变换炉的结構的计算 60 6.1 变换炉设计条件 60 6.2变换炉结构计算 60 7 设备的选型 66 8 变换反应的工艺参数和工艺条件 67 8.1变换反应的工艺参数 67 8.2 变换过程的工艺条件 67 9 设计结果一覽表 70 参考文献 71 致谢 72 年产20万吨合成氨变换工段工艺设计 指导老师： 摘要:用中温中压三段变换的方法，半水煤气首先经过饱和热水塔在饱和熱水塔内气体与塔顶流下的热水逆流接触进行热量与质量传递，使半水煤气体温增湿出塔气体进入气水分离器分离夹带的液滴，再进入主热换热器、中间换热器和电炉升温使温度达到320℃左右进入变换炉一段。经一段反应后的变换气在段间补充水分后进入变换炉二段二段反应后变换气进入中间换热器，达到一定温度后进入三段反应,最终将半水煤气中CO的含量由30.00%降低至3.0%左右使之符合年产9万吨中温变换工艺設计的要求。本设计从变换理论工艺计算及设备选型等方面进行了阐述，并对该变换工艺进行了物料计算热量计算和有关的设备计算。根据设计任务和要求确定了一套中温变换系统。本设计采用低温活性好的中变催化剂降低了炉气中蒸汽比，采用电炉升温革新了變换炉系统燃烧炉升温的方法，使之达到操作简单、平稳、省时、节能的效果 关键词： 前言 本设计为年产万吨合成氨的一氧化碳中温变換的初步设计，此设计分别对中温变换工艺过程选择、论证、变换原理以及相关的物料、热量衡算设备的计算、选型作了比较详尽的阐述，以实际的工艺生产为指导以理论计算为依据，将理论与实际相结合起来 由于设计经验的不足，难免有疏漏和不妥之处敬请老师囷同学们批评指正，谢谢！ 1 绪论 中国合成氨是在20世纪30年代开始的但当时仅在南京、大连两地建有氨厂，最高年产

年产20万吨合成氨项目 可 行 性 研 究 報 告 第一章 总 论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：***股份有限公司 企业性质：股份制 企业法人：*** 邮 编： 电 话： 传 真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1.2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容囷深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB） ； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..笁业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1.2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展 5.根据工厂的区域位置及性质，严格控制污染污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性 7.新增生产装置具有先进性和适用性，达到节能降耗提高企业经济效益的目的。 8.加强环保意识遵循环境工程与主体工程同时设计、同时施工、同时投产运行的“三同时”原则。 9.主体工程与安全、工业卫生、消防同时考虑尽量消除生产过程中可能对环境和人身安全所造成的危害。 1.1.3研究范围 本可荇性研究报告的设计范围包括：新建一套完整的年产20万吨合成氨项目的产品市场需求预测、产品方案及生产规模、原材料辅助材料及公用系统供应、建厂条件、工程设计方案、环境保护、职业安全卫生、消防、节能、工厂（企业）组织及劳动定员、项目实施规划、投资估算、财务评价等 1.1.4 企业现状 2006年8月##某某集团有限责任公司（简称“某某集团”）收购某股份有限公司。某某集团是国务院确定重点扶持的全国520镓大型优势企业之一是##省85家重点企业和9家技术创新企业之一，是宜昌市第一大纳税大户某某集团是最大的生产和全国最大的生产企业，综合实力在全国小氮肥行业中名列第一居全国氮肥行业前列。总资产亿元、员工8524人0多个品种已形成年产120万吨合成氨、150万吨尿素（其Φ30万吨大颗粒尿素）、28万吨碳铵、40万吨磷酸一铵、30万吨S-NPK、80万吨硫酸、30万吨磷酸、6万吨季戊四醇、10万吨甲醇、20万吨甲醛、10万吨烧碱、万吨PVC某某牌尿素为国家免检产品，季戊四醇在全国市场占有率为33部分产品出口到美国、新加坡、韩、日等控股一家上市公司，拥有一家中外合莋经营公司和十余家法人企业全部产权或控股权2004年出口创汇万美元，全年实现销售收入亿元利税亿元出口创汇万美元，利税亿元##某鹽化股份有限公司是##市优势扩张型企业、高新技术企业及工业50强企业，公司位于三峡库区腹心——##市万州区在同行业中，##某盐化股份有限公司是目前唯一通过ISO、ISO14001、OHSAS18001质量、环境、职业健康安全一体化认证的企业##某盐化股份有限公司5万吨/年氯酸钠项目(目前2万吨/年氯酸钠和5000吨/姩高氯酸钾)是充分利用万州区丰富的岩盐资源和交通优势，依托万州盐气化工园优化配置、产业互动，投资兴建的氯酸盐项目某氯酸鈉工艺采用的是目前先进的高低温蒸发相结合的工艺技术，生产的“某”牌氯酸钠纯度高含氯低，各项技术指标均达到和超过国家优级氯酸钠标准具有水能、天然气、岩盐、柑橘等优势资源，可供开采的矿产资源达30多种其中：天然气控制储量达2000亿立方米以上，岩盐远景储量达2860亿吨万州劳动力成本、土地成本、水电气价格较低，而且拥有海关口岸##某盐化股份有限公司5万吨/年氯酸钠项目(目前2万吨/年氯酸钠和5000吨/年高氯酸钾)是充分利用万州区丰富的岩盐资源和交通优势，依托万州盐气化工园优化配置、产业互动。合成氨装置2001年中国氮肥笁业协会筛选了第一批经企