年产8万吨合成氨合成工段设计--毕业设计.doc

年产8万吨合成氨合成工段设计
设计说明书
1 总论
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、***、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) 大型化、集成化、自动化, 形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。以Uhde公司的“双压法氨合成工艺”和Kellogg 公司的“基于钌基催化剂KAAP 工艺”,将会在氨合成工艺的大型化方面发挥重要的作用。氨合成工艺单元主要以增加氨合成转化率(提高氨净值) ,降低合成压力、减小合成回路压降、合理利用能量为主,开发气体分布更加均匀、阻力更小、结构更加合理的合成塔及其内件; 开发低压、高活性合成催化剂, 实现“等压合成”。
(2) 以“油改气”和“油改煤”为核心的原料结构调整和以“多联产和再加工
”为核心的产品结构调整,是合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的有效途径。
实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善。
提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术,包括工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。

设计任务书是项目设计的目的和依据:
产量:80 kt/a 液氨
放空气(惰性气Ar +CH4 ):17%
原料:新鲜补充气N2 24%,H2 %,Ar %,CH4 %
合成塔进出口氨浓度:%,%
放空气:(惰性气Ar +CH4 )~17%
合成塔操作压力 32 MPa (绝压)
精练气温度 40℃
水冷器出口气体温度 35 ℃
循环机进出口压差
年工作日 310 d
计算基准生产1t氨

:年产8万吨合成氨合成工段设计
设计具体内容范围及设计阶段
本次设计的内容为合成氨合成工段的设计,具体包括以下几个设计阶段:
1. 进行方案设计,确定生产方法和生产工艺流程。
2. 进行化工计算,包括物料衡算、能量衡算以及设备选型和计算。
3. 绘制带控制点的工艺流程图(PID)。
4. 进行车间布置设计,并绘制设备平立面布置图。
5. 进行管路配置设计,并绘制管路布置图。
6. 撰写设计说明书。
、用途及市场需要
(1) 氨的物化性能
合成氨的化学名称为氨,%。氨是一种无色具有强烈刺激性、***性和特殊臭气的无色气体,比空气轻,,熔点-℃;沸点-℃。标准状况下,;。极易溶于水,常温(20℃)常压下,一个体积的水能溶解600个体积的氨;标准状况下,一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水,呈强碱性。因此,用水喷淋处理跑氨事故,能收到较好的效果[2]。
氨与酸或酸酐可以直接作用,生成各种铵盐;氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵,脱水成尿素;在铂催化剂存在的条件下,氨与氧作用生成一氧化氮,一氧化氮继续氧化并与水作用,便能得到***。氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢;
氨具有易燃易爆和有毒的性质。氨的自燃点为630℃,氨在氧中易燃烧,燃烧时生成蓝色火焰。氨与空气或氧按一定比例混合后,遇明火能引起爆炸。~28%,~82%。液氨或干燥的气氨,对大部分物质没有腐蚀性,但在有水的条件下,对铜、银、锌等有腐蚀作用[3]。
(2) 氨的用途
氨是基本化工产品之一,用途很广。化肥是农业的主要肥料,而其中的氮肥又是农业上应用最广泛的一种化学肥料,其生产规模、技术装备水平、