化工设计课程设计开题报告.doc

化工设计课程设计开题报告
课 程 设 计 设计
题目 年产 5 万吨合成氨合成工艺设计 学生姓名 学 号 专业班级 指导教师 20 年 月 日
: 年产 5 万吨合成氨合成工艺设计 (国内外的研究现状和发展趋势)：
世界合成氨工业概况 ：
①生产能力和产量。合成氨是化学工业中产量很大的化工产品。1982 年，世界合成氨的生产能力为 125Mt 氨,但因原料供应、市场需求的变化，合成氨的产量远比生产能力要低。近年，合成氨产量以苏联、中国、美国、印度等十国最高，占世界总产量的一半以上。
②消费和用途。合成氨主要消费部门为化肥工业，用于其他领域的（主要是高分子化工、火工业等）非化肥用氨，统称为工业用氨。目前,合成氨年总消费量(以 N 计)约为 ，其中工业用氨量约为 10Mt，约占总氨消费量的 12％。
③原料。合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。1981 年，世界以天然气制氨的比例约占 71％,苏联为 ％、美国为 96％、荷兰为 100％；中国仍以煤、焦炭为主要原料制氨,天然气制氨仅占 20％。70 年代原油涨价后，一些采用石脑油为原料的合成氨老厂改用天然气，新建厂绝大部分采用天然气作原料。
④生产方法。生产合成氨的方法主要区别在原料气的制造，其中最广泛采用的为蒸汽转化法和部分氧化法。
特点 ：
①农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径。氨水（即氨的水溶液）和液氨体本身就是一种氮肥；农业上广泛采用的尿素、***铵、硫酸铵等固体氮肥，和磷酸铵、***磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主。

②与能工业关系密切。合成氨生产通常以各种燃料为原料，同时生产过程还需燃料供给能量,因此,合成氨是一种消耗大量能的化工产品。每吨液氨的理论能耗为 ,实际能耗远比理论能耗多，随着原料、工厂规模、流程与管理水平不同而有差异。日产 1000t 氨的大型合成氨装置生产液氨的实际能耗约为理论能耗的两倍。
③工艺复杂、技术密集。氨合成是在高压高温和催化剂存在下进行的，为气固相催化反应过程。由于氨合成催化剂很易受硫的化合物、碳的氧化物和水蒸气毒害，而从各种燃料制取的原料气中都含有不同数量的这些物质，故在原料气送往氨合成前，需将有害物质除去。因此合成氨生产总流程长，工艺也比较复杂，根据不同原料及不同的净化方法而有多种流程。
发展趋势 ：
①原料路线的变化方向。从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的 10 倍，自从 70 年代中东石油涨价后,从煤制氨路线重新受到
重视,但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20 世纪末,世界大多数合成氨厂仍将以气体燃料为主要原料。
②节能和降耗。合成氨成本中能费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。现在已提出以天然气为原料的节能型合成氨新流程多种，每吨液氨