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年产15万吨合成氨一氧化碳变换公段工艺设计

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年产15万吨合成氨一氧化碳变换工段工艺设计


目    录

摘  要 1
第一章  总  论 2
1.1  概述 2
1.1.1  一氧化碳变换反应的意义与作用 2
1.1.2  国内外研究现状 2
1.2 设计依据 2
1.3  设计规模与生产制度 3
1.3.1  设计规模 3
1.3.2  生产制度 3
1.4  原料与产品规格 3
1.4.1  原料规格 3
1.4.2  产品规格 3
第二章  工艺原理和流程 4
2.1  工艺原理 4
2.2 工艺流程 4
2.3 工艺参数 5
2.3.1 原料气体组分 5
2.3.2 工作温度 5
2.4 工艺条件 5
2.4.1 压力 5
2.4.2 温度 5
2.4.3 汽气比 6
第三章  工艺计算 7
3.1 中变炉一段催化床层的物料和热量衡算 7
3.1.1 确定转化气组成 7
3.1.2 水汽比的确定 7
3.1.3 中变炉一段催化床层的物料衡算 8
3.1.4 中变炉一段催化床层的热量衡算 11
3.1.5中变炉催化剂平衡曲线 14
3.1.6 最佳温度曲线的计算 14
3.1.7 操作线计算 15
3.2 中间冷淋过程的物料和热量衡算 16
3.3 中变炉二段催化床层的物料和热量衡算 17
3.3.1 中变炉二段催化床层的物料衡算 17
3.3.2 中变炉二段催化床层的热量衡算 19
3.4 低变炉的物料和热量计算 20
3.4.1 低变炉的物料衡算 20
3.4.2 低变炉的热量衡算 22
3.4.3 低变炉催化剂平衡曲线 23
3.4.4 最佳温度曲线的计算 24
3.4.5最适宜温度曲线 24
3.6  主换热器的物料与热量的计算 26
3.7 调温水加热器的物料与热量计算 28
第四章  设备的计算 29
4.1 低温变换炉计算 29
4.1.1 已知条件: 29
4.1.2 催化剂用量计算 29
4.1.3 催化床层直径计算 29
4.2 中变换热器计算 30
4.2.1已知条件 30
4.2.2 传热面积的计算 30
4.2.3设备直径与管板的确定 31
4.2.4传热系数的验算 31
4.2.5壳侧对流传热系数计算 33
4.2.6总传热系数核算 33
4.2.7传热面积的核算 33
第五章 车间设备布置设计 34
5.1  车间布置设计的原则 34
5.1.1  车间设备布置的原则 34
5.1.2  车间设备平立面布置的原则 34
5.1.3  本工段设计设备布置规划 35
第六章  自动控制 35
6.1  主要的控制原理 35
6.2  自控水平与控制点 36
第七章  安全和环境保护 36
7.1  三废产生情况 36
7.2  三废处理情况 36
第八章  公用工程 36
8.1  供水 37
8.2  供电 37
8.3  通风 37
8.4  供暖 37
8.5  电气 38
结束语 38
参考文献 39
致  谢 40


摘  要
本文是关于天然气为原料年产15万吨氨一氧化碳变换工段初步设计。在合成氨的生产中,一氧化碳变换反应是非常重要的反应。用天然气制造的原料气中,含有一部分一氧化碳,这些一氧化碳不能直接作为合成氨的原料,而且对合成氨的催化剂有毒害作用,必须在催化剂的催化作用下通过变换反应加以除去。一氧化碳变换反应既是原料气的净化过程,又是原料气的制造过程。本设计主要包括工艺路线的确定、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算以及设备选型等。并且综合各方面因素对车间设备布置进行了合理的设计,最终完成了20 000字的设计说明书及生产工艺流程图、车间平立面布置图及主体设备装配图的绘制。

关键词:天然气  一氧化碳变换  中温变换炉  流程图

 ABSTRACT

This paper was about the annual output of gas tax as raw materials to transform fifteen thousand tons of carbon monoxide ammonia preliminary design section. In the production of ammonia, transformation of carbon monoxide was a very important reaction. Manufactured using gas tax feed gas which contains part of carbon monoxide, carbon monoxide could not be directly used as those of the raw materials of synthetic ammonia, but also a catalyst for ammonia poisoning effect there must be a catalyst for transformation through the catalytic reaction to be removed. Transformation of carbon monoxide is a gas purification process of raw materials, but also the manufacturing process of feed gas. The design of the main routes which include the identification process, the medium variant of the furnace material balance , heat balance, in the variable furnace process of calculation and selection of equipment, heat exchanger of the material balance and heat balance as well as equipment selection type and so on. Taking all factors and workshop equipment to carry out is a reasonable arrangement of the design. In the end, the20 000-word statement and map production process, shopping facade and the main equipment layout drawing assembly were completed.

Key words: Natural gas; Transformation of carbon monoxide; Temperature shift converter; Flow chart 
  
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