最新年产30万吨合成氨生产工艺设计 50万吨合成氨

　　“方”即方子、方法。“方案”，即在案前得出的方法，将方法呈于案前，即为“方案”。大家想知道怎么样才能写一篇比较优质的方案吗？以下是小编精心整理的方案策划范文，仅供参考，欢迎大家阅读。

　　二、设计（论文）的原始数据： 天然气成分：以鸿化厂的实际工作数据为依据来进行。年工作日 330 天,其余数据自定。

　　三、参考资料及说明： 《化工工艺设计手册》（上、下册）《氮肥工艺设计手册》理化数据、、《化 肥企业产品能平衡》《小合成氨厂工艺技术与设计手册》《合成氨工学》、、、《化工制图》《化工原理》《化学工程》《化工设计概论》以及关于氮肥、、、的其他相关杂志。1 目 1.录

　　氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨生产经过多 年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。合成氨的生产主要分为：原 料气的制取；原料气的净化与合成。粗原料气中常含有大量的 c，由于 co 是合 成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过 co 变换反应，使其 转化为易于清除的 co2 和氨合成所需要的 h2。因此，co 变换既是原料气的净化过 程，又是原料气造气的继续。最后，少量的 co 用液氨洗涤法，或是低温变换串 联甲烷化法加以脱除。变换工段是指 co 与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。在合成氨工 艺流程中起着非常重要的作用。目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从 80 年代中期发展 起来的。所谓中变串低变流程，就是在 b107 等 fe-cr 系催化剂之后串入 co-mo 系宽温变换催化剂。在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发 生了较大的变化。一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中 的 co 含量也大幅度降低。由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性 大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。工艺原理： 一氧化碳变换反应式为： co+h2o=co2+h2+q co+h2 = c+h2o(1-1)(1-2)其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产 物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制 副反应的发生。一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，反应热是温度的函数。变换过程中还包括下列反应式： h2+o2=h2o+q 3 工艺条件 1.压力： 压力对变换反应的平衡几乎没有影响。但是提高压力将使析炭和生成甲 烷等副反应易于进行。单就平衡而言，加压并无好处。但从动力学角度，加 压可提高反应速率。从能量消耗上看，加压也是有利。由于干原料气摩尔数 小于干变换气的摩尔数，所以，先压缩原料气后再进行变换的能耗，比常压 变换再进行压缩的能耗底。具体操作压力的数值，应根据中小型氨厂的特点，特别是工艺蒸汽的压力及压缩机投各段压力的合理配置而定。一般小型氨厂 操作压力为 0.7-1.2mpa,中型氨厂为 1.2~1.8mpa。本设计的原料气由小型合 成氨厂天然气蒸汽转化而来，故压力可取 1.7mpa.1.温度： 变化反应是可逆放热反应。从反应动力学的角度来看，温度升高，反应速率常 数增大对反应速率有利，但平衡常数随温度的升高而变小，即 co平衡含量增 大，反应推动力变小，对反应速率不利，可见温度对两者的影响是相反的。因 而存在着最佳反应温对一定催化剂及气相组成，从动力学角度推导的计算式为 tm= te rte e 1+ ln 2 e 2 ? e1 e1 式中 tm、te—分别为最佳反应温度及平衡温度，最佳反应温度随系统组成 和催化剂的不同而变化。1．

　　工业变换反应中最主要的调节手段。增加水蒸汽用量，提高了 co 的平衡变 换率，从而有利于降低 co 残余含量，加速变换反应的进行。由于过量水蒸 汽的存在，保证催化剂中活性组分 fe3o4 的稳定而不被还原，并使析炭及生 成甲烷等副反应不易发生。但是，水蒸气用量是变换过程中最主要消耗指标，尽量减少其用量对过程的经济性具有重要的意义，蒸汽比例如果过高，将造 成催化剂床层阻力增加；co 停留时间缩短，余热回收设备附和加重等，所 以，中（高）变换时适宜的水蒸气比例一般为：h2o/co=3～5，经反应后，4 中变气中 h2o/co 可达 15 以上，不必再添加蒸汽即可满足低温变换的要求。工艺流程确定 目前的变化工艺有：中温变换，中串低，全低及中低低 4 种工艺。本设计参 考四川省自贡市鸿鹤化工厂的生产工艺，选用中串低工艺。转化气从转化 炉进入废热锅炉，在废热锅炉中变换气从 920℃降到 330℃，在废热锅炉出 口加入水蒸汽使汽气比达到 3 到 5 之间，以后再进入中变炉将转换气中一 氧化碳含量降到 3%以下。再通过换热器将转换气的温度降到 180℃左右，进入低变炉将转换气中一氧化碳含量降到 0.3%以下，再进入甲烷化工段。主要设备的选择说明 中低变串联流程中，主要设备有中变炉、低变炉、废热锅炉、换热器等。低 变炉选用 c6 型催化剂，计算得低变催化剂实际用量 10.59m3。以上设备的选 择主要是依据所给定的合成氨系统的生产能力、原料气中碳氧化物的含量以 及变换气中所要求的 co 浓度。对本设计评述 天然气变换工段工序是合成氨生产中的第一步，也是较为关键的一步，因为 能否正常生产出合格的压缩气，是后面的所有工序正常运转的前提条件。因此，必须控制一定的工艺条件，使转化气的组成，满足的工艺生产的要 求。在本设计中，根据已知的天然气组成，操作条件，采用了中变串低变的工艺 流程路线。首先对中，低变进行了物料和热量衡算，在计算的基础上，根据 计算结果对主要设备选型，最终完成了本设计的宗旨。设计中一共有中温废 热锅炉，中变炉，主换热器，调温水换热器，低变炉几个主要设备。由于天然气变换工段工序是成熟工艺，参考文献资料较多，在本设计中，主要参考了《小合成氨厂工艺技术与设计手册》和《合成氨工艺学》这两本 书。由于时间有限，设计可能不完善，请各位老师指出。谢谢！5 第一章

　　管板直径估算： 采用正六角形排列，取充填系数η=0.9，管间距取 t=19mm.d=1.05t n η

　　《化工原理》；《化工产品手册》；《化工工艺设计手册》；《小氮肥厂工艺设计手册》；《氮肥工艺设计手册》；《小合成氨厂工艺技术与设计手册》；《合成氨》；《无机化工生产技术》等

　　化工工艺设计 课 程 设 计 年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计 年 级 2013 专 业 化学工程与工艺 学 号 姓 名 指导教师 设计成绩 完成日期 2016 年 月 日 《课程设计》成绩评定栏 评定基元 评审要素 评审内涵 分值 评分 签名栏 设计说明，50% 格式规范 内容完整 格式是否规范 10 评阅教师签名 内容是否完整 10 工艺计算 正确、完整和规范 物料恒算 10 热量衡算 10 设备设计和选型 10 设计图纸，40% 图纸规范 标注清晰 方案流程图 10 评阅教师签名 工艺物料流程图 10 带控制点的工艺流程图 20 平时成绩，10% 上课出勤 上课出勤考核 5 指导教师签名 制图出勤 制图出勤考核 5 合计 100化工工艺设计 课程设计任务书 学 号 学生姓名 专业（班级）设计题目 年产 3.5 万吨丙烯腈合成工段工艺设计 设 计 技 术 参 数 1.生产能力：

　　液氨100% 3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液 4.生产方法：丙烯氨氧化法 5.丙烯腈损失率：3% 6.设计裕量：6% 7.年操作日：300天 设 计 要 求 1.确定设计方案，并画出流程框图（要求见4（1））；

　　3.主要设备的工艺设计计算 4.绘图要求：（1）流程框图（cad或者ppt绘，截图在方案设计中）；

　　工 作 量 1.设计计算：1.5周 2.工艺流程图与设计说明书：1周 3.答辩：0.5周 工 作 计 划 第一周：物料衡算、热量衡算及主要设备的工艺设计计算 第二周：画图，撰写设计说明书，第三周：答辩 参 考 资 料 《化工工艺设计手册》第四版(上下册)，中国石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，2009年 《化学化工物性参数手册》，青岛化工学院等编，化学工业出版社，2002年 第一部分 概述 1.1 丙烯腈的性质 1.1.1 丙烯腈的物理性质 丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛的应用。丙烯腈，英文名acrylonifrile（简称为acn），化学分子式：ch2=ch-cn；

　　与水互溶，溶解度见表1-1。丙烯腈在室内允许浓度为0.002mg/l，在空中的爆炸极限为3.05~17.5%（体积）。因此，在生产、贮存和运输中，必须有严格的安全防护措施。

　　丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会成二元共沸混合物，和水的共沸点为 71℃，共沸点中丙烯腈的含量为88%（质量），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈—苯乙烯—水三元共沸混合物。丙烯腈的主要物理性质见表1-2。

　　聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的 c=c 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂mehq）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和粘合剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。

　　丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。

　　丙烯腈主要用来生产 abs 树脂，丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二睛和苯乙烯-己二睛树脂等，目前国内供不应求，每年需大量进口来满足市场需求，2000 年进口量超过150kt。

　　1.2.1世界丙烯腈生产与消费概况 全世界丙烯腈的生产主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。全世界1999年丙烯腈总生产能力为，523.3万t(见表1-3)。美国、日、西欧丙烯腈生产能力合计为357万t，占世界总能力的66.9％。1999年世界丙烯腈需求量为480万t，产量470万t。

　　预计到2000年，世界丙烯腈总生产能力将达到585万t，产量及消费量将达到507万t。其中用于腈纶的消费量为275万t，用于abs、as为126万t，106万t(见表1-4)。今年台塑公司4月和年末各有10万t/a装置投产、美国solutia公司8月25万t/a装置建成，还会增加45万t生产能力。2000年是日本旭化成、三菱化学和韩国东西石油化学、泰光产业等公司的定期检修年，这会缓和对新增能力投产的冲击。

　　这样，我国2000年丙烯腈总生产能力将居世界第二。