年产1万吨合成氨—饱和热水塔的初步设计Word格式文档下载.doc

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摘要

合成氨生产过程中，饱和热水塔是回收变换系统热量的关键设备，对降低蒸汽消耗起着重大的作用。

热水塔变换气进气温度为107℃，出气温度为99.6℃。

变换气在热水塔中将热量传递给热水，将热水塔里的水加热到99.3℃左右，热水塔的水通过泵送到加热器加热，被加热的水在饱和塔中再将热量传递给半水煤气。

半水煤气在饱和塔中与热水逆流接触，同时进行热量和质量的传递，使半水煤气的含湿量不断提高。

使脱硫塔出来的半水煤气从35℃上升到113℃，最后半水煤气送到变换器。

出塔半水煤气温度越高，则其夹带的水蒸汽量愈多，也就是回收的蒸汽量愈多，可以节省补充蒸汽量。

不论用何种塔型，目标是使进饱和塔的热水与出塔的半水煤气之间温差和阻力都要小，按照小氮肥工艺设计要求温差为3~8℃。

关键词:

合成氨;

饱和热水塔;

半水煤气，

Aabstract

Intheprocessofammoniaproduction,saturatedhotwatertoweristhekeyequipmenttorecycletransformationsystemheatandplaysasignificantroleinreducingsteamconsumption.Theinlettemperatureofhotwatertowershiftgasis107°

c,andtheouttemperatureis99.6℃.Transformgasinhotwatertowerwillheattransfertohotwater,heatingwaterto99.3℃orso.Hotwatertowerofwaterthroughthepumptoheaterheating,Theheatedwaterinsaturatedtowerwillbeheattransfertothedawsomgasagain.thedawsomgasagainwillcontactwithrefluenthotwaterinsaturatedtower,withtheheatandqualityoftransmissionatthesametime,Tohenhancethemoisturecontentofthedawsomgasconstantly.Tomakethetemperatureofdawsomgascomingfromthedesulfurizationtowerfrom35℃riseto113℃,thedawsomgasgoestoconverteratLast.thehighertemperatureofthedawsomgasthemorequantityofsteamwater,alsoisthemorequantityofsteamwaterrecycling,anditcansavethequantityofaddedsteamwater.Nomatterusingwhatkindoftower,TheGoalistomakethehotwaterintothesaturatedtowerandoutofdawsomgas'

temperatureandresistancearesmall.Accordingtothesmallnitrogenousfertilizerprocessesthedesignrequirementstemperatureis3~8℃.

Keyword:

Syntheticammonia;

saturatedhotwatertower;

dawsomgas

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目录

中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ

英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ

前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

氨的性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

氨的用途．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

合成氨的原料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

合成氨的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

工艺原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

工艺条件选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

工艺流程确定工艺流程选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1饱和热水塔的物料及热量横算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1饱和塔的物料及热量横算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.1饱和塔物料衡算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2饱和塔热量横算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2热水塔物料及热量横算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1热水塔物料衡算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.2热水塔热量横算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.3进饱和塔水温核算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2饱和热水塔设备尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1饱和塔设备计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.1饱和塔塔径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1.2理论塔板数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1.3实际塔板数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1.4填料塔高度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2热水塔设备计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2.1热水塔塔径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2.2理论塔板数 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2.3操作线计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

前言

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。

氨的性质

合成氨别名：

氨气；

分子式 

：

NH3；

英文名 

syntheticammonia;

世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产物外，绝大部分是合成氨，氨在常温、常压下为无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味，较易液化。

当压力为25℃、压力为1MPa时，气态氨可液化为无色的液氨。

氨气易溶于水，溶解时放出大量的热。

液氨或干燥的氨气对大部分物质不腐蚀，在有水存在时，对铜、银、锌等金属有腐蚀。

氨是一种可燃性气体，自燃点为630℃，故一般较难点燃。

氨的用途

合成氨主要用作化肥、冷却剂和化工原料。

合成氨的原料

合成氨生产常用的原料包括：

焦炭、煤、焦炉气、天然气、石脑油和重油。

合成氨生产，首先必须制取含氢和氮的原料气。

氮气来源于空气，可以在低温下将空气液化，分离而得；

也可以在制氢过程中加入空气，直接利用空气中的氮。

合成氨生产大多采用一种方式提供氨。

氢气的主要来源是水和碳氢化合物中的氢元素，以及含氢的工业气体。

不论以固体、液体或气体为原料，所得到的合成氨原料气中均含有一氧化碳。

一氧化碳的清除一般分为两次。

大部分一氧化碳先通过变换反应，即在催化剂存在的条件下一氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳。

通过变换反应，既能把一氧化碳变为易于清除的二氧化碳，同时又可制得与反应了的一氧化碳相等摩尔的氢，而所消耗的只是廉价的水蒸气。

因此一氧化碳的变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。

最后，残余的一氧化碳的变换在通过铜氨液洗涤法、液氨洗涤法或甲烷化法等方法加以清除。

合成氨的意义

氨是