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1、湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计作者宋宏友学院化学化工学院专业化学工程与工艺学号1106040306指导教师曾令玮 唐丽（湘电集团）二一五年六月七日湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 化学化工学 院 化工 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 宋宏友 学号: 1106040306 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题： 年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自2015年3月 01 日开始至 2015 年 5 月 30 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：
2、1 万鹏.中国科技纵横 2011年第7期 285-285页2 赵育祥编.合成氨工艺M. 1985, 化学工业出版社3 林玉波编.合成氨生产工艺M. 2006 化学工业出版社 3-4页4 赵忠祥.氮肥生产概论M. 1995,化学工业出版社5 江苏化学石油工业厅组织.小型氮肥厂安全操作技术M.1981,化学工业出版社6 方伟阳. 年产3万吨合成氨合成工段设计D.福州:福州大学本科生毕业设计(论文),2007.7 张岩. 化学沉淀A/ O 工艺处理合成氨废水J . 中国给水排水，2004，20 ：77-798 张炳标. 膜分离法回收合成氨弛放气中氢气J.低温与特气，2003， 21 (1) ：23-
3、259 王新杰. 合成氨厂两气回收技术的应用J .中氮肥2006 ，(1)：13-1410 王敏. 合成氨生产中的废气利用与节能效益J .江西能源，2001 (3) ：26-2711 小型氮肥厂生产 氨的合成 （工人读物）M1969年10月第1版4 设计（论文）应完成的主要内容：了解产品的生产现状；合理选择设计方案；工艺计算（物料衡算与能量衡算）；安全技术与经济评价发展趋势；主要设备的设计计算与选型；绘制工艺流程图、平面布置图和主要设备图。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）形式：设计说明书1本；图纸3张（带控制点的工艺流程图、平面布置图及主要设备图，图用CAD制作
4、）。 （2）要求：设计说明书字数不少于8000字；图纸符合国家有关标准；写作格式按湖南科技大学教务处有关规定执行；设计说明书按学校统一标准装订。6 发题时间：2015年3月1日 指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和
5、存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 2015.6.7 学生： 宋宏友 学号： 1106040306 班级： 化学工程与工艺三班 题目： 年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共 页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签
6、名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要氨是世界上产量最高的无机化合物之一，它的用途广泛，但绝大多数的氨被用来制造化学肥料。在整个合成氨流程中，氨的合成工段是最核心的部分，是合成氨厂最后一道工序。它的任务是在一定的温度、压力及催化剂存在的条件下，将精制的氢氮气体合成氨，反应后气体中一般氨含量只有10%20%；将反应后气体中的氨与其他气体组分分离，提供液氨产品；将分离氨后的未反应气体循环使用，因此氨合成工艺一般使用循环工艺流程。本设计通过查阅相关文献和资料，选择了合理的设计方案，完成了年产8万吨合成氨合成工段的初步设计。对该工艺流程进行了物料衡算和能量衡算，并完成了主要设备的计算及选型。最后，借助C
7、AD技术绘制了工艺流程图、平面布置图和主要设备图。关键词：循环工艺；合成氨；合成工段ABSTRACTAmmonia is one of the most productive in the world of inorganic compounds, extensive use of it, but the vast majority of the ammonia is used to produce chemical fertilizers. Throughout the ammonia process, ammonia synthesis section is the core part o
8、f the ammonia plant is the last step. Its mission is under certain conditions of temperature, pressure and presence of a catalyst, hydrogen purification of ammonia nitrogen gas, the reaction gas in the ammonia content is generally only 10% to 20%; The reaction of ammonia gas and other gases group of
9、 separation, providing ammonia products; separating unreacted ammonia gas after recycling, and therefore the use of ammonia synthesis loop process in general. Through access to relevant documents and information, choose a reasonable design, complete with an annual output 80,000 tons of synthetic amm
10、onia synthesis section of the preliminary design. This process has been the material balance and energy balance, and completed the calculation and selection of major equipment. Finally, with the help of CAD technology to draw a flow chart, and major equipment floorplan diagram.Key words: Cycle proce
11、ss; Ammonia; Synthesis section目 录第一章 绪论- 1 -1.1 氨的性质- 1 -1.1.1氨- 1 -1.1.2氨的物理性质- 1 -1.1.3氨的化学性质- 2 -1.2 合成氨的生产工艺现状及发展趋势- 2 -1.2.1合成氨现状及发展概述- 2 -1.2.2我国合成氨技术的发展概况- 2 -1.2.3合成氨装置的结构调整- 3 -1.2.4合成氨工艺技术的改造- 3 -1.2.5合成氨技术的发展趋势- 3 -1.3 氨的用途- 3 -1.4 合成氨生产原料的种类及技术特点- 4 -第二章 氨的合成- 6 -2.1 氨合成的反应机理- 6 -2.1.1氨合
12、成的基本原理- 6 -2.1.2氨合成反应热力学- 7 -2.1.3氨合成反应热效应- 7 -2.1.4氨合成反应动力学- 8 -2.1.5影响平衡氨含量的因素- 8 -2.1.6氨合成催化剂- 9 -2.2合成氨常见工艺方法- 10 -2.2.1高压法- 10 -2.2.2低压法- 10 -2.2.3中压法- 10 -2.3合成氨生产的特点- 10 -2.4氨合成过程的基本工艺步骤- 11 -2.5氨合成工艺的选择- 12 -2.6 生产流程简图- 13 -第三章 工艺计算- 14 -3.1 已知条件- 14 -3.2 物料衡算- 14 -3.2.1合成塔物料衡算- 14 -3.2.2氨分离器气液平衡计算- 15 -3.2.3冷交换器气液平衡计算- 16 -3.2.4液氨贮槽气液平衡计算- 17 -3.2.5液氨贮槽物料计算- 18 -3.2.6合成系统物料计算- 19 -3.2.7合成塔物料计算- 20 -3.2.8水冷器物料计算- 21 -3.2.9氨分离器物料计算- 21 -3.2.10冷交换器物料计算- 22 -3.2.11氨冷器物料计算- 22 -3.2.12冷交换器
