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1、毕业论文（设计）开题报告（学生用表）系（部）：化学化工系 专业：化学工程与工艺 班级： 课题名称年产 18 万吨合成氨脱碳工段工艺设计指导教师学生学号一课题的来源、研究的目的与意义 1.合成氨在国民经济发展中的重要性 我国农业用氨主要用于生产尿素和碳酸铵，其消耗量约占合成氨消耗总量的 75，用于生 产硝酸铵、氯化铵等其他肥料消耗 15；工业用氨占合成氨消耗总量的 10，主要用于制造炸 药和各种化工纤维及塑料，从而制造硝酸，进而制造硝酸铵、硝酸甘油等。因此合成氨在国民经 济中有着不可忽视的作用1。 2.我国合成氨的工业概况及发展趋势 中国合成氨工业经过 50 多年的发展，产量已跃居世界第 1 位
2、，掌握了以焦炭、无烟煤、褐 煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃灯气固液多种原料生产合成氨的技术，形成中国大陆 特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的合成氨生产格局9。合成氨一直 是化工产业的耗能大户，随着科技的发展，节能减排是最为符合我国国情的可持续发展道路2。 3.合成氨工艺简述 合成氨的原料为天然气或煤炭，通过水蒸汽重整工艺制得氢气，然后与氮气进行高压合成制 得合成氨8。通常包括三个基本过程：第一步，以煤、焦炭为原料制备半水煤气；第二步，以铁 为催化剂在 1530MPa，400500C 的范围内进行氨的合成；第三步，先用合成气预热冷的原料 气而后再用冷水冷却，使绝大部
3、分氨液化而分离，再在较低温度下，用氨冷气使剩余的氨进一步 冷凝分离3。 二脱碳工段在合成氨生产中的重要作用各种原料制取的粗原料气经 CO 变换后，除含氢、氮气外，还含有大量二氧化碳、少量一氧 化碳和甲烷等杂质，其中二氧化碳含量最高，它既是合成催化剂的有害物质，又是生产尿素等产 品的重要原料，因此在进入合成回路之前必须彻底除去，否则将影响合成过程并使催化剂中毒。 出于节能与环境保护的考虑，脱除 CO2的洗涤液必须能够再生和循环使用4。 1.脱碳工艺的概况 脱碳方法主要有：物理吸收 、化学吸收 、物理化学吸收法三大类。目前国内中小氮肥厂所 采用较普遍的有碳酸丙烯酯脱碳工艺（简称 PC 法） ；0.
4、7MPa 水洗、碳化联合脱碳工艺（简称联 合法） ；变压吸附脱碳法（简称 PSA 法） ；聚乙二醇二甲醚脱碳工艺（简称 NHD 法） ；多胺法 （改良 MDEA）等5。2.脱碳工艺的选择 NHD 脱硫、脱碳技术是一种新型的低能耗净化工艺。NHD 溶剂的主要成分为聚乙二醇二 甲醚的混合物,属于物理吸收溶剂。 NHD 溶剂不仅对 H2 S、CO2、COS 等酸性气体有较强的吸收 能力, 而且能选择性地脱除合成气中 H2 S。该工艺适用于天然气为原料的氨厂, 也可用于以煤为 原料, 硫化物和二氧化碳含量较高的氨合成气、甲醇合成气等气体的净化。故本次设计中我选用 NHD 法作为合成氨脱碳工段工艺7。
5、3.NHD 脱硫脱碳优点： 1) 吸收气体能力强、净化度高。 2) 溶剂的化学稳定性和热稳定性好, 不氧化、不降解、不起泡, 溶剂蒸汽压极低, 使用过程中挥发损失少, 运行中不需添加消泡剂、活化剂, 生产运行稳定, 操作方便, 且运行及维修费低。3) NHD 溶液无毒、挥发少、对环境无污染, 可在自然界中分解, 装置设计中对静、动密 封泄漏点采用全封闭收集, 可使运行中的泄漏降为零。 4) 溶剂无腐蚀性, 吸收能力强6。三1本课题要完成的任务 1）绘制设备图；绘制带控制点的工艺流程图；绘制平面布置图2）对主要设备作物料衡算和热量衡算 2.本课题的目标及意义 1）熟练掌握化工制图软件的使用 2）
6、综合运用专业知识做到学有所得学有所用 3）学会查找相关资料不断补充完善自己 四本课题的研究方法及进度安排 2013.10-2013.12 工厂实习，采集数据2014.2.23-2014.3.08 查阅文献，选定脱碳工艺方案，准备开题2014.3.10-2014.4.10 脱碳工段主要装置工艺计算2014.4.10-2014.5.10 绘制脱碳塔、脱水塔、氨冷器设备图，脱碳工段工艺流程 图，脱碳工段车间平面图2014.5.10-2014.5.20 编写毕业设计说明书2014.5.29-2014.5.30 毕业设计答辩 五参考文献 1张子锋.合成氨生产技术M.化学工业出版社，2006,7. 2 赵
7、军,张有忱,段成红.化工设备机械基础 M.第二版.北京:化学工业出版社,2007.489-493. 3 陈敏恒,丛德兹,方图南等.化工原理(下) M.北京:化学工业出版社,2006,24-25. 4 陈敏恒,丛德兹,方图南等.化工原理(上) M.北京:化学工业出版社,2006,140-142. 5 路秀林,王者相. 塔设备 M.北京:化学工业出版社,2004,225-268. 6 孟岩.合成氨的生产方法以及工艺流程研究J.2008,8. 7 张敬忠.NHD 脱碳改造运行小结J.山东化工,2008,37(7)29-31. 8 姜淮,李正西.NHD 脱硫脱碳工艺在合成氨装置的应用J.化肥设计,2008,46(6):30-32. 9 周小宏.小型合成氨厂脱碳工艺的选择J.山西化工,1995,3:38-41.指导教师意见：（签字）年 月 日注：本表可根据内容续页。
