产12万吨合成氨合成工段工艺设计开题报告.doc

年产12万吨合成氨合成工段工艺设计开题报告学号201204062041姓 名吴栋林指导教师袁芳学院化学与制药工程学院专业/班级应用化工技术12/1班毕业设计（论文）题目年产12万吨合成氨合成工段工艺设计题目代码04306256333选题目的及意义氨是重要的无机化工产品，在国民经济中占有重要地位。随着世界人口的不断增加，用于制造尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵以及其他化工产品的氨用量也在增长。在化学工业中，合成氨工业已经成为了重要的支柱产业。据统计，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。合成氨的生产主要分为原料气的制取和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。合成氨，除原料为天然气、石油、煤炭等一次能源外，整个生产过程还需消耗较多的电力、蒸汽等二次能源，而用量又很大。现在合成氨能耗约占世界能源消费总量的3%，中国合成氨生产能耗约占全国能耗的4%。因而能耗是衡量合成氨技术水平和经济效益的重要指标。因此，迫切需要改进生产工艺，降低成本，提高经济效益。世界合成氨的技术发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺阶段、低能耗制氨工艺阶段、装置单系列产量最大化阶段。未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变，其技术发展将会紧紧围绕“降低生产成本、提高运行周期、改善经济性”的基本目标，进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。设 计（研 究）现 状 和 发 展 趋 势1基本现状我国的氮肥工业自20世纪50年代以来,不断发展壮大,目前合成氨产量已跃居世界第一位,已掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃多种原料生产合成氨、尿素的技术,形成了特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的生产格局。目前合成氨总生产能力为4500万吨/年左右,氮肥工业已基本满足了国内需求,在与国际接轨后,具备与国际合成氨产品竞争的能力,今后发展重点是调整原料和产品结构,进一步改善经济性。2发展趋势根据合成氨技术发展的情况分析,估计未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期,改善经济性”的基本目标,进一步集中在 “大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。大型化、集成化、自动化,形成经济规模的生产中心、低能耗与环境更友好将是未来合成氨装置的主流发展方向。单系列合成氨装置生产能力将从2000t/d提高至40005000t/d;以天然气为原料制氨吨氨能耗已经接近了理论水平,今后难以有较大幅度的降低,但以油、煤为原料制氨,降低能耗还可以有所作为。在合成氨装置大型化的技术开发过程中,其焦点主要集中在关键性的工序和设备,即合成气制备、合成气净化、氨合成技术、合成气压缩机；在低能耗合成氨装置的技术开发过程中,其主要工艺技术将会进一步发展；实施与环境友好的清洁生产是未来合成氨装置的必然和惟一的选择。生产过程中不生成或很少生成副产物、废物,实现或接近“零排放”的清洁生产技术将日趋成熟和不断完善；提高生产运转的可靠性,延长运行周期是未来合成氨装置“改善经济性、增强竞争力”的必要保证。有利于“提高装置生产运转率、延长运行周期”的技术,包括工艺优化技术、先进控制技术等将越来越受到重视。 课题研究的主要内容1. 氨的物理化学性质2. 合成氨的方法3. 中压法合成氨的工艺4. 合成氨合成工段物料衡算5. 合成氨合成工段热量衡算6. 设备型号和尺寸的选定7. 带控制点的工艺流程图8. 设备的车间厂房布置9. 三废的治理及综合应用课题的工作方案1. 确定设计方案2. 进行物料热量衡算3. 设备工艺计算4. 画点控制点的工艺流程图主要参考文献1. 小合成氨厂工艺技术与设计手册(上册)，化学工业出版社，19942. 梅安华主编. 小合成氨厂工艺技术与设计手册. 下册 M.19943. 郝晓刚等编著. 化工原理课程设计. 北京：化学工业出版社，20094. 陈甘棠主编.化学反应工程M. 第三版.北京：化学工业出版社.1990（11）5. 陈五平主编，无机化工工艺学.第三版. 北京：化学工业出版社，19856. 司航主编.化工产品手册M.第三版.北京：化学工业出版社.7. 万家亮 曾胜年主编.分析化学M.第三版. 北京：高等教育出版社.2001（6）8. 时 均等. 化学工程手册. 北京：化学工业出版社，19969. 赵国方. 化工工艺设计概论. 北京：原子能出版社，199010. 陈敏恒等. 化工原理，上下册. 北京：化学工业出版社，198511. 化工设备设计全书编辑委员会主编.化工容器设计M.上海：上海科学技术出版社，1987.12. 余国琮.化工机械手册M.天津：天津大学出版社，1991.13. 钱颂文.换热器设计手册M.北京:化学工业出版社，2002.14. 石油化学工业部化工设计院主编.小氮肥厂工艺设计手册M.石油化学工业出版社，1979.15. 刁玉玮，王立业，喻健良.化工设备机械基础M.大连：大连理工出版社，2006.16. 黄仲九，房鼎业.化学工艺学M.北京：高等教育出版社，2008.计划进度2015年3月份，查阅文献，熟悉课题前期的工作，完成开题报告和设计说明书提纲的撰写第二学期：3-5周 完成论文的综述。6-12周 进行物料及热量衡算。 1317周 设备工艺计算。 18周 画点控制点的工艺流程图。 19-22周 写设计说明书，准备答辩。指导教师意见指导教师签名：年 月 日备注