化工工藝設(shè)計

1、第一章 總論一、 指導(dǎo)思想 化工設(shè)計是政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)緊密結(jié)合的一門科學(xué)技術(shù)?；ぴO(shè)計在新廠建設(shè)，老廠改造挖潛中具有極其重要的作用，也可以說設(shè)計是生產(chǎn)的先導(dǎo)，是科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化大生產(chǎn)的必經(jīng)途徑。因此，設(shè)計質(zhì)量的好壞，對化工行業(yè)的發(fā)展影響極大，一定要在思想上充分的重視。有關(guān)化工設(shè)計方面的知識和技能，不僅對專門從事化工設(shè)計的人員需要學(xué)習(xí)和掌握，而且對從事化工生產(chǎn)、科學(xué)實驗和技術(shù)管理方面的人員，也同樣需要具備。因此，化工工藝專業(yè)的學(xué)員一定要掌握化工設(shè)計方面的基礎(chǔ)知識。從教學(xué)出發(fā)對學(xué)生進(jìn)行化工設(shè)計方面的基本訓(xùn)練，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際，提高分析和解決問題的能力，有助于提高學(xué)生

2、的運算技巧和設(shè)計繪圖的能力，當(dāng)然設(shè)計能力的培養(yǎng)和深化，有賴于更多的實踐，只有通過實踐，積累經(jīng)驗，才能培養(yǎng)思維、想象和創(chuàng)造的能力，才能促進(jìn)設(shè)計能力的不斷提高?？傊?，經(jīng)過初步訓(xùn)練，具有一定的化工工藝設(shè)計能力后，在生產(chǎn)、基建、科研和管理等方面，一定會發(fā)揮出重要的作用。二、 設(shè)計依據(jù)1、畢業(yè)設(shè)計是以設(shè)計者深入現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)，掌握所設(shè)計項目的生產(chǎn)程序。2、以畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書和化工工藝專業(yè)課本及參考書為依據(jù)。三、設(shè)計規(guī)模及操作制度1、設(shè)計規(guī)模：年產(chǎn)15萬噸合成氨裝置。2、操作制度：根據(jù)化工生產(chǎn)的特點，采用四班三倒輪換操作。3、生產(chǎn)制度：根據(jù)設(shè)備的大、中、小修及偶然事故的發(fā)生，年生產(chǎn)日一般為330天左右。 大

3、修：20天 3年|次 （一般） 中修：7天 1年|次 小修：15天 （經(jīng)常）4、發(fā)展規(guī)劃：向年產(chǎn)30萬噸合成氨發(fā)展。四、主要原料來源、數(shù)量及組成主要原料氣為新鮮氣：1、 生產(chǎn)原料：合成氨用的氫氮混合氣規(guī)格：壓力為320大氣壓（表壓）成份：按氣體體積百分?jǐn)?shù)h2=74.63% n2=24.87% （ch4+ar）=0.5%2、消耗定額氫氮混合氣：2800m3噸氨 河 水： 62噸噸氨鍋爐用化學(xué)凈水：7.5噸噸氨 電：130千瓦小時 噸氨五、輔助原料來源、組成及數(shù)量來源：來自水、氣及其它副產(chǎn)品。合成氨觸媒：在300大氣壓、溫度475510下合成氨則用氧化鋁與氧化鉀為促進(jìn)劑的融鐵觸煤。河水：供合成系統(tǒng)

4、的水冷卻氣作用。水溫24（夏季）所含之懸浮物，不超過50毫克升，在洪水期水中懸浮物達(dá)100毫克升。供鍋爐房用的化學(xué)凈水：于合成系統(tǒng)水冷卻器上部的列管中，作冷卻氣體用。氨氣：用耐15氣壓的鋼瓶充裝，使用時減壓力5個氣壓，供系統(tǒng)置換水冷卻器的吹出和局部滅火用，氮氣中的氧含量不得超過2%。潤滑油：供循環(huán)壓縮機(jī)機(jī)械部位及氣缸部位潤滑用的。機(jī)械油：牌號“”，閃點110，粘度50時，5.56.5恩氏度。汽缸油：牌號“t ”的汽缸油閃點為240，粘度在100時22.5恩氏度，也可用“c”牌的航空油。六、產(chǎn)品規(guī)格：氨包括氣氨產(chǎn)品占總產(chǎn)量的75%荷葉按產(chǎn)品占總產(chǎn)量的20%，以及將氣缸氣和吹出氣送至硫銨車間所回收

5、的氨產(chǎn)品占總產(chǎn)量的5%。 液氨的品種分兩種：第一類：水分含量不超過0.2%。第二類：水分含量不超過1%，并含有微量的油份。七、裝置組成1、合成塔作用：在高溫、高壓和催化劑存在的條件下由氫氮氣合成氨。組成：外筒是一個多層焊接的高壓容器，筒體內(nèi)徑為300，高為13600，筒體的兩端焊有兩個法蘭，上部有一密閉式頂蓋，下面是一高壓蓋子，蓋子與法蘭有螺栓連接，在上法蘭之側(cè)有一氣體入口，下蓋有一氣體出口及冷氣入口。在上蓋設(shè)有安裝電爐用的小蓋及兩個溫度計插入管的孔，該筒體最高操作溫度為300，最高操作壓力320個大氣壓，安裝前經(jīng)過400大氣壓的壓力水壓強(qiáng)試驗。觸媒筒的內(nèi)徑為690，由鋼板焊接而成。上有觸煤筒

6、蓋，下有多孔板，在多孔板上放有鐵絲網(wǎng)，觸煤筒內(nèi)裝油28根雙層管，其外管直徑為442.5毫升，內(nèi)管直徑為292.5，為造成觸煤層上部的絕熱層，約在觸煤層上部1000處，設(shè)有雙層管進(jìn)行冷卻，在雙層管下端有一分氣盒，管內(nèi)還裝有兩根溫度計套管，在觸煤筒多孔板之上，填充的觸煤體積約2.1 m3，觸煤筒中有一中心管，管內(nèi)裝有電熱器。熱交換器與觸媒筒下部相連，其筒體直徑約為680，筒體內(nèi)裝有約900多根直徑為142，長約3700的管子，在管間裝有隔板，隔板為圓環(huán)式，共計27塊，整個熱交換器面積約為130。2、冷凝塔：該塔上部是冷卻循環(huán)壓縮機(jī)出來的氣體，下部是進(jìn)行二次氨的分離，以降低合成塔入口的氨含量。冷凝塔

7、的外筒是多層焊接的高壓容器，在塔底的循環(huán)氣入口上焊有一個中心管，在塔內(nèi)上部焊有一個套筒，套筒與高壓筒體的間隙用作液面計導(dǎo)壓之用，并且套筒還兼作冷交換器的外殼，在塔內(nèi)的上部裝有列管式冷交換器，它 有下面一截外殼，上面有一圈法蘭線，與高壓筒體內(nèi)的套筒緊密接觸，起密封作用。在下部有分氣套筒，由四層圓筒組成，焊接在一塊圓板之下，圓板再用螺栓固定在冷交換器之下。3、快速水冷卻器：該設(shè)備是用來冷卻從合成塔出來的反應(yīng)后的高溫氣體120180，經(jīng)冷卻后能使氣體中氨冷凝為液氨，另外，加熱鍋爐房用的化學(xué)凈水，回收一部分熱量。4、氨蒸發(fā)器：該設(shè)備的作用是借助于液氨蒸發(fā)為氨，將蛇管中的循環(huán)氣進(jìn)一步冷卻，使氣體中殘留的

8、氨冷凝下來，然后到冷凝塔中進(jìn)行分離。該設(shè)備的外筒是一直徑約為2100，高約為3900的直立式焊接而成的圓筒，該設(shè)備上有泡沫分離器。 5、濾油器：該設(shè)備用除去循環(huán)氣和新鮮氣中的油份、碳酸銨及其他雜質(zhì)，以免帶入合成塔，使觸煤中毒。 該設(shè)備的外筒是多層焊接的高壓容器，其內(nèi)徑為700，高約1014，筒體上部的側(cè)面設(shè)有一高壓蓋子，蓋子與筒體是用螺栓連接的以鋁墊密封。該器裝有一內(nèi)筒，內(nèi)筒的外形尺寸約5803900，內(nèi)裝25250.8的銅環(huán)0.85 m3，在內(nèi)筒的外面饒有252的鋼管呈螺旋形。在內(nèi)筒下有幾個氣體的入口圓洞，內(nèi)筒在操作過程中，承受的最高壓力差必須小于3.0氣壓。 6、氨分離器：該設(shè)備外筒是一內(nèi)

9、徑600、高4500的立式多層的焊接筒體，上有一高壓蓋子，與筒體用螺栓連接，以鋁墊進(jìn)行密封。內(nèi)筒由四層圓筒組成，圓筒上開有長方形的孔，但各層孔的位置相錯，使氣體流動時改變方向，圓筒固定在上面的圓板上，圓板安裝在高壓筒體上，圓板的中心有一氣體出口。 7、氨水回收器：該設(shè)備用于貯存自氨蒸發(fā)器排出來的累積氨水，和觸媒還原時放出的氨水，并在氨水回收器內(nèi)蒸發(fā)出來，送往氣氨主管，把這部分氨回收。 氨水回收器為立式焊接圓筒，它的直徑約為1200，高約3500，容許的最高操作壓力為16氣壓，內(nèi)設(shè)有蒸汽蛇管器的側(cè)面有一玻璃管液面計。 8、填函氣油膨脹器：該設(shè)備用以回收循環(huán)壓縮機(jī)的填函漏處的氣體中所帶的油份，氣體

10、自器的側(cè)面進(jìn)，體積突然膨脹，因而流速大大降低，大部分油份因含有水分及溶解的氣體，從油中蒸出，油份則從器的底部排出。該設(shè)備是立式焊接設(shè)備，直徑約為1200，高約為2200，器內(nèi)填充有鋼環(huán)，下面有一底座支架。 9、放空槽：該設(shè)備為臥式圓筒，用鋼板焊接而成，其直徑約為500，長約1827。從冷凝塔、氨分離器、油過濾器出口排出來的氣體，都經(jīng)過放空槽集中后，排入大氣。 10、循環(huán)氣壓縮機(jī)：用來把未反應(yīng)的氫氮混合氣自285大氣壓壓縮到320大氣壓，重新返回合成塔，使氣體循環(huán)使用。該設(shè)備是雙動單級的，是由同軸同步電動機(jī)帶動的，主軸考曲柄的一端支承在機(jī)座的主軸承上，主軸是由碳素鋼鍛造加工而成。該設(shè)備的潤滑分兩

11、個系統(tǒng)，一個是機(jī)械油循環(huán)潤滑泵系統(tǒng)， 另一個是汽缸油加壓潤滑系統(tǒng)。 循環(huán)壓縮機(jī)技術(shù)特性如下： 生產(chǎn)能力： 270 米3/小時 轉(zhuǎn) 速： 125 轉(zhuǎn)/分鐘 同步電動機(jī)容量： 450 千 瓦八、生產(chǎn)技術(shù)依據(jù)，生產(chǎn)步驟及生產(chǎn)方法的選擇 1、生產(chǎn)技術(shù)依據(jù) 合成氨器、 氨的合成；無機(jī)化工工藝學(xué)；化工工藝設(shè)計概論；無機(jī)化工專業(yè)業(yè)設(shè)計任務(wù)書。 2、生產(chǎn)步驟： 工業(yè)上采用的氨合成工藝流程雖然很多，而且流程中設(shè)備結(jié)構(gòu)操作條件也各有差別，但是實現(xiàn)氨合成過程的基本步驟是相同的。（1）氣體的壓縮：為使氣體達(dá)到氨合成所要求的壓力，須將經(jīng)過精細(xì)凈化除去所有有害成分的氫氮混合氣經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。當(dāng)使用往復(fù)式壓縮機(jī)時，部分潤

12、滑油在氣缸內(nèi)的高溫條件下產(chǎn)生氣化，并被氣體帶出。因此，在往復(fù)式壓縮機(jī)眉端出口都設(shè)有水冷卻器和油分離器將氣體中的油份除凈十分重要，這不僅因為油冷凝后會附著在熱交換器壁上，降低傳熱效率，更重要的是當(dāng)油隨氣體帶入合成塔，會使催化劑中毒，當(dāng)油進(jìn)入合成塔電加熱器內(nèi)時，會使其絕緣不良而引起短路，為避免氣體帶油，目前已推廣往復(fù)式壓縮機(jī)無油潤滑，并取得較好效果，使用離心式壓縮機(jī)從根本上解決了氣體帶油問題，使生產(chǎn)流程得以簡化。 （2）氣體的預(yù)熱和合成：如前所述，氨合成鐵催化劑有一定的活性溫度，氫氮混合氣體需加熱到催化劑的起始溫度，才能進(jìn)行氨合成反應(yīng)，正常操作的情況下，是反應(yīng)前的氫氮混合氣被反應(yīng)后的高溫氣體預(yù)熱到

13、反應(yīng)溫度后進(jìn)入催化機(jī)床層。這種換熱過程有一部分在催化劑床層中層過換熱裝置進(jìn)行。合成過程中的反應(yīng)熱有很大回收價值，可以直接通過廢熱鍋爐副產(chǎn)品蒸汽，也可加熱高壓鍋爐給水。因此，在新的氨合成流程中，都沒有反應(yīng)熱回收裝置。（3）氨的分離：進(jìn)入氨合成塔催化劑床的氫氮混合氣，只有一小部分反應(yīng)生成氨，大部分未反應(yīng)的氫和氮，同氮混合在一起，流出催化劑床層，混合氣體中氨需經(jīng)過分離才能得到，方法有兩種。、水吸收法：用水吸收混合氣體中的氨時，由于高壓下氨在水中溶解度較大，因而氨的分離比較完全，但分離氨后氫氮混合氣體中含有少量水蒸氣，在再次利用這部分氣體進(jìn)行合成時，需將水分除去， 否則將影響催化劑的活性，用水吸收氨后

14、的產(chǎn)品為濃氨水，如得到液氨產(chǎn)品，需將濃氨水蒸餾。、冷凝法：首先需將出合成塔的高溫混合氣體冷卻、降溫，在經(jīng)氣液分離設(shè)備冷凝后獲得的液氨即可從氫氮混合氣中分離出來。（4）未反應(yīng)氫氮氣的處理：為了回收這部份氫氮，工業(yè)上有兩種處理方法：、串聯(lián)法：將幾個氨合成和氨分離串聯(lián)起來， 出第一合成塔的氣體經(jīng)氨分離后進(jìn)入第二合成塔，再分離。、循環(huán)法：為反應(yīng)的氫氮混合氣，經(jīng)分離氨后用循環(huán)壓縮機(jī)補(bǔ)足壓力，與新鮮的原料氣混合，重新進(jìn)入合成塔進(jìn)行反應(yīng)，目前，絕大數(shù)的氨合成工藝流程都采用循環(huán)法。（5）惰性氣體的排放如前所述，因制取合成氨原料氣所用的原料和凈化方法的不同，在新鮮原料氣中通常含有一定數(shù)量的甲烷和氬，氬氣來自空氣

15、，新鮮氣中氬氣與氮氣的比例大體和空氣中相同，即新鮮氣中氬的含量通常在0.3%左右。采用循環(huán)法時，新鮮原料氣中的氫和氮會連續(xù)不斷地合成氨，而惰性氣體除一部分溶解于液氨中被帶出外，大部分在循環(huán)氣中積累下來，在工業(yè)生產(chǎn)上，為了保持循環(huán)氣體中惰性氣含量不致過高，常采取將一部分含惰性氣體較高的循環(huán)氣體連續(xù)獲間斷地排除氨合成系統(tǒng)的方法。（即放空的方法）在氨合成循環(huán)系統(tǒng)中，流程中各部位的惰性氣體含量是不同的，惰性氣體排除的位置應(yīng)該選擇在惰性氣體含量最小的地方。因為這時放空的損失最小，顯然，放空的位置應(yīng)該在氨已大部分分離掉以后，而又在新鮮氣加入之前。放空氣中的氨可用吸收法或冷凝法加以回收，其余的氣體一般可用作

16、燃料。分離放空氣可采用冷凝、冷卻和減壓、膨脹降溫等方法。利用深度冷凍過程可以分別得到氫、氮、氬、甲烷，也可以將放空氣中甲烷用冷凝方法得到氫氮氣，然后將甲烷轉(zhuǎn)化成氫，這樣氣體回收就比較完全，新鮮氣的消耗可大大降低。3、生產(chǎn)方法（1）高壓法 壓力7001000氣壓 溫度550650（2）中壓法 壓力 300氣壓 溫度500550（3）抵押法 壓力70150氣壓 溫度400450高壓法工藝優(yōu)缺點：此法是采用較高的操作壓力和溫度，合成率比較高，其優(yōu)點為：、與同樣產(chǎn)量的中、低壓法比較，所用的高壓設(shè)備的體積小，用料少，節(jié)省工廠用地面積。、在高壓下合成率高，在高壓和較高濃度下，容易在混合氣體分離，用水冷卻后

17、液氨便可以分離出來。、電的定額消耗較低，顯然因提高壓力消耗的電能提高，但氨的合成率增大的更快，所以單位產(chǎn)品的消耗定額降低了。、由于合成率高，因此每立方米觸媒的生產(chǎn)力也相應(yīng)增大。缺點：、由于氨的合成率高，所生成的反應(yīng)熱多，可使觸媒溫度上升到1000，在這樣的溫度下，觸媒因過熱而損壞，因此觸媒的壽命很短，約使用600小時就須換一次。、由于采用高壓和高溫，合成塔及附屬設(shè)備需要特殊的合金鋼制造，不易制作，因此價格很貴，而且檢修次數(shù)多。使用日期短，操作管理也比較困難。低壓法工藝的優(yōu)缺點：、所需壓力溫度低，亞鐵氰化鉀觸媒的活性較大。、由于壓力低，設(shè)備物質(zhì)要求不高，并且易于制造。、觸媒對毒害物的靈敏性很大，

18、易受傷害，而且操作中溫度不易控制，所以觸媒的使用壽命短。、再生產(chǎn)過程中，經(jīng)常有觸媒分解物產(chǎn)生，很容易堵塞管道和設(shè)備，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。、精制觸媒反應(yīng)熱量不能自行維持，反應(yīng)前必須加熱，其熱源由合成塔出口高溫氣體和精致塔出口高溫氣體供給。因此，設(shè)備與管線的材質(zhì)要求很高，由于高溫高壓下氨氣對鋼材有脫碳作用，因此采用的高溫管線易爆炸。、由于操作壓力低，氨的生成率少，氣氨不易液化，需要附設(shè)比較龐大的冷凍設(shè)備。中壓法工藝的優(yōu)缺點：、所用合成氨觸媒對觸媒的毒害物靈敏性小，如果在混合氣中觸媒的毒害物質(zhì)含量不高，可采用非產(chǎn)品精致塔進(jìn)行氣體精制，進(jìn)行雙循環(huán)生產(chǎn)，如果混合氣中毒害物含量很少，則可不采用精致塔。、混合

19、氣不直接進(jìn)入合成塔，而先與循環(huán)氣在冷卻系統(tǒng)前匯合，經(jīng)冷卻后，油及水分隨分離下來的液氨一同排出氨分離器，使油及水份的分離更為徹底，可防止水及油份對觸媒的毒害作用。、合成系統(tǒng)的熱交換器全部放在合成塔內(nèi)，可以減少脫碳作用而引起的設(shè)備及管線的爆炸。、中壓法所用操作壓力較低壓法高，因此，循環(huán)氣中的氨容易分離，所用的冷凝設(shè)備也比較小，可不專門設(shè)置氨的冷凍系統(tǒng)，即使設(shè)置冷凍系統(tǒng)，其冷凍系統(tǒng)的生產(chǎn)能力也可以較低壓法小，因此耗電量也隨之降低。、合成塔的操作溫度較高壓法低，觸媒的靈敏性小，反應(yīng)時又無觸媒分解物生成。因此觸媒的使用壽命長，停車修理的間歇時間長，總產(chǎn)量高。、如果精制系統(tǒng)只用作消除雜質(zhì)和觸媒的毒害物，則

20、觸媒溫度低（350400），氫氮合成為氨的量極少，因此放出的熱量甚微，難以經(jīng)特精致反應(yīng)所需的溫度，必須動用電熱器，這樣，除了要消耗電能外，有時還因輸電系統(tǒng)與線路發(fā)生故障，而影響生產(chǎn)。、采用雙循環(huán)時，必須裝設(shè)噴射器，如果操作不當(dāng)，也會影響操作的正常進(jìn)行。九、對所選擇方法的工藝原理、反應(yīng)機(jī)理和催化劑的評述1、產(chǎn)品的性質(zhì)、用途（1）物理性質(zhì) 一般物理性質(zhì)（在溫度0及壓力760毫米汞銀柱時）：氣體比重0.57%（空氣為1） 液體比重0.618（水為1）沸點 -33.4 熔點 -77.3臨界壓力 112.3氣壓 臨界溫度 132.5密度 0.77 溶解度1300升氨/升水，0約50%的溶液 有特殊刺激性

21、臭味的無色氣體，對人的粘膜，特別是眼睛刺激更厲害，人只能在含0.03%氨的空氣中停留1小時左右。 加壓時易被液化為物色液體，（不純時為淡黃色或淡藍(lán)色）。氨液體呈中性，是碘、磷、硫及其它許多有機(jī)、無機(jī)化合物的良好溶劑。 溶于水時，放出熱量、水溶液成為氨水，其濃度隨比重的增大而降低。 蒸汽壓力與蒸發(fā)潛熱。（2）化學(xué)性質(zhì) 氨在空氣中不能燃燒，在氧氣中燃燒，它與氧化合，并有黃綠色火焰，主要反應(yīng)為：4nh3+3o22n2+6h2o 有觸媒存在時，氧化過程按下面反應(yīng)式進(jìn)行： 4nh3+5o24no +6h2o 在高溫下氣態(tài)氨分解成氫和氮2nh33h2+n2 和各種酸化和成鹽：與硝酸作用 nh3+ hno3

22、= nh4no3與硫酸作用 2nh3 +h2so4= (nh4)2so4與鹽酸作用 nh3+hcl= nh4cl與碳酸作用 2nh3+co2+h2o= 2nh4hco3(nh4)2co3+co2+h2o= 2nh4hco3 有水存在時氨對銅和銅的化合物有侵蝕性。 在空氣中含有1327%氨時，即產(chǎn)生爆炸。 檢定方法：、氨氣與氯化氫氣體時生成白煙。、水溶液呈堿性反應(yīng)。、燃燒硫磺時遇氨氣生成白煙。、微量的氨或其化合物，用納氏試藥可生成褐色沉淀，加量多則色深，加量少則色淺。（3）產(chǎn)品用途：氨的用途很廣，它是工業(yè)上的重要原料，可繼續(xù)處理變成其它產(chǎn)品。 液氨本身既是良好的肥料，氨與硫酸、硝酸、鹽酸作用生成

23、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨，與二氧化碳作用生成碳酸氫銨，在一定溫度、壓力下生成尿素。它們都是良好的肥料。硝酸銨有強(qiáng)烈的爆炸性，可用作礦山爆炸藥或用于國防工業(yè)。 用氧化法合成的濃硝酸可用于各種有機(jī)化學(xué)工業(yè)、國防。 有的用于有機(jī)合成，以制造各種氨基化合物，是為各種近代醫(yī)藥及燃料等中間體。 用于制冷工業(yè)，為良好的冷媒質(zhì)。用于其它方面。2、反應(yīng)原理反應(yīng)原理從熱力學(xué)和動力學(xué)兩方面考慮。（1） 氨合成的熱力學(xué)基礎(chǔ)氨合成反應(yīng)可以用下式表示：1/2n23/2h2=nh3q 氨合成反應(yīng)是一個可逆的放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱的數(shù)值隨反應(yīng)的溫度、壓力而改變，在不同的壓力、溫度下的反應(yīng)熱可用下式計算：常壓時：hr=-95004.9

24、6t-5.75104t21.710-6t3常壓時：hr=-0.54562846.609/t459.734106p5.346850.252510-31.6916710-6t39157.09上式中的hr系指純氫彈混合氣完全轉(zhuǎn)化為氨時的熱效應(yīng)，工業(yè)生產(chǎn)中合成氨的氫氮原料氣中含有甲烷、氬等氣體。同時，合成反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)后的氣體中含氨一般在20%一下，其余為反應(yīng)的氫、氮氣和不能參加反應(yīng)的惰性氣體，這些氣體混合在一起是需要吸收熱量，所以表現(xiàn)出來的反應(yīng)熱要比按上式算出的數(shù)值小，真正的反應(yīng)熱與混合熱之合稱為表現(xiàn)反應(yīng)熱，即ht=hr+hm，混合熱的數(shù)值顯然與反應(yīng)后氣體中的氨含量有關(guān)，氣體中的氨含量越高，

25、混合熱越大。（2） 氨合成反應(yīng)動力學(xué)： 氨合成反應(yīng)和其它可逆放熱反應(yīng)一樣，溫度對化學(xué)平衡與反應(yīng)速度有不同影響，即降低溫度有利于提高平衡氨濃度，從而提高平衡氨濃度與氣相中即時濃度的差值，使合成反應(yīng)推動力增加，但反應(yīng)速度常熟降低，提高溫度時的情況則正好相反。為了加速反應(yīng)而又不過分提高溫度，就必須使用催化劑，常用鐵催化劑，其中加有其它催化劑：如三氧化二鋁、氧化鉀等，催化劑的化學(xué)和物理性質(zhì)對氨合成過程有重大影響。氨合成過程由下列步驟組成：、反應(yīng)氣體混合物中的氫和氮從氣相主流擴(kuò)散到鐵催化劑的外表面。、氫和氮的絕大部分，自外表面向催化劑的毛細(xì)孔內(nèi)部擴(kuò)散，進(jìn)入內(nèi)表面。、氫和氮（分別或同時）被催化劑表面（內(nèi)表

26、面）活性吸附。、吸附狀態(tài)的氣體在催化劑表面上起化學(xué)反應(yīng)，生成一系列中間化合物，最后形成在催化劑表面吸附狀態(tài)的氨。、氨從催化劑表面上吸解。、解析后氨從催化劑毛細(xì)孔組織內(nèi)部向外表面擴(kuò)散。、氨由催化劑外表面擴(kuò)散至氣相主流。以上七個步驟，、為外擴(kuò)散至氣相主流，、為內(nèi)擴(kuò)散過程，、三步驟總稱化學(xué)動力學(xué)過程。下面分別進(jìn)行討論： 氨合成的化學(xué)動力學(xué)機(jī)理當(dāng)氨合成時的氣流速度相當(dāng)大，催化劑顆粒足夠小時，外部和內(nèi)部擴(kuò)的影響都不顯著。這時可以認(rèn)為氨合成過程處于化學(xué)動力學(xué)控制區(qū)，目前一般認(rèn)為在鐵催化劑表面上氨合成反應(yīng)機(jī)理可能如下：氮（氣相）催化劑氮（吸附）催化劑氣相中氫2nh（吸附）催化劑氣相中氫2nh2（吸附）催化劑

27、氣相中氫2nh3催化劑2nh3（氣相）（qixiang ）（qi）、氨合成的動力學(xué)方程根據(jù)氮在鐵催化劑表面上的活性吸附是氨合成過程的控制步驟，由捷姆金和佩熱夫?qū)С龅奈⒎謩恿W(xué)方程如下：w=dnnh3/ds=kipn2（p3h2/ p2nh3）2-k2（p2nh3/ p3h2）此式使用時有一定范圍，如當(dāng)混合氣體中的氨的分壓為0，或極小時，就不能運用，因在極限時反應(yīng)速度將為無限大。實際上，在遠(yuǎn)離平衡時，出于氨濃度極低，氮的活性吸附速度比起吸附以后的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡姆磻?yīng)速度來說，已經(jīng)不是唯一的速度控制步驟，而變?yōu)榛瘜W(xué)吸附和加氫反應(yīng)兩步聯(lián)合控制。3、催化劑觸媒就是采用一種能加快反應(yīng)速度而本身又不起化學(xué)變化

28、的物質(zhì)，對于氨的合成來說，可以做觸媒的物質(zhì)很多，如鐵、鉑、錳等，工業(yè)上采用的觸媒必須能滿足活性高，不易中毒，價錢低，易創(chuàng)造的特點，還需耐熱性能好，使用壽命長，機(jī)械強(qiáng)度大的特點。因此，國內(nèi)外目前都采用鐵觸媒加入各種促進(jìn)劑的鐵催化劑，即：al2o3、k2o、cao、mgo促進(jìn)劑。 本工段所采用的觸媒：a1102,a109型鐵觸媒。 a ：促進(jìn)劑的作用：k2o是電子型促進(jìn)劑，它可以提高催化劑的固有活性，由于它的強(qiáng)堿性，使表面逸出功降低，有利于氮的活性吸附，可提高催化劑活性，氧化鋁也屬電子型促進(jìn)劑。同時cao能降低固溶體的熔點和粘度，有利于氧化鋁和四氧化三鐵固溶體的形成，還可以提高催化劑的熱穩(wěn)定性和抗

29、毒害能力。cao是成礦劑，即觸媒制造過程中，熔融態(tài)的鐵氧化物粘度較大，加入cao后可生成cafeo2，降低熔融物的熔點和粘度，有利于k2o 、al2o3在氧化鐵中均勻分布，增加熱穩(wěn)定性。b、觸媒的性能：氨合成的觸媒是一種黑色有金屬光澤，帶磁性，外觀不規(guī)則和圓柱形的固體顆粒，氨觸媒在合成塔內(nèi)用氫氮混合氣還原，成為活性很高的鐵觸媒，這對氫氮混合氣合成為氨的反應(yīng)起催化作用，還原過的氨觸媒如若暴露在空氣中則迅速燃燒失去活性。c、觸媒的選擇： 觸媒層的阻力，應(yīng)在允許阻力降的范圍。 觸媒層上部氣體質(zhì)量不好時，易中毒。 生產(chǎn)后期熱點下降。 觸媒層的溫度分布，應(yīng)符合觸媒最佳的活性溫度范圍。 大顆粒觸媒存在內(nèi)擴(kuò)

30、散的影響，其活性較小顆粒觸媒差。 觸媒顆粒大小的選擇，應(yīng)依據(jù)情況而定，一般在阻力降低的允許范圍內(nèi)盡可能采用較小顆粒的觸媒為主。d、觸媒的還原（1）鐵觸媒還原反應(yīng)原理主要反應(yīng): 3feo3h2=2fe3o4h2oq 4fe3o44h2=3fe4h2oq觸媒還原必須使觸媒具有高活性，使全部觸媒得到還原切還原徹底，盡可能縮短還原時間。（2）還原操作程序a、升溫階段：觸媒在達(dá)到還原溫度以前的純升過程一般為350以下。b、還原初期：觸媒開始還原反應(yīng)出水以后，經(jīng)過摸索，使之進(jìn)入正常的大量還原反應(yīng)出水階段，一般為350480。c、還原主期：長時期大量還原出水階段，一般為480515。d、還原末期：提升觸媒底

31、部溫度使還原徹底，一般控制熱點525。e、加負(fù)荷階段，還原已基本結(jié)束，緩慢使觸媒轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。（3）、觸媒還原工藝條件高空速、高氫最后高溫，低水汽濃度。（3） 觸媒的快速還原a、以水汽濃度作為主要控制指標(biāo)（191nm3）。b、控制低的同平面溫差或同圓柱面溫差。c、還原初期實現(xiàn)四低四高。d、力爭縮短還原主期時間。e、還原后期力爭近似地實現(xiàn)等溫還原。f、采用二次副線。4、工藝條件選擇：氨合成的工藝條件一般包括壓力、溫度、空速和合成塔進(jìn)口氣體成份等。（1）壓力在氨合成過程中，合成壓力是決定其它工藝條件的前提，是決定生產(chǎn)強(qiáng)度和技術(shù)指標(biāo)的主要因素。提高操作壓力有利于提高平衡氨含量和氨合成速度，增加裝置的

32、生產(chǎn)能力，有利于簡化氨分離流程。但是，壓力高時對設(shè)備材質(zhì)及加工制造的技術(shù)要求均高，同時，高壓下反應(yīng)溫度一般較高，催化劑使用壽命縮短。總之，可認(rèn)為30mpa左右是使用往復(fù)式壓縮機(jī)時合成氨比較適宜的操作壓力。（2）溫度在最適宜的溫度下，氨合成反應(yīng)速度最快，氨合成率最高。工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制兩點溫度，即床層入口溫度和熱點溫度，提高床層入口溫度和熱點溫度，可使反應(yīng)過程較好的接近最適宜溫度曲線。鑒于氨合成反應(yīng)的最適宜溫度隨氨含量提高而降低，要求隨反應(yīng)的運行不斷移出反應(yīng)熱。（3）空間速度空間速度表示單位時間內(nèi)，單位體積cat處理的氣量，選用空間速度，既涉及到氨凈值和塔的生產(chǎn)強(qiáng)度，也涉及到循環(huán)氣量，系統(tǒng)壓

33、力降及反應(yīng)熱的作用。當(dāng)其它操作條件一定時，提高空速氨凈值下降，但合成塔的生產(chǎn)強(qiáng)度增加，空速提高，使氣體與cat接觸時間短，混合氣體中氨含量降低，與cat床層中對應(yīng)于一定位置的平衡，氨含量的差值增大，即推動力增大，反應(yīng)速度加快，因此，氨凈值下降的幅度小，生產(chǎn)強(qiáng)度增大的幅度大。（4）入塔氣體組成 氫氮比由化學(xué)平衡可知，當(dāng)氫氮比等于3時，氨的平衡含量最大，但從動力學(xué)角度分析，最佳氫氮比隨氨含量的變化而變化，反應(yīng)初期最佳氫氮比為1，當(dāng)反應(yīng)趨于平衡時，最佳氫氮比接近于3。 惰性氣體含量惰性氣體的存在對化學(xué)平衡和反應(yīng)速度都不利，惰性氣體來源于新鮮氣，當(dāng)操作壓力較低，催化劑活性較好時，循環(huán)氣中惰性氣體含量宜

34、保持在16%20%，以降低原料氣消耗量。反之，以控制在12%16%之間。 入塔氨含量當(dāng)其它條件一定時，入塔氨含量越高，氨凈值越小，生產(chǎn)能力越低，反之，降低入塔氨含量，催化劑床層反應(yīng)推動力增大，反應(yīng)速度加快，氨凈值增加，生產(chǎn)能力提高。5、三廢治理（1）施放氣處理高壓下溶解于液氨中的氫氮氣和甲烷、氬等惰性氣體，減壓后的液氨倉庫的貯槽內(nèi)釋放出來，成為釋放氣。釋放氣大約有h2=32%，n2=12%,ch4+ar=11%,nh3=45%,這部分氣體在槽內(nèi)越積越多，會影響容器壓力升高，所以需要不斷釋放出來，如將其廢掉甚為可惜，可將它通過氨吸收裝置回收氨后，再送往高壓壓縮機(jī)，一般入口以回收氫氣。若氣體中，惰

35、性氣體兼高，則可送出作為燃料，以降低成本。（2）廢油雜質(zhì)苯處理系統(tǒng)排出的廢油雜質(zhì)等匯集處理，防止排放后污染水源，更換催化劑時，有大量粉類，采用密封條件下更換，防止粉類污染大氣，嚴(yán)防泄漏，出系統(tǒng)的循環(huán)水送水汽車間處理后循環(huán)使用。十、所選擇生產(chǎn)流程描述（見下頁11圖）新鮮氣流程：由銅洗工段送來的氫氮混合氣（或銅洗氣）在310表壓30左右，由二條主管送入合成新鮮氣環(huán)形總管內(nèi)，再分配到各合成系統(tǒng)，與冷凝塔一次出循環(huán)氣相混合進(jìn)入蒸發(fā)器。水循環(huán)氣一次出口30新鮮氣320表壓30左右二次入口5202540去液氨庫液氨280atm320atm冷凝塔蒸發(fā)器合成塔水冷器油過濾器循環(huán)機(jī)分離器液氨收集箱 冷凝水（11

36、圖）循環(huán)氣流程：自循環(huán)機(jī)送來的氣體經(jīng)濾油器除去油污后進(jìn)入循環(huán)氣壓出口總管，經(jīng)過各合成系統(tǒng)進(jìn)口二而控制活門進(jìn)入冷凝塔內(nèi)熱交換器外與管內(nèi)蒸發(fā)器來的冷氣體進(jìn)行換熱，自身溫度由4045被降到2030，與銅洗工段來的氫氮混合氣相混合，進(jìn)入氨蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)一步被管外液氨蒸發(fā)所冷卻，溫度降至520，上升到3540而進(jìn)入合成塔。大部分氣體經(jīng)主線控制進(jìn)入塔頂部，然后沿塔內(nèi)外筒環(huán)隙向下流動，借此冷卻了塔的外壁，氣體再進(jìn)入合成塔下部的熱交換器的管外空間，進(jìn)一步與管內(nèi)的觸媒層反應(yīng)后的熱氣體進(jìn)行換熱。從副線活門控制而來的循環(huán)氣是用來調(diào)節(jié)觸媒層溫度的。這部分氣體從塔底部直接進(jìn)入合成塔氣盒下部，在這里氣體被分配到38根冷管的內(nèi)

37、層管內(nèi)，由于三套管內(nèi)件其冷管內(nèi)層襯一根極薄的內(nèi)襯管，內(nèi)襯管與內(nèi)冷管用滿焊焊死，使兩管間形成一層很薄的流動的“死氣層”，由于“死氣層”起著隔熱作用，使冷氣自下而上流經(jīng)內(nèi)襯管時升溫很小，一般為35，氣體升到內(nèi)冷管頂端后而向下，通過外管于觸媒層內(nèi)的氣體進(jìn)行并流換熱冷卻了觸媒層，而氣相自身被加熱到觸媒的活性溫度380400，然后氣體經(jīng)分氣盒的上室進(jìn)入中心管，再進(jìn)入觸媒層，在300表壓及450520溫度下，借助鐵觸媒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，而生成氨，氣體首先通過絕熱層，反應(yīng)熱不移出，用以速度提高上層觸媒的溫度，使反應(yīng)加快，然后進(jìn)入冷管區(qū)，以防止觸媒過熱，由冷管內(nèi)氣體不斷連續(xù)地移出反應(yīng)熱，反應(yīng)后的氣體溫度約為480

38、500出觸媒筐，進(jìn)入熱交換器內(nèi)與管外氣體進(jìn)行熱交換，將熱量傳給剛進(jìn)塔的氣體，而自身的溫度被降到220以下，由塔底引出氨含量為914%而進(jìn)入水加熱器列管內(nèi)，在管外4.06.0表壓，溫度為70左右的冷凝液進(jìn)行換熱，隨而出水加熱器進(jìn)入套管水冷卻器，氣體被管外3.0表壓，溫度為2025的二次冷卻水冷卻到2540，其中部分氣態(tài)氨被冷凝進(jìn)入分離器，將其中的液氨分離掉，經(jīng)分離后的氣體經(jīng)系統(tǒng)出口調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入循環(huán)機(jī)吸入總管，經(jīng)循環(huán)機(jī)補(bǔ)充的壓力損失返回壓出總管，再進(jìn)入氨合成塔系統(tǒng)如此循環(huán)。由冷凝塔及分離器出來的液氨，經(jīng)減壓后進(jìn)入收集槽，收集槽壓力保持在1216表壓，液位保持在2/3，液體經(jīng)自動調(diào)節(jié)及渦輪流量計計

39、量后，入兩根主管，送往671液氨倉庫，溶于液氨中的氣體在收集槽內(nèi)由于減壓而放出，送往液氨倉庫轉(zhuǎn)送8012號，在氨分離器后設(shè)有吹出管線，以吹出氨合成過程中在循環(huán)氣中積累的惰性氣體（ch4+ar），氨合成系統(tǒng)根據(jù)情況，可以采用單循環(huán)氣及雙循環(huán)操作，所謂雙循環(huán)即：若干塔作為循環(huán)，其吹出氣為循環(huán)塔的補(bǔ)充氣，循環(huán)塔的吹出氣由總管引到氨回收裝置，再次冷凝（冷卻-20）分離回收，其中氨量，經(jīng)氨回收后的氣體送入吹出氣總管，供各用戶使用。氨循環(huán)機(jī)的填函氣分別送入填函氣收集槽分離油水后排入大氣后轉(zhuǎn)送硫銨。液氨、氣氨流程：由671號二條主管送入670號，轉(zhuǎn)進(jìn)入各氨系統(tǒng)的蒸發(fā)器內(nèi)及各循環(huán)機(jī)前后填料函盒內(nèi)，經(jīng)減壓、蒸發(fā)

40、使管內(nèi)循環(huán)氣溫度降低，蒸發(fā)后的氣氨分3.6表壓及2.0表壓二根主管而送入所需用戶，3.6表壓氨氣送入，硝銨號生產(chǎn)硝銨，2.0表壓氨氣經(jīng)氣柜送入硝酸車間生產(chǎn)硝酸用3.6表壓氨氣管上也配有送3047，脫硫用氨氣管邊。當(dāng)669冷凍站投產(chǎn)后，冷凍站送來的-20液氨送入671到670液氨總管中，液氨送入670后，轉(zhuǎn)送入各氨系統(tǒng)蒸發(fā)器內(nèi)及各循環(huán)機(jī)前后盤根盒中減壓蒸發(fā)吸收熱量，經(jīng)蒸發(fā)后的氣體送入3.6、2.0表壓總管內(nèi)由兩頭送入669冷凍站二根主管而降為1.0表壓操作。十一、2段生產(chǎn)分析及控制項目2段生產(chǎn)分析及控制項目表見下：序號分析控制項目控制指標(biāo)控制方法取樣地點檢查數(shù)1新鮮氣含量中各h273.575%新

41、鮮氣總管手動分析1次/班1成份co30ppm新鮮氣總管色譜1次/班1co25ppm新鮮氣總管色譜1次/班1ch4+ar10%塔入口管線循環(huán)塔入口色譜1次/班3氨吹出氣h23ch43nh32%吹出管線手動分析2次/周3ar3n24合成塔入口氨含量9%塔出口管線手動分析1次/天4氨貯缸氣中nh3%40%收集槽吹出管手動分析1次/天4氨純度分析99.5%氣氨總管手動分析1次/天十二、崗位人員定額崗位人員定額表如下：崗位各崗位總?cè)藬?shù)每 班人 數(shù)工 資 級 別123456789101112循環(huán)機(jī)1235241氨塔92324中空6142氨庫13332分析51121其它段長工長2241112十三、原料及產(chǎn)品

42、的物化特性1、 原料特性300atm 25 h2/n=3序號項目單位數(shù)值1熱容cal/mol7.362粘度泊158610-73導(dǎo)熱系數(shù)cal/cms302510-74焓t/ mol-55.435熵t/ mol-14012、 液氨的物性常數(shù)表見下：序號項目單位數(shù)值備注1液體比重kg/m30.667202液體沸點s-33.25760mmhg3tk(臨界)132.94汽化熱kal/kg112.35pr(臨界)atm283.63206粘度kgs/373.620十四、動力參數(shù)及廠址選擇1、 動力參數(shù)（1）供電：由劉家峽電廠和永昌電廠提供，經(jīng)變壓后分為工業(yè)用電和照明用電，分別為380v和36v，耗電量1.

43、7千瓦/tnh3。（2）冷卻水：由水汽車間提供的循環(huán)水和銅洗工段送來的冷凝液，水質(zhì)ph=88.7，總硬度911mg/l,總堿度14mg/l,cl-8.09.0mg/l,耗用量24t/h 。（3）工業(yè)水：由金川峽水庫提供，耗電量2833 t/h。2、廠址選擇：選擇廠址應(yīng)從地理位置、運輸、水源、供電、三廢處理、環(huán)境保護(hù)和職工福利五個方面考慮。（1） 應(yīng)選在城市規(guī)劃工業(yè)區(qū)。（2） 商城鎮(zhèn)遠(yuǎn)，以解決職工生活福利。（3） 廠址周圍有公路、鐵路。（4） 應(yīng)選擇在河流的下游。（5） 廠址盡可能在平坦地帶，但應(yīng)防洪。三廢處理：廢水經(jīng)處理達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)即可直接排入黃灘；廢氣經(jīng)處理達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)即可排入大氣；廢渣經(jīng)過

44、處理達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)即可直接排除掉。環(huán)境保護(hù)：改革工藝、提高管理水平，對“三廢”進(jìn)行綜合利用及處理，達(dá)到國標(biāo)后排除，且全面規(guī)劃，合理布局，化害為利，保護(hù)環(huán)境造福人民。職工福利：為豐富職工業(yè)余文化生活，福利區(qū)應(yīng)設(shè)有電影院、商店、學(xué)校、飯店、公園、托兒所等。十五：勞動保護(hù)制度及物品發(fā)放制度1、勞動保護(hù)制度（1）盡可能使生產(chǎn)機(jī)械化和自動化。（2）消除由于設(shè)備不嚴(yán)密而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。（3）遵守操作規(guī)程。（4）灼傷的設(shè)備表面要妥善地加以保護(hù)。（5）保證操作人員有一切必要的防護(hù)用具。（6）保證生產(chǎn)廠房有必要的通風(fēng)。2、勞動保護(hù)用品的發(fā)放制度（1）勞動保護(hù)用品發(fā)放原則和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)實際需要與可能供給。（2）勞動保

45、護(hù)用品的更換，因按規(guī)定進(jìn)行。（3）勞動保護(hù)用品不能隨便損壞，如損壞要賠償，調(diào)動工作時，要交給原單位，不能帶走。（4）勞動保護(hù)用品嚴(yán)禁非生產(chǎn)時間使用及帶回家。（5）因工作需要增加防護(hù)用品，必須經(jīng)安全科審查后方可領(lǐng)取。（6）供應(yīng)科必須經(jīng)安全科審查方可領(lǐng)取。（7）車間領(lǐng)導(dǎo)要經(jīng)常監(jiān)督保護(hù)用品的維護(hù)和使用情況。（8）對于公用的防護(hù)用品，必須由專人負(fù)責(zé)交接班保管使用。第二章 物料計算一：物料計算1、繪出物料流程簡圖水冷器氨分離器循環(huán)壓縮機(jī)合成塔氨冷器冷凝塔濾油器合成塔v3v5v2=v1-v3v7v9v6v8+v10v3=v1-v2v4v放新鮮氣v3二、合成塔進(jìn)出口氣體的計算單塔生產(chǎn)能力73.6噸/天v1氣

46、體量：v1=200002.43824/73.6=15900nm3/tnh合成氨量：v2=1000/1722.4=1317.65nm3/tnh出合成塔氣量：v3=v1-v2=14582.35nm3/tnh合成塔氣體氨含量：ynh3=（3.8%v1+v2）/v3100%=（3.8%15900+1317.65）/14582.35100%=13.18%三：水冷器進(jìn)出口氣體量的計算1、水冷器出口氣量v4根據(jù)公式lgnh3%=4.1856+-1099.5/t由無機(jī)物工藝學(xué)上冊得當(dāng)t=33+273=306k p=285atm時，lgnh3%=4.1865+-1099.5/306=8.86%根據(jù)系統(tǒng)平衡得 v

47、3氨含量=v5+v4氨含量 v3=v4+v514582.3513.18%=v5+v48.86% 14582.35=v4+v5解得v4=13891.15hm3v5=691.20hm3四、冷凝塔進(jìn)出口氣體量計算1、放空氣量成分計算根據(jù)n2+3h22nh3理論上耗氫氮氣量：（41000/17）/222.4=2635.29hm3實際消耗新鮮氣定額：2800nm/tnhv理放 =v實-v理=2800-2635.29=164.71hm3v實放=v理放/（1+lgnh3）=164.71/（1+8.86%）=151.30hm3放空氣中損失氨含量 151.308386%=13.41hm3放空氣中惰氣含量y放=2

48、8000.5%/v實=28000.5%/151.30=9.25%2、冷凝塔入口熱氣體v6及其成分v6=v4-v實放+2800=13891.15151.30+2800=16539.85hm3入口氣含氨量 v48.86%-13.41=1217.35 hm3 nh3%=1217.35/16539.85100%=7.36%3、冷凝塔出口熱氣量v7及冷凝液氨含量v8當(dāng)p=310atm t=273+23=296k時出口熱氣氨含量為lgnh3%=4.1856+-1099.5/t=6.47%由進(jìn)出口物料測算得 v67.36%=v8+v76.47% v6=v7+v8解得 v7=16382.46hm3 v8=15

49、7.39hm34、冷凝塔出口熱氣氨含量為v60.0736-v8=16539.850.0136157.39=1059.94hm3nh3%=1059.94/16382.46100%=6.47%四、氨冷器進(jìn)出口氣體計算氨冷器進(jìn)出口氣體計算氨冷器的出口物料同合成塔進(jìn)出口物料氨含量相同ynh3=3.8%v76.47%=v10+v93.8%v7=v9+v10解得 v9=15927.77hm3 v10=454.69hm3六、物料組成計算各設(shè)備進(jìn)出口氣體成分總表設(shè)備名稱nh3n2h2ar+ch4合計合成塔進(jìn)3.8022.0366.098.08100出13.1819.5058.518.81100水冷器進(jìn)13.1

50、819.5058.518.81100出8.8620.4761.429.25100氨分離器進(jìn)8.8620.4761.429.25100出8.8620.4761.429.25100冷凝塔排氣進(jìn)7.3621.2263.657.77100出6.4721.4264.277.84100冷氣進(jìn)3.8022.0366.098.08100出3.8022.0366.098.08100蒸發(fā)器進(jìn)6.4721.4264.277.84100出3.8022.0366.098.08100計算 v2=v5+v放nh3+v8+v10 =191.213.41157.39454.69=1316.69hm3相對誤差=（1317.65-1316.69）/1317.65100%=0.073%進(jìn)合成塔氣量：15900hm3而計算的氨冷器量為：15927.77相對誤差=（15927.77-15900）/15900100%=0.17%第三章 熱量衡算一、計算依據(jù)1、本計算以物料衡算為基準(zhǔn)。2、各設(shè)備操作條件與前相同。3、熱焓以氣態(tài)物料0為基準(zhǔn)。4、cp值均用分壓迭加法進(jìn)行計算。a : cpn2=7.371-0.14510-2t+0.14410-5t2+0.00661p-0.7557p10-5b : cph2=6.982+0.7510-4t+0.1510-3pc : t500k時 cp nh3=56.853-0.2646t+