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华北科技学院毕业设计

目录

1 引言 .................................................................. 1

1.1 氨的性质 ......................................................... 1 1.2 氨的用途 ......................................................... 2 1.3 合成氨的发展历史 ................................................. 2 1.3.1 氨气的发现 ................................................. 2 1.3.2 合成氨的发现及其发展 ....................................... 2 1.3.3 国外合成氨工业发展 ......................................... 3 1.3.4 国内合成氨工业发展 ......................................... 3 1.3.5 国内合成氨工业的发展趋势 ................................... 4 1.4 合成氨工段设计主要参数计算的主要内容 ............................. 5 2 工艺计算 .............................................................. 6

2.1 生产流程简述 ..................................................... 6 2.2 原始条件 ......................................................... 6 2.3 物料衡算 ......................................................... 8 2.3.1 合成塔物料衡算 ............................................. 8 2.3.2 氨分离器气液平衡计算 ....................................... 9 2.3.3 冷交换器气、液平衡计算 .................................... 11 2.3.4 液氨贮槽气、液平衡计算 .................................... 11 2.3.5 液氨贮槽物料计算 .......................................... 13 2.3.6 合成系统物料计算 .......................................... 14 2.3.7 进出合成塔物料计算 ........................................ 15 2.3.8 进出水冷器物料计算 ........................................ 16 2.3.9 进出氨分离器物料计算 ...................................... 16 2.3.10 冷交换器物料计算 .......................................... 17 2.3.11 氨冷器物料计算： .......................................... 18 2.3.12 冷交换器物料衡算 .......................................... 20 2.3.13 液氨贮槽物料计算 .......................................... 21

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以天然气为原料的年产10万吨合成氨合成工段设计

2.3.14 物料计算结果汇总 .......................................... 21 2.4 热量核算 ....................................................... 22 2.4.1 交换器热量核算 ............................................ 22 2.4.2 氨冷器热量核算 ............................................ 25 2.4.3 循环机热量核算 ............................................ 27 2.4.4 合成塔热量核算 ............................................ 28 2.4.5 废热锅炉热量核算 .......................................... 31 2.4.6 热交换器热量核算 .......................................... 32 2.4.7 水冷器热量核算 ............................................ 33 2.4.8 氨分离器热量核算 .......................................... 34

3 氨合成过程中的绿色化学化工 ........................................... 35

3.1 绿色化学化工的基本概念 ......................................... 35 3.2 合成氨工段的原子经济性 ......................................... 35 3.3 合成氨工段的热能综合利用 ....................................... 35 3.4 合成氨工段的“三废”处理 ....................................... 36 4 设备选型 ............................................................. 37

4.1 合成塔催化剂层设计 ............................................. 37 4.2 换热器： ....................................................... 42 4.3 废热锅炉设备工艺计算 ........................................... 43 4.3.1 计算条件 .................................................. 43 4.3.2 官内给热系数α计算 ....................................... 43 4.3.3 管内给热系数αi计算 ....................................... 45 4.3.4 总传热系数K 计算 .......................................... 46 4.3.5 平均传热温差Δtm计算 ...................................... 46 4.3.6 传热面积 .................................................. 46 4.4 水冷器设备工艺计算: ............................................ 47 4.4.1 计算条件 .................................................. 47 4.4.2 管内给热系数的计算 ........................................ 47 4.4.3 管外给热系数 .............................................. 48 4.4.4 传热温差 .................................................. 49

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4.4.5 传热总系数K ............................................... 49 4.4.6 传热面积 .................................................. 49 4.5 冷交换器设备工艺计算 ............................................ 49 4.5.1 计算条件 .................................................. 49 4.5.2 管内给热系数的计算 ........................................ 50 4.5.3 管外给热系数 .............................................. 52 4.5.4 总传热系数 ................................................ 55 4.5.5 传热面积核算 .............................................. 55 4.5.6 主要设备选型汇总表 ........................................ 55

5 合成氨合成车间的安全生产 ............................................. 57

5.1 合成氨车间的职业危害 ............................................ 57 5.2 安全措施 ........................................................ 58 5.3 合成氨工序重大事故危险与防范 .................................... 59 5.3.1 蒸汽锅炉的重大事故危险与防范 .............................. 59 5.3.2 容器爆炸 .................................................. 60 5.3.3 灼烫 ...................................................... 60 5.3.4 起重伤害 .................................................. 60

参考文献 ................................................................ 62 致谢 ..................................................................... 1

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