一、研究的现状及其意义 合成氨，别名氨气，分子式为NH3，英文名：synthetic ammonia，是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨.世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产物外,绝大部分是合成的氨。氨在常温、常压下为无气体,比空气轻，具有特殊的刺激性臭味,较易液化。当温度25℃、压力1MPa时，气态氨可液化为无的液氨。氨气易溶于水，溶解时放出大量的热。液氨或干燥的氨气对大部分物质不腐蚀，在有水存在时,对铜、银、锌等金属有腐蚀。氨是一种可燃性气体,自燃点为630℃，故一般较难点燃.【1，2】 合成氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。【3】 1.国外生产现状 目前世界上合成氨主要专利供应商有丹麦哈德尔—托普索、德国伍德公司和美国KELLOGGBROWN & ROOT。 在美国市场,合成氨生产商的利润大大减少，主要是因为近两年来的天然气价格上涨，在美国合成氨成本中,天然气的成本约占80%。Donald H。 Lauriente咨询公司总裁 Donald Laurente认为，到2003年底，天然气的价格将会上涨25％~30％。来自国外,尤其是特立尼达岛的大量廉价商品的涌入，也造成美国氨市场价格下滑，生产商的利润受到很大损害。美国Blue Johnson & Association公司的总裁Thomas Blue称，美国合成氨工厂的开工率一直随着天然气价格的波动而变化。1997年以来，由于合成氨的利润微薄，造成11家合成氨厂关闭，关闭生产能力达3700万吨/年，约占美国总生产能力的18％. 在加拿大也有两家合成氨厂由于效益问题而关闭,关闭的生产能力为48万吨/年，约占加拿大总生产能力的8％.但是在天然气价格相对便宜的地区，如加勒比海地区、中东、北非洲和东南亚地区也增加一批生产装置.【4，5】 在未来的10年中,估计世界对合成氨的需求的年平均增长率为2%～3％。在未来的三年中，除中国以外的地区生产能力的年平均增长率估计约为1.75％，到2005年的总生产能力可以达到1.3亿吨/年. 粉蝶儿和晋臣赋落花 2。国内生产现状 我国合成氨工业的生产始于20世纪50年代,但生产规模都很小,合成氨单系列装置的生产能力最大仅为4万吨/年,氨加工产品主要为碳酸氢铵，产量满足不了市场的需求.为了满足市场快速增长的需求,70年代，我国建设了一批中型氮肥生产装置，合成氨单系列装置的生产能力达到6-12万吨/年，主要氨加工产品为尿素或硝酸铵,大部分装置采用我国开发的以无烟煤为原料的固定层气化技术。随着现代农业的快速发展，高浓度化肥的市场需求不断增加，为了满足需求，增加生产能力，我国先后引进了30套以油、天然气和煤为原料的30万吨/年合成氨装置。除此之外,我国还自行研究设计制造了以轻油为原料的生产能力为30万吨/年的合成氨生产装置。【6】 目前,我国有合成氨生产企业600多家，2001年生产能力在30万吨/年以上的生产厂家有18家,新疆乌鲁木齐石油化工总厂是目前我国最大的合成氨生产厂家.我国合成氨主要生产厂家产量情况为：新疆乌鲁木齐石油化工总厂（2000年产量为71.31万吨/年，2001年产量为65.34万吨/年）、甘肃宁夏石化分公司（2000年产量为48。26万吨/年，2001年产量为55。47万吨/年)、四川泸天化集团有限公司（2000年产量为52。92万吨/年，2001年产量为52。39万吨/年）等等。【7,8】 20世纪90年代以来，随着我国化学工业的不断发展，合成氨的产量也不断增加。1990年我国合成氨的产量为2129万吨/年，1999年增加到3452万吨/年，为历史最高记录，比1990年增长62％。2001年我国合成氨的产量为3408万吨，同比增长1。3％。近几年我国合成氨的产量情况为:1998年产量为3189万吨/年,1999年产量为3452万吨/年，2000年产量为3363万吨/年，2001年产量为3408万吨/年.【9】 合成氨是重要的无机化工产品之一，除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的.合成氨是大宗化工产品之一，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。 合成氨是重要的化工产品，被广泛的应用于农业、工业、国防、医药、冶金等方面,在国民经济中具有十分重要的意义。【10】 参考文献 ［1]陈五平：《合成氨工艺学》［M］，北京化学工业出版社，1996，第131—167页。 [2］王文善：《根据我国经济状况，促进氮肥工业的健康发展》[C]，北京化工工业出版社，2004，第1-4页。 ［3］张成芳：《合成氨工艺与节能》［M]，上海华东化工学院出版社，1988，第62-66页。 [4]侯引平：《中小型合成氨装置的变换工艺》［D],中国优秀硕士学位论文全文数据库，2005，第1-4页. ［5］梅安华:《小合成氨厂工艺技术与设计手册》（上册）[M］,化学工业出版社1995年3月第一版，第730-785页。 [6]黄文璐，王保国：《化工设计》［M］，北京化学工业出版社，2000，第143—150页。 [7]夏清，陈常贵:《化工原理》[M]，天津大学出版社，2006，第50-85页. [8］李国庭,陈焕章：《化工设计概论》[M],北京化学工业出版社,2008,第236—239页。 ［9]钱伯章,朱建芳:《合成氨催化剂的现状和发展》[J]，《小氮肥》2007，第22—38页. [10］陈钟秀，顾燕飞，胡望明:《化工热力学》［M］，北京工业出版社，2006，第302-305页。 | ||||||||||||||||||||||||||||
二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 1.研究目标 根据北京理工大学珠海学院下达的任务书，依据教科书实例，结合现在合成氨工业实际，最终让学生掌握物料衡算、设备工艺计算、撰写设计说明书及绘制流程图等设计程序，通过毕业设计的训练，使学生树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点;树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风. 2.研究内容 基本要求：要求学生能够综合运用所学的基本理论进行物料衡算和工艺计算,能够按标准选择辅助设备的型号，绘制带控制点流程图、主要设备结构图、物料衡算图等。 具体设计内容：生产方法的选择、生产原理、生产工艺条件的论证、生产工艺流程。具体包括:工段各设备的物料衡算、工段各设备的热量衡算、设备的工艺计算（包括中温废热锅炉，中变炉，主换热器，调温水换热器，低变炉几个主要设备的选型、设备的直径以及列管数量、管长等）、工艺设备一览表、各物料进、出管管径确定等。 3.拟解决的关键问题 洪昭光现状 在合成氨生产中,不论以固体、液体或气体为原料，所得到的合成氨原料气中都含有CO,其体积分数一般为12%-40%。CO可使氨合成触媒中毒，对生产极为不利必须除去.而CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换，将CO含量降至0.3％左右。因此,变换工段中CO含量的控制是关键。 | ||||||||||||||||||||||||||||
三、研究的基本思路和方法、技术路线、实验方案及可行性分析 本设计选用中串低工艺进行CO变换过程。 转化气从转化炉进入废热锅炉，在废热锅炉中变换气从920℃降到330℃，在废热锅炉出口加入水蒸汽使汽气比达到3到5之间,以后再进入中变炉将转换气中一氧化碳含量降到3％以下.再通过换热器将转换气的温度降到180℃左右，进入低变炉将转换气中一氧化碳含量降到0.3％以下，再进入甲烷化工段。 中低变串联流程中,主要设备有中变炉、低变炉、废热锅炉、换热器等。低变炉选用C6型催化剂，计算得低变催化剂实际用量10.59m3。以上设备的选择主要是依据所给定的合成氨系统的生产能力、原料气中碳氧化物的含量以及变换气中所要求的CO浓度。 天然气变换工段工序是合成氨生产中的第一步，也是较为关键的一步，因为能否正常生产出合格的压缩气，是后面的所有工序正常运转的前提条件。所以，必须控制一定的工艺条件，使转化气的组成满足工艺生产的要求。 CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件.因此，本设计的可行性很大。 | ||||||||||||||||||||||||||||
四、研究计划及进度安排
| ||||||||||||||||||||||||||||
五、指导教师意见： 指导教师: 年 月 日 | ||||||||||||||||||||||||||||
六、工作小组审查意见： 工作小组组长曾侯乙： 年 月 日 | ||||||||||||||||||||||||||||
本文发布于:2024-09-22 09:39:52，感谢您对本站的认可！
本文链接：https://www.17tex.com/xueshu/512301.html
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系，我们将在24小时内删除。
| 留言与评论（共有 0 条评论） |
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议