年产52万吨合成氨脱碳工段工艺设计

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 指导教师 年产52万吨合成氨脱碳工段工艺设计 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 氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工品的首位。氨主要用于农业，合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、燃料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料。 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，掌握了以焦炭、无烟煤、褐煤、焦炉气、天然气等多种原料生产合成氨的技术，形成特有的合成氨生产格局。合成氨一直是化工产业的耗能大户，其原料主要有煤、油和气三种。随着油、气价格上涨，以煤为原料的合成氨设备越来越有竞争力.随着科技发展，合成氨的主要发展趋势将是“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”。 3.以煤为原料的合成氨工艺流程 蒸汽→→↓ 脱二氧化碳 ↓ ↓↑ 焦炭(无烟煤)→→造气→→脱硫→→交换→→压缩→→合成→→氨 ↑ ↑↓ 空气→→↑ 脱一氧化碳 二．脱碳工段在合成氨生产中的重要作用 1.脱碳工艺的简述 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。 2.脱碳工艺的现状及发展趋势 我国的合成氨工艺相比国外发展较缓慢，脱碳工艺也显得比较落后。在当今的国际环境下，未来合成氨脱碳工艺的发展趋势是低能耗、结构调整、清洁生产以及长周期运行。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）；低温甲醇洗涤法；聚乙二醇二甲醚脱碳工艺（简称NHD法）；热碳酸钾法；浓氨水法和多胺法（改良MDEA）等。 3.脱碳工艺的比较与选择 三种工艺能耗比较[1] 项目 低压蒸汽／t 电耗×10／KJ 冷却水／m 3-6NHD法 0.3 1.302 15 热钾碱法 1.3 1.1 80 MDEA法 0.8 1．016 70 综合能耗×10／KJ ①注：以吨氨计。 -62.725 5.233 4.186 通过比较，我选用的合成氨脱碳工段工艺为NHD法，NHD全称是聚乙二醇二甲醚，是一种物理吸收法，是目前为止能耗较低的脱碳方法，对硫化物有较高的吸收能力，能选择吸收H2S，也能脱除CO2，并能同时脱除水；溶剂本身稳定，能与水任意比例互溶，不会因原料气中的杂质而引起降解，不起泡，损耗少，无毒性，无腐蚀，且NHD法在应用和实践中具有能耗低、净化度高、设备和流程简单的优点。 三．本课题的完成目标及内容 1.熟悉且熟练地掌握绘图技巧；学会测量元件的使用安装；综合运用化工原理、化工热力学、化工设计等课程的基础知识，借助化工设计手册，计算和分析数据，找出生产与设计的差别；通过数据分析比较国内外在节能降耗方面的优劣。 2.课题的内容： （1）绘制脱碳塔氨冷气、脱水塔设备装配图、NHD脱碳系统带控制点流程图、脱碳车间平面布置图 （2）对主要设备作物料衡算和热量衡算 四．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] 梁军.三种脱碳工艺的比较[J].山西化工,2007,27(03):11-13 [2] 孟岩.合成氨的生产方法以及工艺流程研究[J].科技文汇,2008(08):278-279 [3] 张子锋,郝启刚.《合成氨生产技术》[M].第二版.北京:化学工业出版社,2011:124-140 [4] 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,2005:52-171 [5] 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,2005:75-146 [6] 李志坚.煤合成氨新技术开发与引进并存[N].农资导报.2004年5月11日(013) 指导教师意见： （签字） 年 月 日 注：本表可根据内容续页。