年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计毕业论文

年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计

摘要：本设计为年产30万吨合成氨原料气脱碳工段工艺设计，是由指导老师指定的产量和生产规模，结合生产实习中收集的各类生产技术指标以及参考文献所提供的数据为依据而设计的。本设计的主要任务是将合成氨原料气中的有害成分碳脱除。设计中简单介绍了合成氨的主要脱碳方法，并通过对比总结各脱碳方法的优缺点，最终确定采用的脱碳方法是碳酸丙烯脂法脱碳。设计了合成氨脱碳工段的工艺流程、工艺参数、主要设备、热量衡算、物料衡算，以及设备的尺寸等相关内容。计算的主要结果为：吸收塔塔径2400mm，吸收塔高度30000mm。

关键词：碳酸丙烯酯法；脱碳方法；工艺设计

Decarbonization Process design on synthetic ammonia

Abstract:The design for decarbonization Process design on synthetic ammonia at an output of teacher .The design is combined with the production practice in the collection of various technical indicators of production and references provided data and design basis.The main task of this design is the harmful components of carbon removal in ammonia synthesis feed gas.The design introduces the main approach to decarbonization of ammonia. By comparing the advantages and disadvantages of various methods, ultimately determine the decarbonization method is used in propylene carbonate fat decarbonization.The process flow, ammonia removal process parameter, main equipment, heat balance, material balance, as well as the size of the equipment and other related content.The main results: the absorption tower diameter 2400mm, height 30000mm.

Keywords: propylene carbonate method; decarburization method; process design

引 言

本设计是《年产30万吨合成氨原料气脱碳工段的工艺设计》。对合成氨和脱碳工艺的发展概况进行了概述。本设计简单介绍了合成氨的主要脱碳方法，并通过对比总结各脱碳方法的优缺点，最终确定采用的脱碳方法是碳酸丙烯酯法。该法是目前国内最为常用的脱碳方法。本设计还详细的介绍了合成氨脱碳工段的生产原理、工艺流程、工艺参数、主要设备、热量衡算、物料衡算，以及设备的设计与选型等内容。本设计内容是结合脱碳车间的生产实际情况而设计的，一些工艺参数都是以工厂实际生产为准。

本设计总的指导思想是：理论联系实际、简明易懂、经济实用。 本设计在完成的过程中得到老师的指导，在此表示衷心感谢。

由于本人自身的知识水平和认识水平的有限，书中错误与不妥之处，恳请读者批评指正。

第一章 总 论

1.1 概 述

1.1.1 氨的性质

氨为无色、有刺激性辛辣味的恶臭气体，相对分子质量17.03，沸点-77.7℃，爆炸极限为15.7%-27%（体积分数）。氨在常温下加压易液化，成为液氨。与水形成水合氨（）简称氨水，呈弱碱性。氨水极不稳定，遇热分解，氨含量为1%的水溶液PH=11.7。浓氨水氨含量为28%-29%。氨在常温下为气态，比空气轻，易溢出，具有强烈的刺激性和腐蚀性，故易造成急性中毒和灼伤。空气中氨含量达3%时，5分钟可引起化学性灼伤和水泡。因此环保要求空气中的氨含量在0.5mg/m3以下[1] 。

表1.1氨的主要物理性质

项目 相对分子质量

氮含量

摩尔体积(0℃，0.1MPa)/(L/mol) 气体密度(0℃，0.1MPa)/(g/L)

液体密度

(-33.4℃，0.1MPa)/(g/cm3)

临界温度/℃ 临界压力/MPa 临界比体积/(L/kg)

132.4 11.30 4.257

冰点/℃

熔化热(-77.7℃)/(kJ/kg)

-77.70 332.42

数据 17.03 82.20 22.08 0.7714 0.6818

项目 临界密度/(g/cm3) 临界压缩系数PV=ZRT 临界热导率（kJ/Kh.m) 沸点(0.1MPa)/℃ 蒸发热（-33.4℃)/(kJ/kg)

数据 0.235 0.242 0.522 `-33.35 1368.02

1.1.2 氨的用途及在化工生产中的地位

氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。

氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、