年产6万吨合成氨厂中置式合成工艺设计本科毕业设计(编辑修改稿)

年产6万吨合成氨厂中置式合成工艺设计本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

据此可发现演变规律，监视分析调节效果，计算开表数据，以此数据二维查表控制阀门输出能达到较好的控制效果。 合成塔内触媒层热点温度控制。 合成塔各催化剂层热点温度的控制，是调节未反应的冷气体加入量的方法来控制各段温度，由于反应温度比较容易稳定，所以一般采用手动遥控。 循环气和氨冷器出口温度和液位的控制 为了更好的控制温度，采用串级控制方案 .以 温度回路作为主回路，液位为副回路 .为保证液位，当液位超限时，切断串级回路，使回路的串级状态切换为副回路的自动状态 .保证液位在安全值内。 新鲜气氨冷器液氨液位控制 在新鲜气氨冷器液位调节系统中，水位测量值与给定常数进行 PID 运算，运算结果调节氨冷液位调节阀开度，从而维持氨冷液位恒定。 流程简述 来自冷凝塔的气体在 305 MPa（绝压）， 30℃下进入合成塔上部，经塔内外筒外隙进入下部热交换器管外与反应后出触媒筐温度为 475℃的管热气体换热武汉工程大学本科毕业设计 8 后，经集气管进入冷管的内、外管间环隙进入集气盒，沿中心管上升，在 420℃下进入触媒筐。 经反应之气体在 475℃进入上段热交换器管内，与管外冷气换热，热气被冷却至 375℃，从一段出口引至塔外中置废热锅炉副产 13 MPa 的蒸汽后，返回合成塔下段热交换器管内，经进一步冷却，在 90℃， 295 MPa 下出合成塔。 经水冷器，氨分离器，分离出大部分的液氨后，进入冷交换器，在此新鲜气经油分离器，补充器循环系统中，然后再经氨冷器，经过压缩机加压后重新进入合成塔进行下一循环。 图 1 氨合成系统流程 图 Figure 1 The flow chart for ammonia synthesis system 新鲜气 NH3 合成塔 废热锅炉 换热器 水冷器 氨分离器qi 液氨贮槽槽 冷交换器 循环机 油分离器 氨冷器 武汉工程大学本科毕业设计 9 第二章 物料衡算 计算依据 精炼气成分计算 已知补充气中惰性气体总量 4CH +Ar =% 又由反应2 2 313N + H N H22 ，可知 2 ： 2N = ： 1 223 H + N = 1 0 0 % 0 .8 % = 9 9 .2 % 2H =3/4 %=% 2N =1/4 %=% 又由已知补充气来自空气，其中 2N /Ar =% ： % Ar =% 4CH =%%=% (1) 精炼气成分 2H =% 2N =% 4CH =% Ar =% (2)合成塔入口氨含量 3NH入 =3% 氨净值 % 合成塔出口氨含量 3NH出 =3%+%=% 合成塔入口惰性气体含量 4(CH +Ar)入 =15% (3)合成塔操作压力 (取其进口和出口的平均压力 ) (4)水冷器出口气体温度 305K (5)以下各项在计算中略去不计 设备及管道造成的压力降。 设备及管道的冷 (热 )量损失。 冷交换器及氨冷器中溶解在液氨中的气量。 (6) 年工作日 300 天武汉工程大学本科毕业设计 10 计算流程点 图 氨合成系统带物料点流程示意图 Figure The flow chart with material point for Ammonia Synthesis System 1， 2， 3， 4， 5— 精炼气 6， 7， 8， 9， 10， 11， 12， 14， 17， 18— 合成气 13— 放空气 20— 弛放气 15， 16， 19， 21— 液氨 6 新鲜 气 8 9 10 7 11 5 13 4 3 14 12 16 16 15 2 17 20 1 3NH 18 21 20 19 合成塔 废热锅炉 换热器 水冷器 氨分离器qi 液氨贮槽槽 冷交换器 循环机 油分离器 氨冷器 武汉工程大学本科毕业设计 11 物料组分计算 合成塔 入口气体组成 根据计算依据 入塔氨含量 35,NHy=3% 入塔甲烷含量 45,CHy=15% (+)=% 入塔氩含量 5,Ary =15% (+)=% 入塔氢含量 25,Hy= (100%3%15%)=% 入塔氮含量 25,Ny=1/ (100%3%15%)=% 结果汇总见表。 表 入塔气组分含量 (%) 表 入塔气组分含量（％） NH3 CH4 Ar H2 N2 小计 3 100 合成塔出口气体组成 以 1000kmol 入塔气 2,5N 作为计算基准求出塔气组分 已知 氨净值 %。 合成塔出口氨含量 3,NH出 =3%+%=% 由下式计算合成塔内生成的 3NH 3NH = 5N ( 38,NHy 35,NHy )/(1+ 38,NHy )=1000 ()/(1+) = kmol 出塔气量 2,8N =入塔气量。