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1、年产18万吨合成氨脱碳工段工艺设计 学 生：指导教师：开题时间：年 月 日总纲 一、合成氨在国民经济发展中的重要性一、合成氨在国民经济发展中的重要性 二、脱碳工段在合成氨生产中的重要作用二、脱碳工段在合成氨生产中的重要作用 三、本次设计的任务三、本次设计的任务 四、本次设计的目标及意义四、本次设计的目标及意义 五、本次设计的研究方法五、本次设计的研究方法 六、本次设计的时间安排六、本次设计的时间安排 七、参考文献七、参考文献 我国农业用氨主要用于生产尿素和碳酸铵，我国农业用氨主要用于生产尿素和碳酸铵，其消耗量约占合成氨消耗总量的其消耗量约占合成氨消耗总量的75，用，用于生产硝酸铵、氯化铵等其他
2、肥料消耗于生产硝酸铵、氯化铵等其他肥料消耗15；工业用氨占合成氨消耗总量的；工业用氨占合成氨消耗总量的10，主要用于制造炸药和各种化工纤维及塑料，主要用于制造炸药和各种化工纤维及塑料，从而制造硝酸，进而制造硝酸铵、硝酸甘从而制造硝酸，进而制造硝酸铵、硝酸甘油等。因此合成氨在国民经济中有着不可油等。因此合成氨在国民经济中有着不可忽视的作用。忽视的作用。一、合成氨在国民经济发展中的重要性我国合成氨的工业概况 中国合成氨工业经过中国合成氨工业经过50多年的发展，产量多年的发展，产量已跃居世界第已跃居世界第1位，掌握了以焦炭、无烟煤、位，掌握了以焦炭、无烟煤、褐煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态褐煤
3、、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃灯气固液多种原料生产合成氨的技术，形烃灯气固液多种原料生产合成氨的技术，形成中国大陆特有的煤、石油、天然气原料并成中国大陆特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小生产规模并存的合成氨生产存和大、中、小生产规模并存的合成氨生产格局。格局。我国合成氨的发展趋势 未来合成氨产能分布的走势将是向资源未来合成氨产能分布的走势将是向资源地转移，尤其是向煤炭资源地转移。地转移，尤其是向煤炭资源地转移。未来合成氨技术进展的主要趋势是大型未来合成氨技术进展的主要趋势是大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行。运行。合成氨生产工艺简
4、述合成氨生产工艺简述合成氨的生产工艺通常包括三个基本过合成氨的生产工艺通常包括三个基本过程程：1）原料气的制取与净化）原料气的制取与净化2）氨的合成）氨的合成 3）氨的分离）氨的分离以焦炭（无烟煤）为原料的制氨流程空气焦炭（无烟煤）蒸汽造气脱硫变换压缩脱一氧化碳脱二氧化碳合成氨二、脱碳工段在合成氨生产中的重要作用 各种原料制取的粗原料气经各种原料制取的粗原料气经CO变换后，除变换后，除含氢、氮气外，还含有大量二氧化碳、少量含氢、氮气外，还含有大量二氧化碳、少量一氧化碳和甲烷等杂质，因此在进入合成回一氧化碳和甲烷等杂质，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路之前必须彻底除去，否
5、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并使催化剂中毒。出于节能与环境保护的考虑，脱除虑，脱除CO2的的 洗涤液必须能够再生和循环洗涤液必须能够再生和循环使用使用 脱碳工艺的概况 脱碳方法主要有：物理吸收脱碳方法主要有：物理吸收、化学吸收、化学吸收、物理化学吸收法三大类。目前国内中小氮肥物理化学吸收法三大类。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厂所采用较普遍的有碳酸丙烯酯脱碳工艺（简称（简称PC法）；法）；0.7MPa水洗、碳化联合脱水洗、碳化联合脱碳工艺（简称联合法）；变压吸附脱碳法碳工艺（简称联合法）；变压吸附脱碳法（简称（简称PSA法）；聚乙二醇二甲醚脱碳工
6、艺法）；聚乙二醇二甲醚脱碳工艺（简称（简称NHD法）；多胺法（改良法）；多胺法（改良MDEA）等。）等。脱碳工艺的选择 NHD 脱硫、脱碳技术是一种新型的低能耗净化脱硫、脱碳技术是一种新型的低能耗净化工艺。工艺。NHD溶剂的主要成分为聚乙二醇二甲醚的混溶剂的主要成分为聚乙二醇二甲醚的混合物合物,属于物理吸收溶属于物理吸收溶 剂。剂。NHD 溶剂不仅对溶剂不仅对 H2S、CO2、COS等酸性气体有较强的吸收能力等酸性气体有较强的吸收能力,而且能而且能选择性地脱除合成气中选择性地脱除合成气中 H2S。该工艺适用于天然气。该工艺适用于天然气为原料的氨厂为原料的氨厂,也可用于以煤为原料也可用于以煤为原
7、料,硫化物和二氧硫化物和二氧化碳含量较高的氨合成气、甲醇合成气等气体的净化碳含量较高的氨合成气、甲醇合成气等气体的净化。化。故本次设计中我选用故本次设计中我选用NHD法作为合成氨脱碳工法作为合成氨脱碳工段工艺。段工艺。NH D 脱碳过程流程图1,12-换热器;2,9,10,11,13-分离器;3-脱碳塔;4-高压闪蒸槽;5-低压闪蒸槽;6-鼓风机;7,14-溶液泵;8-汽提搭;15,16-水力透平NH D 脱硫脱碳优点 1)吸收气体能力强、净化度高。吸收气体能力强、净化度高。2)溶剂的化学稳定性和热稳定性好溶剂的化学稳定性和热稳定性好,不氧化、不降不氧化、不降 解、不起泡解、不起泡,溶剂蒸汽压
8、极低溶剂蒸汽压极低,使用过程中挥发损失使用过程中挥发损失少少,运行中不需添加消泡剂、活化剂运行中不需添加消泡剂、活化剂,生产运行稳定生产运行稳定,操作方便操作方便,且运行及维修费低。且运行及维修费低。3)NHD 溶液无毒、挥发少、对环境无污染溶液无毒、挥发少、对环境无污染,可在自可在自然界中分解然界中分解,装置设计中对静、动密封泄漏点采用装置设计中对静、动密封泄漏点采用全封闭收集全封闭收集,可使运行中的泄漏降为零。可使运行中的泄漏降为零。4)溶剂无腐蚀性溶剂无腐蚀性,吸收能力强。吸收能力强。三、本次课题的任务1)绘图绘图 绘制设备图；绘制设备图；绘制带控制点的工艺流程图；绘制带控制点的工艺流程
9、图；绘制平面布置图绘制平面布置图2)计算计算 对对主要设备作物料衡算和热量衡算主要设备作物料衡算和热量衡算 四、本课题的目标及意义四、本课题的目标及意义1）熟练掌握化工制图软件的使用）熟练掌握化工制图软件的使用2）综合运用专业知识做到学有所得学有所用）综合运用专业知识做到学有所得学有所用3）学会查找相关资料不断补充完善自己）学会查找相关资料不断补充完善自己五、本次设计的研究方法1）到工厂实习采集数据）到工厂实习采集数据2）查询检索文献资料）查询检索文献资料3）与同学相互讨论）与同学相互讨论4）请教指导教师）请教指导教师六、本次设计的时间安排（1）3月10日4月10日：毕业设计实习（2）4月10日4月25日：计算（3）4月26日5月20日：绘图（4）5月21日5月26日：设计说明书编写（5）5月29日5月31日：答辩七、参考文献1张子锋,郝启刚.合成氨生产技术.第二版.北京:化学工业出版社2赵军,张有忱,段成红.化工设备机械基础.第二版.北京:化学工业出版社3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,.4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.5姜 淮，李正西 NHD脱硫脱碳工艺在合成氨装置的应用2008年12月第6期6 孟岩 合成氨的生产方法以及工艺流程研究孟岩 科技文汇2008年8月上旬刊 谢谢
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