在化工产品产量中，合成氨的产量排在第一位。在工业中，要想顺利的完成对合成氨生产的设计规划，就必须要了解合成氨生产各阶段的原理，理清各个步骤的要求，弄清合成氨的生产流程等。此次我的课题是关于合成氨的变换工段工艺设计，我采用的研究方法是中温中压三段变换方法，原料是煤炭和氮气（来源于空气中）。其原理简单，分为一段二段三段反应。在饱和热水塔中，半水煤气从塔底向上，热水从塔顶向下，相遇产生热传质，加湿了气体，在进气水分离器除去水，通过主热和中间换热器，最后是电炉加热，增高温度到320摄氏度，可以进入一段反应。反应后加水进入二段反应，二段反应后通过换热器升温，进入三段反应。最后三段反应完，半水煤气一氧化碳的含量从30.0%降到约3.0%，让其满足了此次变换工段设计的要求。本设计将描述变换理论，变换过程计算和设备选型等，并计算相关的各项数据。关键词变换工段工艺；半水煤气；中变炉
目 录
1 绪论 1
1.1 氨的性质和用途 1
1.2 合成氨生产方法简介 2
1.3 一氧化碳变换在合成氨中的意义 3
2 一氧化碳脱除方法和选择 4
2.1 一氧化碳的脱除方法 7
2.2 一氧化碳脱除的方案选择 8
3 一氧化碳变换方案 9
3.1 变换方案的选择 10
3.2 中变炉的选择 11
4 一氧化碳变换催化剂 12
4.1 催化剂的中毒及其保护 14
4.2 中温催化剂的升温和还原 15
4.3 各种中温变换催化剂的特点 15
5 变换工段的工艺计算 17
5.1 中变炉的计算（以一吨氨为基准计算） 17
5.2 主热交换器物料及热量衡算 20
6 设备的计算 24
6.1 变换炉的计算 24
6.2 主热交换器的计算 28
7 主要设备总览表 30
8 环境保护与安全措施 31
8.1 三废的治理简述 32
8.2 生产过程中的安全措施 32
9 技术经济概算与项目管理 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
32
结论 33
参考文献 34
1 绪论
在化工行业中，合成氨工业到如今，已经成为最重要的支柱产业之一。随着地球上人口的快速增长，氨用于制造尿素，硝酸铵，硫酸铵等化学产品的用量也随之增加。在食品、肥料中，氨占据了重要组分，同时也起直接或间接，促进相关药的物组成方面的发展。随着氨的发展，生产工艺越来越成熟，大量的合成氨用于各种生产和生活领域。据调查结果表明，世界上合成氨的年产量已达1亿多吨，其中大约八成用于生产化肥，其余两成作为其他化工原料。
在1990年过后，合成氨工业开始形成发展。一开始生产氨的目的是为了制造炸药，是战争的需要导致了合成氨的发展。一战后，合成氨的发展开始为农业生产、工业生产转变。合成氨的发展随着现在科学技术的发展而日益的变强，对人们生活的影响也越来越大。
氨在我国的基础化工产品中的地位是其他化工产品所无法撼动的，这不仅仅因为氨的产量最高，还有其对国民经济的发展有着极大的促进发展的作用，更为重要的是，它对于农业生产有着无法比拟的作用，作为拥有大量人口的中国，食粮的高产量的重要性不问可知，而氨的生产，是保证粮食高产量的不可或缺的一环，由氨为原料所生产的各种化肥中，例如用于农业食品生产过程中的肥料，例如有尿素，硝酸钙，硝酸钠包括各种氮复合肥等，都对当今的粮食的生产起着不可忽视的关键作用，此外，在化学纤维以及塑料等生产工艺领域中，氨也无处不在，例如含氮无机盐、聚氨酯、聚酰胺纤维等，它们的制备都是需要以氨作为基本原料的。不仅如此，在国家防御工业的技术中，例如制造三硝基甲苯和硝化纤维等多种火药，也是需要以氨作为基本原料的，此外，空调冰箱等用于冷藏系统中的制冷剂也可以用氨，在其他各个领域中（如机械，医药等），氨也都是无处不在的一部分。
1.1 氨的性质和用途
氨的临界温度是132.4℃，临界压力是11.2兆帕，换算为112.2大气压，液化的氨称为液氨。氨的沸点较高，溶解时，它可以释放出大量的热量。氨容易与水相溶，与水反应生成氨水，氨水的PH呈弱碱性，不过氨水很不稳定，略微受热就能分解成水还有氨气。在常温常压下，600个体积的氨能溶解在一个体积的水中，在标准状况下，当一个体积水中溶解有1300个体积氨的水溶液的时候，我们称之为氨水，所以，要是发生跑氨事故，我们可以采用用水喷淋的方法应对，这样也能收到比较不错的效果。
1.1.1 物理性质
氨或“氨气”，氮氢化物，分子式：NH3，是一种无色味，强烈刺激性气体。由于氨的冷却压力可以成为液体，因此液体氨可以被用作制冷剂。用于生产硝酸，肥料，炸药，第一重要的主料，是氨。现在的大多数的药物，其直接或间接的成分是氨。氨具有非常广泛的应用，但同时它还具有腐蚀性等危险[1]。
1.1.2 化学性质
NH₃气体在遇到HCl气体时，会产生白烟，氯气也能与氨气产生反应。
氨的催化氧化的产物，NO，同时放出大量的热，可以用来制造硝酸；NH3，能够被氧化成，N2。
虽然氨是一种易燃化学物，但自燃点是630摄氏度，它通常是更不会被点燃。
在一定范围内，他们可以爆炸氨和空气或氧气的混合物。大气压，室温，15.5%至82％（氧），它会产生爆炸。氨溶于水时氨与酸反应生成铵盐：NH₃+HCI=NH4CI
氨分子跟水分子通过氢键结合成一水合氨（NH3•H2O）
氨和酸或酐的反应，这是生产氮肥的基本反应，反应方程式如下：
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
NH3+HNO3=NH4NO3
NH3+HCl=NH4Cl
NH3+HPO4=NH4H2PO4
生成尿素的反应方程式如下：
2NH3+CO2=NH4COONH2
NH4COONH2=CO(NH2)2+H2O
1.1.3 氨的用途
在中国的国民经济体系里，合成氨有着非常重要的地位。工业生产出的合成氨，化肥生产占据了50%，化学产品的原料占据的另外的50%。生产制冷剂，化学纤维，塑料等的重要原料来源都是氨。氨的使用也可用于生产硝酸，然后以之产生硝酸铵，甘油，三硝基甲苯，硝基纤维素等等。在医学领域、生物化学方面中，氨作为原料，用于制备磺酰胺，维生素，甲硫氨酸和其它氨基酸等等。在冶金工业生产中，采集矿石里面的铜，镍和其它金属，也需要氨。现在，生物燃料可以从氨制成，也可以提供清洁能源，无污染，又环保[2]。

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/61053.html