TOP24【毕业设计】合成氨变换工段工艺中变串低变换热设计.doc文档免费在线阅读

在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。

方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低另方面变换气中的含量也大幅度降低。

由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。

固定管板式换热器固定管板式换热器的两端管板和壳体制成体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上个补偿圈，或膨胀节。

当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

特点结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。

固定管板式换热器主要有外壳管板管束封头压盖等部件组成。

固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进用的冷激介质有冷原料气，水蒸汽及冷凝水。

对于低温过程，由于氧化碳反应量少，无需从床层移热。

其温度控制除了必须在催化剂的活性温度范围内操作外，低限温度必须高于相应条件下的水蒸汽露点温度约。

变换反应热式。

此类变换炉的特点是反应过程与移热过程分开进行。

多段换热式又可分为多段间接换热与多段直接换热。

前者是在间壁式换热器中进行的后者则是在反应器中直接加入冷流体以达到降温的目的，又称冷激式。

变换反应可以合理利用。

根据催化床与冷却介质之间的换热方式的不同，移出方式可分为连续换热和多段换热式两大类。

对变换发应，由于整个反应过程变换率较大，反映前期与后期单位催化床所需排出的热量想差甚远，故主要采用多段换耐热温度。

在满足工艺条件的前提下，尽量维持低温操作。

随着催化剂使用时间的增长，因催化剂活性下降，操作温度应适当提高。

催化床温度应尽可能接近最佳温度。

为此，必须从催化床中不断移出热量，并且对移出的热量加中不断移出适当的热量，使床层温度符合的要求。

生产上控制变换反应温度应遵循如下两条原则。

，应在催化剂的活性温度范围内操作催化床温度二，入口温度高于催化剂的起始活性温度左右，热点温度低于催化剂的平衡，反应的推动力大，即使在较低温度下操作仍有较高的反应速率。

其次，随着反应的进行，不断升高，反应热不断放出，床层温度不断提高，而依据最适宜曲线，却要求不断降低。

因此，随着反应的进行，应从催化床曲线进行，则反应速率最大，即相同的生产能力下所需催化剂用量最少。

但是实际生产中完全按最佳温度曲线操作是不现实的。

首先，在反应初期，很小，但对应的很高，且已超过了催化剂的耐热温度。

而此时，由于远离但是，由于变换所用催化剂对反应式具有良好的选择性，从而抑制了其他副反应的发生。

变换过程中还包括下列反应式工艺条件温度变换反应存在最佳温度，如果整个反应过程能按最佳温度并获得宝贵的，因而氧化碳变换既是气体的净化过程，又是原料气制取的继续。

最后，少量的再通过其他净化法加以脱除。

此外，氧化碳与氢之间还可发生下列反应过铜氨液洗涤法液氮洗涤法或甲烷化法等方法加以清除。

工艺原理氧化碳是氨合成反应的毒物，在原料气中含量为，氧化碳变换主反应为通过上述反应，转化为较易被消除的既能把氧化碳变为易于清除的二氧化碳，同时，又可制得与反应了的氧化碳相等摩尔的氢，而所消耗的只是廉价的水蒸气。

因此，氧化碳的变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。

最后，残余的氧化碳再通类蒸汽转化为，焦炉转化气为，重油部分氧化为。

氧化碳的清除般分为两次。

大部分氧化碳，先通过变换反应，即在催化剂存在的条件下，氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳。

通过变换反应，。

氨合成的原料合成氨生产常用的原料包括焦碳煤焦炉气天然气石脑油和重油。

不论以固体液体或气体为原料，所得到的合成氨原料气中均含有氧化碳。

固体燃料气化所得半水煤气中的氧化碳含量为，烃的原料气。

氮气来源于空气，可以在低温下将空气液化，分离而得也可在制氢过程中加入空气，直接利用其中的氮。

合成氨生产大多采用后种方式提供氮。

氢气的主要来源是水和碳氢化合物中的氢元素，以及含氢的工业气体氨或干燥的氨气对大部分物质不腐蚀，在有水存在时，对铜银锌等金属有腐蚀。

氨是种可燃性气体，自燃点为，故般较难点燃。

氨的用途合成氨主要用作化肥冷冻剂和化工原料。

合成氨生产，首先必须制取含氢和氮从焦炉气中回收副产物外，绝大部分是合成的氨。

氨在常温常压下为无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味，较易液化。

当温度压力时，气态氨可液化为无色的液氨。

氨气易溶于水，溶解时放出大量的热。

液产物称为合成氨。

目前工业上生产氨的方法几乎全部都采用氢氮气直接合成法，但合成氨的名称直沿用至今。

氨的性质合成氨别名氨气。

分子式，英文名。

世界上的氨除少量从产物称为合成氨。

目前工业上生产氨的方法几乎全部都采用氢氮气直接合成法，但合成氨的名称直沿用至今。

氨的性质合成氨别名氨气。

分子式，英文名。

世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产物外，绝大部分是合成的氨。

氨在常温常压下为无色气体，比空气轻，具有特殊的刺激性臭味，较易液化。

当温度压力时，气态氨可液化为无色的液氨。

氨气易溶于水，溶解时放出大量的热。

液氨或干燥的氨气对大部分物质不腐蚀，在有水存在时，对铜银锌等金属有腐蚀。

氨是种可燃性气体，自燃点为，故般较难点燃。

氨的用途合成氨主要用作化肥冷冻剂和化工原料。

合成氨生产，首先必须制取含氢和氮的原料气。

氮气来源于空气，可以在低温下将空气液化，分离而得也可在制氢过程中加入空气，直接利用其中的氮。

合成氨生产大多采用后种方式提供氮。

氢气的主要来源是水和碳氢化合物中的氢元素，以及含氢的工业气体。

氨合成的原料合成氨生产常用的原料包括焦碳煤焦炉气天然气石脑油和重油。

不论以固体液体或气体为原料，所得到的合成氨原料气中均含有氧化碳。

固体燃料气化所得半水煤气中的氧化碳含量为，烃类蒸汽转化为，焦炉转化气为，重油部分氧化为。

氧化碳的清除般分为两次。

大部分氧化碳，先通过变换反应，即在催化剂存在的条件下，氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳。

通过变换反应，既能把氧化碳变为易于清除的二氧化碳，同时，又可制得与反应了的氧化碳相等摩尔的氢，而所消耗的只是廉价的水蒸气。

因此，氧化碳的变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。

最后，残余的氧化碳再通过铜氨液洗涤法液氮洗涤法或甲烷化法等方法加以清除。

工艺原理氧化碳是氨合成反应的毒物，在原料气中含量为，氧化碳变换主反应为通过上述反应，转化为较易被消除的并获得宝贵的，因而氧化碳变换既是气体的净化过程，又是原料气制取的继续。

最后，少量的再通过其他净化法加以脱除。

此外，氧化碳与氢之间还可发生下列反应但是，由于变换所用催化剂对反应式具有良好的选择性，从而抑制了其他副反应的发生。

变换过程中还包括下列反应式工艺条件温度变换反应存在最佳温度，如果整个反应过程能按最佳温度曲线进行，则反应速率最大，即相同的生产能力下所需催化剂用量最少。

但是实际生产中完全按最佳温度曲线操作是不现实的。

首先，在反应初期，很小，但对应的很高，且已超过了催化剂的耐热温度。

而此时，由于远离平衡，反应的推动力大，即使在较低温度下操作仍有较高的反应速率。

其次，随着反应的进行，不断升高，反应热不断放出，床层温度不断提高，而依据最适宜曲线，却要求不断降低。

因此，随着反应的进行，应从催化床中不断移出适当的热量，使床层温度符合的要求。

生产上控制变换反应温度应遵循如下两条原则。

，应在催化剂的活性温度范围内操作催化床温度二，入口温度高于催化剂的起始活性温度左右，热点温度低于催化剂的耐热温度。

在满足工艺条件的前提下，尽量维持低温操作。

随着催化剂使用时间的增长，因催化剂活性下降，操作温度应适当提高。

催化床温度应尽可能接近最佳温度。

为此，必须从催化床中不断移出热量，并且对移出的热量加以合理利用。

根据催化床与冷却介质之间的换热方式的不同，移出方式可分为连续换热和多段换热式两大类。

对变换发应，由于整个反应过程变换率较大，反映前期与后期单位催化床所需排出的热量想差甚远，故主要采用多段换热式。

此类变换炉的特点是反应过程与移热过程分开进行。

多段换热式又可分为多段间接换热与多段直接换热。

前者是在间壁式换热器中进行的后者则是在反应器中直接加入冷流体以达到降温的目的，又称冷激式。

变换反应可用的冷激介质有冷原料气，水蒸汽及冷凝水。

对于低温过程，由于氧化碳反应量少，无需从床层移热。

其温度控制除了必须在催化剂的活性温度范围内操作外，低限温度必须高于相应条件下的水蒸汽露点温度约。

变换反应是可逆放热反应。

从反应动力学的角度来看，温度升高，反应速率常数增大对反应速率有利，但平衡常数随温度的升高而变小，即平衡含量增大，反应推动力变小，对反应速率不利，可见温度对两者的影响是相反的。

而存着最佳反应温对定催化剂及气相组成，从动力学角度推导的计算式为式中分别为最佳反应温度及平衡温度，最佳反应温度随系统组成和催化剂的不同而变化。

压力压力对变换反应的平衡几乎没有影响，但是提高压力将使析炭和生成甲烷等副反应易于进行。

对平衡而言，加压并无好处。

但从动力学角度，加压可提高反应速率。