基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计毕业论文

基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计毕业论文

目录

摘要 (3)

第1章引言 (5)

1.1 工业过程控制概述 (5)

1.2 氨合成塔温度控制概述 (6)

1.3 课题来源及主要任务 (8)

第2章各种控制策略的介绍 (9)

2.1 反馈控制 (9)

2.2 前馈控制 (14)

2.3 串级控制系统 (18)

第3章合成氨工艺的介绍 (20)

3.1 氨合成生产的流程 (20)

3.2 氨合成塔 (22)

3.3 氨合成工艺条件选择 (26)

3.4 催化剂的还原、钝化和再升温 (30)

3.5 催化剂的卸出 (32)

3.6 系统概述 (33)

第4章控制策略的选择 (35)

4.1 氨合成塔控制系统分析 (35)

4.1.1 控制方案的选取 (35)

4.1.2 被控对象的数学模型 (36)

第5章 PLC的设计和仿真 (38)

5.1 控制系统 (38)

5.2 设计PLC程序 (38)

5.2.1 简要介绍运行程序 (38)

5.2.2 程序的编写 (39)

第6章 WinCC的仿真 (52)

6.1 创建新项目 (52)

6.2 组态变量 (53)

6.3 创建过程画面 (55)

6.4 组态画面对象 (56)

6.5运行组态项目 (62)

第7章结论与展望 (63)

7.1 全文总结 (63)

7.2 展望 (63)

参考文献 (65)

致谢 (66)

外文文献翻译 (67)

基于PLC和OPC在氨合成塔温度控制系统设计

摘要

氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。

我国合成氨装置以中小规模居多,年产30万吨以上的大型合成氨装置很少；合成氨系统自动化程度低,尤其是关键的氨合成塔温度控制绝大多数是人工操作,工人劳动强度大且温度控制效果不好.因此氨合成系统先进控制技术的研究与应用已成为合成氨工业的迫切要求,对我国合成氨生产企业在现有条件下挖潜增效,提高经济效益和竞争力具有重要意义。

本文分析了氨合成工艺和氨合成塔床层温度控制的特点, 通过对不同位置的温度响应分析比较、对控制点位置的选择提供了基础。为了满足在线控制的需

要提出简化控制模型结构，本文采用一阶加纯滞后模型结构。该模型通过实验进行验证，结果是令人满意的。

PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、搞干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。本文就基于PLC完成对氨合成塔温度的控制。

关键词：氨，氨合成系统，氨合成塔， PLC

ABSTRACT

Ammonia is the most important one of basic chemical products and the production of chemical products is in the first place; At the same time it is also a large family of energy consumption and the world about 10% of the energy used in the production of synthetic ammonia.Ammonia is mainly used for agriculture and ammonia nitrogen is the foundation of industrial.Other nitrogen fertilizer are is first synthetic ammonia, then processed into urea ammonium salt or kinds of fertilizer, this part of the proportion of about 70%, which is called "chemical fertilizer ammonia".Ammonia is also important inorganic chemistry and organic

chemical industrial base material,which used in the production of ammonium, amine, dye, explosives, pharmacy, synthetic fiber, synthetic resin of raw materials, which account for about 30% of the proportion, called "industrial ammonia".

Most of synthetic ammonia plants in China are small and medium -sized. Annual output of 30 tons or more of the large- scale ammonia plant is very few. Ammonia system is very low degree of automation. Especially critical vast majority of ammonia is a manual temperature control. Especially critical vast majority of ammonia is manual temperature control. Labor intensity is great and effect of temperature control is not good. Therefore, advanced control technology Ammonia Synthesis System Research and Application Has become an urgent requirement for ammonia industry. It has great significance to Ammonia production enterprises in China under the condition of tapping the potential synergies in the existing and Enhance economic efficiency and competitiveness.

Ammonia synthesis and the three casing type ammonia synthesis tower of bed temperature control for quench ammonia synthetic tic tower are analyzed. Based on the different positions of temperature response analysis comparison, control provides the basis for the positions. In order to meet the needs of on-line control this simplified control model structure is adopted in this paper, variable parameter and first-order

add pure time-delay model structure. The actual application result proves that this control system and good control quality.

PLC has simple structure, convenient programming, superior performance and flexible gm, use convenient, the reliability high, make interference ability strong wait for a series of advantages, in the industrial production process to be automatic control areas to be used. This paper based on PLC of ammonia synthesis tower complete control of the temperature.

Key word:Ammonia Ammonia synthetic system; ammonia; PLC

第1章引言

1.1 工业过程控制概述

过程控制通常是指石油、化工、冶金、轻工、建材等工业生产过程中的自动控制，在国民经济中占有极其重要的地位。常规的过程控制系统是在了解掌握生产工艺流程及过程动态、静态特性的基础上，根据生产对控制提出的要求，应用控制理论，针对不同的生产过程进行检测、变换、显示等，配合执行器与控制阀构成的开环或闭环控制系统。由于工业对象本身所固有的惯性、时间滞后特性及

其动力学特性的部不确定性和外部环境扰动的不确定性，使很多过程控制问题复杂化，且随着工业和现代科学技术的发展，生产工艺变得日益复杂，人们对工业过程总体性能，如控制精度、响应速度、系统稳定性及适应能力的要求也不断提高。这表明，人们从系统对象所能获得的知识信息量正相对减少，而对控制性能的要求却日益高度化[1]。

正如Zadeh教授指出的：“当一个系统复杂性增大时，人们能使它精确化的能力将降低，当达到一定的阈值时，复杂性和精确性将互相排斥”即“不相容原理”。在这种情况下，要想精确地描述复杂对象与系统的物理现象和运动状态是十分困难的，因而传统的建立在对象精确模型上的控制方法往往难以满足闭环优化控制的要求。如何以经济、有效的方式提高过程控制的质量，有着很重要的现实意义。

通常来说，工业过程的复杂性及控制的困难性表现在以下几个方面：

(1)过程的不确定性。在传统的控制理论中，过程控制系统的设计、调节器参数的整定都是以被控过程的数学模型为依据的，其建模的方法通常有机理建模和实验建模两种。由于人类的认识能力有限，且工业现场普遍存在着各种各样的干扰，许多过程复杂的物理和化学变化使得人们难以完全从机理上揭示其在规律；另一方面，过程中还存在着不可预知输入，即对输出产生影响的，在重复试验中无法重复的干扰。这两种不确定性普遍存在于工业过程中，使得很多对象难以建模。

(2)过程的非线性。严格地说，所有的工业过程都存在非线性，只是非线性的程度不同而己。当系统的非线性不是很严重时，可用线性系统来近似，这在工程上是可以接受的。但是对于存在严重非线性环节的系统，采用线性化的处理方

法常会产生很大的偏差，甚至会得出完全相反的结论。线性系统的分析设计有着比较完善和系统的理论方法，而非线性系统的研究虽然取得了一些新成果，但非线性理论远非完善，有很多问题尚待研究[2]。

(3)过程的时滞特性。在大多数过程控制系统中，不同程度地存在着时间滞后的工艺过程[3]，包括纯滞后与容量滞后。时滞的存在给系统的稳定性带来了不利的影响，调节作用的不及时会导致调节系统的动态品质变差，甚至出现发散振荡。因而时滞对象被认为是最难控制的对象之一。从50年代末以来，在时滞控制方面先后出现了基于模型的方法(如Smith预估控制、最优控制、滑模变结构控制等)和无模型的方法两大类，然而对于时滞系统的模型不确定性和干扰的不可知性，非参数模型显得更为有效，开发与设计出各种智能控制方法或以不同的方式结合在一起，将是解决工业大时滞过程的有效途径[4]。

(4)过程的多变量及强耦合特性。几乎在所有的工业过程中，都包含了较多的过程变量，而且这些变量之间又常以各种形式相互关联着，任何一个变量的变化往往可能引起其他的变量发生变化，使系统的控制难以达到满意的指标。目前，许多单变量控制系统所以能正常工作，是因为在某些情况下变量之间的耦合程度不高。在变量间的关联比较紧密的情况下，不能简单地将系统分为若干个单变量系统进行分析和设计，否则不但得不满意的控制效果，甚至得不到稳定的控制过程。

大部分工业过程还具有一些其他的特性，如时变性、缓慢性、间歇性、过程约束的多样性以及状态的不完全性等。所以，如何在工业过程具有复杂特性的情况下，找到合理、有效的控制方式解决过程控制的难题，是非常重要的。

年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计

合成工段初步工艺设计 湖南科技大学 毕业设计（论文） 题目年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计 作者宋宏友 学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 学号1106040306 指导教师曾令玮唐丽（湘电集团）

二〇一五年六月七日

湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 化学化工学院化工系（教研室） 系（教研室）主任:（签名）年月日 学生姓名: 宋宏友学号: 1106040306 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产19万吨合成氨合成工段初步工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自2015年3月01 日开始至2015 年5 月30 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： [1] 万鹏.《中国科技纵横》2011年第7期285-285页 [2] 赵育祥编.《合成氨工艺》[M]. 1985, 化学工业出版社 [3] 林玉波编.《合成氨生产工艺》[M]. 2006 化学工业出版社3-4页 [4] 赵忠祥.《氮肥生产概论》[M]. 1995,化学工业出版社 [5] 江苏化学石油工业厅组织.《小型氮肥厂安全操作技术》[M].1981,化学工业出版社 [6] 方伟阳. 年产3万吨合成氨合成工段设计[D].福州:福州大学本科生毕业设计(论文),2007. [7] 张岩. 化学沉淀—A/ O 工艺处理合成氨废水[J] . 中国给水排水，2004，20 ：77-79 [8] 张炳标. 膜分离法回收合成氨弛放气中氢气[J].低温与特气，2003，21 (1) ：23-25 [9] 王新杰. 合成氨厂两气回收技术的应用[J] .中氮肥2006 ，(1)：13-14 [10] 王敏. 合成氨生产中的废气利用与节能效益[J] .江西能源，2001 (3) ：26-27 [11] 《小型氮肥厂生产氨的合成（工人读物）》[M]1969年10月第1版 4 设计（论文）应完成的主要内容： 了解产品的生产现状；合理选择设计方案；工艺计算（物料衡算与能量衡算）；安全技术与经济评价发展趋势；主要设备的设计计算与选型；绘制工艺流程图、平面布置图和主要设备图。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： （1）形式：设计说明书1本；图纸3张（带控制点的工艺流程图、平面布置图及主要设备图，图用CAD制作）。 （2）要求：设计说明书字数不少于8000字；图纸符合国家有关标准；写作格式按湖南科技大学教务处有关规定执行；设计说明书按学校统一标准装订。 6 发题时间：2015年3月1日 指导教师：（签名） 学生：（签名）

年产10万吨合成氨合成工艺设计毕业设计论文

年产10万吨合成氨工艺设计 摘要：合成氨是化学工业的基础，也是我国化学工业发展的重要先驱，其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。本设计目的在于对年产10万吨合成氨进行设计，并简要介绍了氨的用途、现状和未来发展趋势。 在中压法和催化剂的条件下，设计合成氨合成工段的生产工艺流程，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成为氨的混合气中冷凝分离出来，最后在未反应的混合气中补充一定量的新鲜气继续循环反应。 在物料衡算中出塔气氨含量达到16.50%，合成氨27.778t/h，合成率为29.133%，由热量衡算得到合成塔、中置锅炉和塔外换热器的热量变化。并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对换热器的尺寸和材质进行选择。塔外换热器采用换热面积为546.97m2的立式列管式换热器。 关键词：氨合成物料衡算能量衡算

The Process Design of 200kt/a Synthetic Ammonia Synthesis Abstract: Ammonia is the basis of the chemical industry, but also an important pioneer of China chemical industry,in which ammonia synthesis section is the central part of the synthetic ammonia process. is to optimize outputting 200,000 t/a of synthetic ammonia synthesis is as the purpose of the design,and the use of ammonia, current situation and future development trend is briefly introduced. The production process of synthetic ammonia synthesis is designed in the medium pressure and catalyst.The refined hydrogen and nitrogen mixture is made into synthesis ammonia by the design,then took the synthesis ammonia gas out of the mixture that has not been become ammonia.At last,the mixture of not reacting is supplied a certain amount of fresh gas to continue to cyclic response. The design of raw material of gas refining section in production process the synthetic ammonia content that gets out from synthetic ammonia tower is made rich to 16.50% in material balance calculations,synthetic ammonia 27.778 t /h,synthetic rate 29.133% in this design of raw material of gas refining section in production process.The heat change of the synthesis tower,the boiler and the heat exchanger is attained by the heat balance,also we selected piping size and material according to the design operation of temperature,pressure and relevant standards.The heat exchanging area of 546.97m2 of vertical tube type exchanger is used as external heat exchanger of tower. Keywords: ammonia synthesis section;material balance accounting;energy balance accounting

合成氨变换工段设计说明

工商职业技术学院 毕业论文 题目：合成氨变换工段设计 作者：焦鹏丽学号：2101100125系别：化工工程系 专业：应用化工技术 指导教师：晋萍专业技术职务讲师 2012 年1月1

工商职业技术学院 毕业设计说明书 题目：合成氨变换工段设计 作者：焦鹏丽学号：2101100125 系别：化工工程系 专业：应用化工技术 指导教师：晋萍专业技术职务讲师 2012 年1月1

摘要:本文是关于煤炭为原料一氧化碳变换工段初步设计。在合成氨的生产中，一氧化碳变换反应是非常重要的反应。用煤炭制造的原料气中，含有一部分一氧化碳，这些一氧化碳不能直接做为合成氨的原料，而且对合成氨的催化剂有毒害作用，必须在催化剂的催化作用下通过变换反应加以除去。一氧化碳变换反应既是原料气的净化过程，又是原料气的制造过程。本设计主要包括工艺路线的确定、中温变换炉的物料衡算和热量衡算、触媒用量的计算、中温变换炉工艺计算和设备选型、换热器的物料衡算和热量衡算以及设备选型等。 关键词：煤炭；一氧化碳变换；中温变换炉；流程图 结论中提到完成了设计宗指，但你的设计宗指到底是什么?没有表达出来。结论中也没有对你的设计做一个总结，你到底做这个设计的做用是什么?解决了什么问题?目录中二级目录应比一级目录再缩进两格，下级目录同理。

目录 第一章绪论 0 1.1 氨的性质和用途 0 1.1.1 氨的性质 0 1.1.2 氨的用途 0 1.2 我国合成氨生产现状 (1) 1.3 一氧化碳变换在合成氨中的意义 (1) 第二章变换流程及工艺条件 (2) 2.1 变换工艺原理 (2) 2.1.1变换反应的热力学分析 (2) 2.1.2 变换反应的动力学分析 (2) 2.2变换工艺的选择 (3) 2.3 工艺条件 (4) 2.3.1 温度 (4) 2.3.2 压力 (5) 2.3.3 水汽比 (5) 第三章工艺计算 (6) 3.1 基本工艺数据的确定 (6) 3.1.1水气比的确定 (6) 3.2中变炉一段催化床层的物料衡算 (7) 3.2.1 中变炉一段催化床层的物料衡算 (7) 3.2.2中变炉一段催化床层的热量衡算 (8) 3.2.3 中变一段催化剂操作线的计算 (11) 3.3中间冷凝过程的物料和热量计算 (12) 3.4中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (13) 3.4.1中变炉二段催化床层的物料衡算： (13) 3.4.2中变炉二段催化床层的热量衡算 (15) 3.4.3中变二段催化剂操作线计算 (16) 3.5 主换热器的物料与热量的衡算 (18)

年产8万吨合成氨合成工段设计_毕业设计

毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月

关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：

毕业设计论文—30万吨合成氨设计概要

年产三十万吨合成氨装置的粗煤气 一氧化碳耐硫变换工艺设计 摘要 本文介绍了合成氨生产基本情况以及年产三十万吨合成氨系统流程，介绍了一氧化碳变换的基本原理，工艺条件以及工艺参数和变换催化剂的选择原则。并且对第一和第二变换炉进行热量和能量衡算，对催化剂装填量进行计算，掌握了变换系统的设计方法。 关键词：变换，催化剂，工艺条件，一氧化碳含量

目录 第一章前言 (4) 第1．1节合成氨在国民经济中的重要地位 (4) 第1．2节合成氨工业发展简介 (5) 第1．3节天脊集团合成氨的生产方法 (5) 第二章设计说明 (7) 第2．1节设计目的 (7) 第2．2节工艺原理 (7) 第2．3节工艺条件对一氧化碳含量的影响 (7) 第2．4节上下流程配置 (8) 第2．5节催化剂的选择 (8) 第2．6节热量回收 (9) 第三章设计计算 (10) 第3．1节已知条件与要求 (10) 第3．2节核算蒸汽是否够用 (10) 第3．3节计算煤气成分 (11) 第3．4节变换炉温升的估算 (11) 第四章物料衡算 (13) 第4．1节第一变换炉的物料衡算 (13) 第4．2节第二变换炉的物料衡算 (15) 第五章热量衡算 (18) 第5．1节第二换热器进口煤气温度的计算 (18) 第5．2节第一换热器进口煤气温度的计算 (19) 第5．3节第一换热器热量衡算 (21) 第5．4节第二换热器热量衡算 (21) 第5．5节第一变换炉热量衡算 (22)

第5．6节第二变换炉热量衡算 (23) 第六章变换炉的工艺计算 (23) 第6.1节催化剂用量的计算 (23) 第6.2节变换炉工艺尺寸的计算 (25) 第6.3节催化剂床层阻力的计算 (26) 第七章换热器选型 (29) 第7.1节第一换热器的选型与计算 (29) 第八章设备一览表 (34) 第九章设计结果分析和改进方向 (34) 第十章参考文献 (35) 第十一章致谢 (36)

合成氨合成工段工艺12

毕业论文（设计） 2012 届 题目合成氨合成工段工艺 专业 学生 学号 小组成员 指导教师 完成日期 2012-04-10

毕业论文（设计）任务书班级日期2012-04-10 1、论文（设计）题目：合成氨合成工段工艺 2、论文（设计）要求： （1）学生应在教师指导下按时完成所规定的容和工作量，最好是独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。 （3）主题明确，思路清晰。 （4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域的成果及其最新进展。（5）格式规，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。 （6）所有学生必须在月日之前交论文初稿。 3、论文（设计）日期：任务下达日期2011年12月10日 完成日期 2012 年 4 月 10日 4、指导教师签字：

毕业论文（设计）成绩评定 报告

毕业论文答辩及综合成绩

合成氨合成工段工艺 摘要：在氨是最为重要的基础化工产品之一，其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户，世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分约占70 %的比例，称之为“化肥氨”；同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”。 世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。 合成氨生产过程中，换热器应用十分广泛，主要用于热量的交换和回收。变换工段中主要涉及一氧化碳的转化和能量的回收利用，列管换热器在传热效率，紧凑性和金属耗量不及某些换热器，但它具有结构简单，坚固耐用，适用性强，制造材料广泛等独特优点，因而，在合成氨变换工段选择列管式换热器，而本设计主要对该换热器进行相关选计算。 关键词：氨，合成氨，反应热，氢气

(完整版)年产30万吨合成氨合成工段工艺设计毕业论文

年产30万吨合成氨合成工段工艺设 计

目录 摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章合成氨综述............................................................................................................ 1.1 氨的用途.................................................................................................................................... 1.2 氨的性质.................................................................................................................................... 1.2.1 氨的物理性质 ....................................................................................................................... 1.2.2 氨的化学性质 ....................................................................................................................... 1.3 合成氨的生产方法 ................................................................................................................. 1.4 合成工艺条件的选择............................................................................................................. 1.4.1操作压力................................................................................................................................. 1.4.2 反应温度 ................................................................................................................................ 1.4.3空速.......................................................................................................................................... 1.4.4合成塔进口气体组成.......................................................................................................... 1.5 合成氨工业的发展 .................................................................................................................第二章合成工段工艺简介.............................................................................................. 2.1 合成工段工艺流程简述 ............................................................................................ 2.2 工艺流程方框简图 .................................................................................................... 2.3 设备简述..................................................................................................................... 2.3.1 氨合成塔..................................................................................................................

合成氨变换工段工艺设计

摘要 变换工序是合成氨中最重要的工序之一，在合成氨工艺的流程中起着非常重要的作用 本次设计为70 kt/a合成氨变换工段的工艺设计。本设计采用全低变的工艺流程.。根据有关文献资料，完成物料、热量的计算。并对第一变换炉、第二变换炉、煤气换热器以及变换气换热器等主要设备进行选型计算。并做出了合成氨变换工段全低变的工艺流程图和设备布置图。所得结果基本满足设计要求，工艺流程可行。 关键词：合成氨；低温变换；热量衡算；物料衡算 .

Abstract Transform processes is one of the most important processes, and it p lays a very important role in the industry of synthetic ammonia. The task is the design of shift process in 70 kt/a NH3. The low-temperature shift technology was adopted in this calculation.According to the relevant cultural heritage data, complete the calculation of material, calories. Furthermore, the size and type of the equipments were determined such as heat exchanger, shift converter, etc.Also do to synthesize an all of the ammonia transformation work segment low craft flow chart and equipments changing set out diagram.The results meet the requirements of the design task well, the craft process can go.

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计毕业论文

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计 毕业论文 1.绪论 1.1合成氨简介 在高温高压和催化剂存在的条件下，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。由于受反应平衡影响，氢氮混合气不能全部转化为氨，反应后气体中一般只有10%-20%，通常采用冷冻的方法将已合成的氨分离，然后在未反应的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反应。 氨合成反应是一个放热反应，而氨分离过程又要消耗大量的冷量。在氨合成系统中合理设计回收反应热的设备，可降低冷量的消耗。氨合成工段的生产状况直接影响到合成氨厂生产成本的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。 根据合成氨反应中采用的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方法可以分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。目前合成氨厂普片采用的采用的是低压法和中压法。 1.2 合成氨概况 合成氨是重要的无机化工产品之一，最早是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的，其原理是由氮气和氢气在一定条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。后来，他继续研究，于1909年改进了合成技术，使氨的含量达到6%以上。 合成氨工业起初是因为制作炸药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对合成氨的需要量日益增长。20世纪50年代后氨的原料构成发生重大变化，近数十年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置发展主流，技术改进主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。 合成氨工业已有一个世纪的历史，在国民经济中占有重要地位。合成氨在农业上有非常重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复，都是以氨为原料的。

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书 精品

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计 1.绪论 1.1合成氨简介 在高温高压和催化剂存在的条件下，将精制的氢氮混合气直接合成为氨，然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。由于受反应平衡影响，氢氮混合气不能全部转化为氨，反应后气体中一般只有10%-20%，通常采用冷冻的方法将已合成的氨分离，然后在未反应的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反应。 氨合成反应是一个放热反应，而氨分离过程又要消耗大量的冷量。在氨合成系统中合理设计回收反应热的设备，可降低冷量的消耗。氨合成工段的生产状况直接影响到合成氨厂生产成本的高低，它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。 根据合成氨反应中采用的压力、温度及催化剂型号的不同，氨合成的方法可以分为低压法（15-20MPa）、中压法(20-32MPa)和高压法三种。目前合成氨厂普片采用的采用的是低压法和中压法。 1.2 合成氨概况 合成氨是重要的无机化工产品之一，最早是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的，其原理是由氮气和氢气在一定条件下直接合成氨，并于1908年申请专利。后来，他继续研究，于1909年改进了合成技术，使氨的含量达到6%以上。 合成氨工业起初是因为制作炸药而被重视，在20世纪初期形成规模，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对合成氨的需要量日益增长。20世纪50年代后氨的原料构成发生重大变化，近数十年来合成氨工业发展很快，大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置发展主流，技术改进主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。 合成氨工业已有一个世纪的历史，在国民经济中占有重要地位。合成氨在农业上有非常重要的地位，氮肥，尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。 同时，合成氨也是大宗化工产品之一，世界每年合成氨有80%用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。据IFA全球合成氨产能的调查，统计从2007年的1.763亿吨NH3已增加到2012年的4.652亿吨NH3，增加量的三分之一将通过产能改造实现，其余三分之二将通过全球范围内近50套生产装置的开车实现，其中有一半来自中国。

合成氨毕业设计doc

合成氨毕业设计 篇一：合成氨本科毕业设计 摘要 合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，第一步是造气，即制备含有氢、氮的原料气；第二步是净化，不论选择什么原料，用什么方法造气，都必须对原料气进行净化处理，以除去氢、氮以外的杂质；第三步是压缩和合成，将纯净的氢、氮混合压缩到高压，在铁催化剂与高温条件下合成为氨。 目前氨合成的方法，由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同，一般可分为低压法、中压法和高压法三种。本设计主要是对合成塔工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温高压条件下来制得氨气。 本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等，在合成效率方面也有进一步研究。

关键词:氮气；氢气；四氧化三铁催化剂；氨合成塔 Abstract Ammonia production design determines the size of the production of synthetic ammonia, equipment requirements, as well as the status process. The design of the method used was semi-water gas synthesis, the main raw material is coal and nitrogen, the use of coal to generate hydrogen, while the design is a synthesis of the main section of the tower design, it is the direct use of raw materials used in nitrogen and hydrogen, its synthesis tower as the main equipment, in the ammonia cooler, water coolers, gas - gas exchange, recycling machines, separators, auxiliary equipment, such as condensation of the tower under the four iron oxide catalyst, in the high-temperature conditions of 485-500 ℃ obtained from ammonia. The first step is to build gas, Preparation that contains hydrogen, nitrogen gas; second step is purification, regardless of what materials, what methods of gas must be carried out on the feed gas purification to remove hydrogen and

(完整版)合成氨合成工段毕业课程设计说明书

太原理工大学课程设计任务书

前言 《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等内容。在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等内容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。 合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。 本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。 摘要 合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流

程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮 气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所 用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、 气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化 三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。本设计要求要掌握 合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。 在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的 氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步 研究。 [关键词]：半水煤气合成法合成塔催化剂 目录 符号说明 (6) 第一章总论 (7) 1.1 概述 (7) 1.2 氨的性质 (7) 1.2.1 氨的物理性质 (7) 1.2.2 氨的化学性质 (8) 1.3 原料气来源 (8) 1.4 文献综述 (9) 1.4.1 合成氨工业的发展 (9) 1.4.2 合成氨工业的现状 (9) 1.4.3 合成氨工业的发展趋势 (10) 1.5 设计任务的项目来源 (10) 第二章流程方案的确定 (11)

年产15万吨合成氨合成工段_毕业设计

年产15万吨合成氨合成工段

目录 第一部分说明书------------------------------------------------------3 第一章概述-------------------------------------------------------------------3 第二章原材料及产品主要技术规格-----------------------------------------4 第三章危险性物料主要物性表-----------------------------------------------5 第四章生产原理及流程简述--------------------------------------------------5 第五章主要设备的选择与计算-----------------------------------------------5 第六章原材料及动力消耗-----------------------------------------------------6 第七章生产分析及三废排量--------------------------------------------------7 第八章存在问题及建议--------------------------------------------------------7 第九章主要参考书目-----------------------------------------------------------7 第十章工艺设计计算书--------------------------------------------------------8 第二部分物料衡算和热量衡算----------------------------------------------8 第三部分设备的选型与计算-------------------------------------------------27

年产3000吨合成氨厂合成工段工艺设计_毕业设计

继续教育学院 毕业设计（论文） 题目年产3000吨合成氨厂合成系统工艺设计专业化学工程与工艺 姓名 学号 指导教师 起讫日期2011年2月21日-2011年5月26日

年产3000吨合成氨厂合成系统工艺设计 摘要 氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。合成氨工业是基础化学工业之一。其产量居各种化工产品的首位。氨本身是重要的氮素肥料除石灰氮外，其它氮素肥料都是先合成氨，然后加工成各种铵盐或尿素。合成氨的生产主要分为原料气的制取原料气的净化与合成。合成工段是指精炼气反应生成氨气与氢气，从而进一步生产氨产品。本设计是生产3000吨合成氨的工艺计算。 本设计工艺计算部分是对合成塔、水冷器、冷交换器、一级氨冷器、二级氨冷器的物料和热量衡算。主要设备计算部分是合成塔与冷交换器的外筒强度计算，里面包括筒身强度计算、主要螺栓强度计算、大顶盖强度计算、电热器盖及其螺栓强度计算。设计中，在混合气体中的气氨未冷凝时，采用分压叠加法，即先算出高压下真实分子热容，再换算为平均分子热容，在有气氨冷凝时，因处于氨饱和区内，则采用压力校正法，即先算出常压下平均分子热容，再换算为高压下平均分子热容。 关键词：合成塔冷交换器精炼气合成氨

目录 摘要 ..................................................................................................................... I 第一章设计项目 (1) 第二章前言 (2) 2.1合成氨的用途 (2) 2.2合成氨的性质 (2) 2.3合成氨的工艺流程 (3) 2.4发展前景 (5) 第三章工艺设计说明书 (7) 3.1 产品用途、原料规格要求 (7) 3.2 设计任务书及本设计主要工艺技术指标 (7) 3.3 主要公式、物性数据来源及计算公式 (8) 3.4 环保及安全要求 (10) 第四章设计计算书 (11) 4.1 物料衡算 (11) 4.2 热量衡算 (19) 4.3 主要设备工艺计算 (33) 第五章小结 (75) 参考文献 (76) 致谢 (77) 附录 (78) ①合成塔装配图 (78) ②带控制点的工艺流程图 (78)

10万吨合成氨变换工段的设计毕业设计

毕业设计 （2010届） 题目年产10万吨合成氨变换工段的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

(完整版)合成氨厂变换工段工艺设计毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 四川理工学院 毕业设计题目年产三万吨合成氨厂变换工段设计 作者 系别材料与化学工程系 专业无机化工011 指导教师 接受任务日期2005年2月28日 完成任务日期2005年6月1 日 四川理工学院 毕业设计说明书题目年产3吨合成氨厂变换工段设计 作者

系别材料与化学工程系 专业无机化工 指导教师 接受任务日期2005年2月28日 完成任务日期2005年6月1 日 四川理工学院 毕业设计任务书 材化系无机化工专业01 级 1 班 题目年产3吨合成氨厂变换工段设计 起讫日期 2005 年2 月28 日起至2005 年6 月1 日止指导老师 教研室主任 系主任 学生姓名 批准日期 2005 年 2 月 28 日 接受任务日期 2005 年 2 月 28

日 完成任务日期 2005 年 6 月 1 日 一．计要求： 1.进行工段工艺流程设计，绘制带主要控制点的工艺 流程图。 2.进行工段物料计算、热量计算，并绘制物料衡算表、 热量衡算表。 3.进行工段设备设计、选型，制备设备一览表。 4.编写工段工艺初步设计说明书。 5.绘制主要设备结构图。 二．设计原始数据： 以在自贡市鸿鹤化工厂的实际数据为 原始数据 组分CO2CO H2N2O2CH4合计 含量，％9.60 11.42 55.71 22.56 0.33 0.38 100

目录 说明书 (4) 前言 (4) 1.工艺原理 (4) 2.工艺条件 (4) 3.工艺流程的选择 (5) 4.主要设备的选择说明 (5) 5.工艺流程的说明 (6) 第一章物料与热量衡算 (7) 1．水汽比的确定 (7) 2．中变炉C O的实际变换率的求取 (8) 3．中变炉催化剂平衡曲线 (9)