開題報(bào)告模板

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目：年產(chǎn)5萬噸合成氨變換工段 工藝初步設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化工與材料學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 學(xué)生姓名： 代玉鳳 指導(dǎo)教師： 李青云 一、研究的現(xiàn)狀及其意義 合成氨，別名氨氣，分子式為NH3，英文名：synthetic ammonia，是由氮和氫在高溫高壓和存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量從焦?fàn)t氣中回收副產(chǎn)物外，絕大部分是合成的氨。氨在常溫、常壓下為無色氣體，比空氣輕，具有特殊的刺激性臭味，較易液化。當(dāng)溫度25、壓力

2、1MPa時(shí)，氣態(tài)氨可液化為無色的液氨。氨氣易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱。液氨或干燥的氨氣對大部分物質(zhì)不腐蝕，在有水存在時(shí)，對銅、銀、鋅等金屬有腐蝕。氨是一種可燃性氣體，自燃點(diǎn)為630，故一般較難點(diǎn)燃?！?,2】 合成氨主要用于制造氮肥和，氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產(chǎn)量的12。、各種含氮的無機(jī)鹽及有機(jī)中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作制冷劑?！?】 1.國外生產(chǎn)現(xiàn)狀 目前世界上合成氨主要專利供應(yīng)商有丹麥哈德爾-托普索、德國伍德公司和美國KELLOGGBROWN & ROOT。 在美國市場，合成氨生產(chǎn)商的利潤大大減少，主要是因?yàn)榻鼉赡陙淼奶烊粴?/p>

3、價(jià)格上漲，在美國合成氨成本中，天然氣的成本約占80。Donald H. Lauriente咨詢公司總裁 Donald Laurente認(rèn)為，到2003年底，天然氣的價(jià)格將會上漲2530。來自國外，尤其是特立尼達(dá)島的大量廉價(jià)商品的涌入，也造成美國氨市場價(jià)格下滑，生產(chǎn)商的利潤受到很大損害。美國Blue Johnson & Association公司的總裁Thomas Blue稱，美國合成氨工廠的開工率一直隨著天然氣價(jià)格的波動(dòng)而變化。1997年以來，由于合成氨的利潤微薄，造成11家合成氨廠關(guān)閉，關(guān)閉生產(chǎn)能力達(dá)3700萬噸/年，約占美國總生產(chǎn)能力的18。 在加拿大也有兩家合成氨廠由于效益問題而關(guān)閉，關(guān)

4、閉的生產(chǎn)能力為48萬噸/年，約占加拿大總生產(chǎn)能力的8。但是在天然氣價(jià)格相對便宜的地區(qū)，如加勒比海地區(qū)、中東、北非洲和東南亞地區(qū)也增加一批生產(chǎn)裝置。【4,5】 在未來的10年中，估計(jì)世界對合成氨的需求的年平均增長率為23。在未來的三年中，除中國以外的地區(qū)生產(chǎn)能力的年平均增長率估計(jì)約為1.75，到2005年的總生產(chǎn)能力可以達(dá)到1.3億噸/年。 2.國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀 我國合成氨工業(yè)的生產(chǎn)始于20世紀(jì)50年代，但生產(chǎn)規(guī)模都很小，合成氨單系列裝置的生產(chǎn)能力最大僅為4萬噸/年，氨加工產(chǎn)品主要為碳酸氫銨，產(chǎn)量滿足不了市場的需求。為了滿足市場快速增長的需求，70年代，我國建設(shè)了一批中型生產(chǎn)裝置，合成氨單系列裝置的

5、生產(chǎn)能力達(dá)到6-12萬噸/年，主要氨加工產(chǎn)品為或硝酸銨，大部分裝置采用我國開發(fā)的以無煙煤為原料的固定層氣化技術(shù)。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，高濃度化肥的市場需求不斷增加，為了滿足需求，增加生產(chǎn)能力，我國先后引進(jìn)了30套以油、天然氣和煤為原料的30萬噸/年合成氨裝置。除此之外，我國還自行研究設(shè)計(jì)制造了以輕油為原料的生產(chǎn)能力為30萬噸/年的合成氨生產(chǎn)裝置。【6】 目前，我國有合成氨生產(chǎn)企業(yè)600多家，2001年生產(chǎn)能力在30萬噸/年以上的生產(chǎn)廠家有18家，新疆烏魯木齊石油化工總廠是目前我國最大的合成氨生產(chǎn)廠家。我國合成氨主要生產(chǎn)廠家產(chǎn)量情況為：新疆烏魯木齊石油化工總廠（2000年產(chǎn)量為71.31萬噸/

6、年，2001年產(chǎn)量為65.34萬噸/年）、甘肅寧夏石化分公司（2000年產(chǎn)量為48.26萬噸/年，2001年產(chǎn)量為55.47萬噸/年）、四川瀘天化集團(tuán)有限公司（2000年產(chǎn)量為52.92萬噸/年，2001年產(chǎn)量為52.39萬噸/年）等等?！?,8】 20世紀(jì)90年代以來，隨著我國化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展，合成氨的產(chǎn)量也不斷增加。1990年我國合成氨的產(chǎn)量為2129萬噸/年，1999年增加到3452萬噸/年，為歷史最高記錄，比1990年增長62%。2001年我國合成氨的產(chǎn)量為3408萬噸，同比增長1.3%。近幾年我國合成氨的產(chǎn)量情況為：1998年產(chǎn)量為3189萬噸/年，1999年產(chǎn)量為3452萬噸/年

7、，2000年產(chǎn)量為3363萬噸/年，2001年產(chǎn)量為3408萬噸/年。【9】 合成氨是重要的之一，除液氨可直接作為肥料外，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，例如、以及各種含氮，都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。 是重要的產(chǎn)品,被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、等方面,在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的意義。【10】參考文獻(xiàn)1陳五平：合成氨工藝學(xué)M，北京化學(xué)工業(yè)出版社，1996，第131-167頁。2王文善：根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)狀況，促進(jìn)氮肥工業(yè)的健康發(fā)展C,北京化工工業(yè)出版社，2004，第1-4頁。3張成芳：合成氨工

8、藝與節(jié)能M，上海華東化工學(xué)院出版社，1988，第62-66頁。4侯引平：中小型合成氨裝置的變換工藝D，中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，2005，第1-4頁。5梅安華：小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊（上冊）M,化學(xué)工業(yè)出版社1995年3月第一版，第730-785頁。6黃文璐，王保國：化工設(shè)計(jì)M，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2000，第143-150頁。7夏清，陳常貴：化工原理M，天津大學(xué)出版社，2006，第50-85頁。8李國庭，陳煥章：化工設(shè)計(jì)概論M，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2008，第236-239頁。9錢伯章，朱建芳：合成氨催化劑的現(xiàn)狀和發(fā)展J，小氮肥2007，第22-38頁。10陳鐘秀，顧燕飛，胡望明

9、：化工熱力學(xué)M，北京工業(yè)出版社，2006，第302-305頁。二、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 1.研究目標(biāo) 根據(jù)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院下達(dá)的任務(wù)書，依據(jù)教科書實(shí)例，結(jié)合現(xiàn)在合成氨工業(yè)實(shí)際,最終讓學(xué)生掌握物料衡算、設(shè)備工藝計(jì)算、撰寫設(shè)計(jì)說明書及繪制流程圖等設(shè)計(jì)程序，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生樹立起具有符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確的設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)；樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索并具有創(chuàng)新意識及與他人合作的工作作風(fēng)。 2.研究內(nèi)容 基本要求：要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論進(jìn)行物料衡算和工藝計(jì)算，能夠按標(biāo)準(zhǔn)選擇輔助設(shè)備的型號，繪制帶控制點(diǎn)流程圖、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、物料衡算圖等。

10、具體設(shè)計(jì)內(nèi)容：生產(chǎn)方法的選擇、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝條件的論證、生產(chǎn)工藝流程。具體包括：工段各設(shè)備的物料衡算、工段各設(shè)備的熱量衡算、設(shè)備的工藝計(jì)算（包括中溫廢熱鍋爐，中變爐，主換熱器，調(diào)溫水換熱器，低變爐幾個(gè)主要設(shè)備的選型、設(shè)備的直徑以及列管數(shù)量、管長等）、工藝設(shè)備一覽表、各物料進(jìn)、出管管徑確定等。 3.擬解決的關(guān)鍵問題 在合成氨生產(chǎn)中，不論以固體、液體或氣體為原料，所得到的合成氨原料氣中都含有，其體積分?jǐn)?shù)一般為12%-40%。CO可使氨合成觸媒中毒，對生產(chǎn)極為不利必須除去。而CO變換過程是強(qiáng)放熱過程，必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

11、CO2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，變換工段中CO含量的控制是關(guān)鍵。三、研究的基本思路和方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 本設(shè)計(jì)選用中串低工藝進(jìn)行CO變換過程。 轉(zhuǎn)化氣從轉(zhuǎn)化爐進(jìn)入廢熱鍋爐，在廢熱鍋爐中變換氣從920降到330，在廢熱鍋爐出口加入水蒸汽使汽氣比達(dá)到3到5之間，以后再進(jìn)入中變爐將轉(zhuǎn)換氣中一氧化碳含量降到3%以下。再通過換熱器將轉(zhuǎn)換氣的溫度降到180左右，進(jìn)入低變爐將轉(zhuǎn)換氣中一氧化碳含量降到0.3%以下，再進(jìn)入甲烷化工段。 中低變串聯(lián)流程中，主要設(shè)備有中變爐、低變爐、廢熱鍋爐、換熱器等。低變爐選用C6型催化劑，計(jì)算得低變催化劑實(shí)際用量10.59m3。以上設(shè)備的選擇主要是依據(jù)所給定的合成氨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、原料氣中碳氧化物的含量以及變換氣中所要求的CO濃度。 天然氣變換工段工序是合成氨生產(chǎn)中的第一步，也是較為關(guān)鍵的一步，因?yàn)槟芊裾Ｉa(chǎn)出合格的壓縮氣，是后面的所有工序正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。所以，必須控制一定的工藝條件，使轉(zhuǎn)化氣的組成滿足工藝生產(chǎn)的要求。 CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù)，又是的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。因此，本設(shè)計(jì)的可行性很大。研究計(jì)劃及進(jìn)度安排學(xué)期 周數(shù) 具體任務(wù)第七學(xué) 期18確定論文（設(shè)計(jì)）題目19-20下達(dá)任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)開始運(yùn)行。21查閱并閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)題目相關(guān)的文章，每人不少于10篇；翻譯1篇英