布朗工藝合成氨過程模擬.pdf

1、合成氨是重要的化工產品，被廣泛的應用于農業(yè)、工業(yè)、國防、醫(yī)藥、冶金等方面，在國民經濟中具有十分重要的意義。我國擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨廠1000多個，其中年產30萬噸合成氨裝置有40多套，氨年產量居世界第一。 我國的大型合成氨裝置絕大多數為引進技術，各廠都還存在著設備缺陷、操作不夠熟練、外部條件不夠完善等一系列問題，裝置運轉效率不高，生產能耗達不到設計值，過程模擬技術正是解決這一問題最有效的手段。過程模擬技術是

2、與實驗研究同樣可靠和更為有效的一種研究手段，其應用極大地促進化學工業(yè)的發(fā)展?；み^程模擬能使設計最優(yōu)化，提高設計效率，結果得到效率較高的工廠生產；對尋找故障，消除“瓶頸”，優(yōu)化生產條件和操作參數而進行舊廠改進都有非常重要的現實意義。本論文就是以此為出發(fā)點，以四川天華公司布朗工藝合成氨裝置為工業(yè)背景，對布朗合成氨工藝過程進行分析，并對部分關鍵設備進行模擬計算。 本文主要包括一段轉化爐和氨合成塔的建模和計算。其中一段轉化爐同時建立爐

3、膛燃燒傳熱模型和管內氣固相催化反應模型。爐膛燃燒傳熱過程采用Hottle區(qū)域法建立三維輻射換熱模型，與管內的氣固相催化反應動力學模型迭代求解，得出了爐膛三維溫度分布以及管內溫度、壓力、組成隨轉化深度的分布。由于爐膛燃燒傳熱模型采用三維模型，與傳統(tǒng)的一維和二維模型比較，數學模型能夠與實際情況更好的吻合。合成塔采用一維擬均相數學模型，認為反應氣體以活塞流通過催化床層，忽略徑向的溫度梯度、濃度梯度和壓力變化，將催化劑中毒、老化等原因合并為一校