年產(chǎn)12萬噸合成氨脫碳工段工藝設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　題 目 年產(chǎn)12萬噸合成氨脫碳工段工藝設(shè)計</p><p><b>　　學(xué) 生 </b></p><p>　　指導(dǎo)教師 xx 講師</p><p><b>　　年 級 </b>&

2、lt;/p><p>　　專 業(yè) 應(yīng)用化學(xué)</p><p>　　系 部 化學(xué)系</p><p><b>　　2013年6月</b></p><p>　　摘　要 本設(shè)計是年產(chǎn)十二萬噸合成氨脫碳工段工藝的設(shè)計。二氧化碳是氨合成催化劑的毒物，因此需要把這些雜質(zhì)除去，同時回收的二氧化碳也可以用于其他化學(xué)物質(zhì)的合成，

3、比如尿素，化肥等。本設(shè)計采用改良的碳酸丙烯酯和兩段吸收兩段再生的工藝來脫除合成氣中的二氧化碳，并對吸收液進行再生。設(shè)計內(nèi)容主要包括生產(chǎn)工藝的確定和比較、物料衡算和能量衡算、主要設(shè)備的設(shè)計與選型。主要設(shè)備為二氧化碳吸收塔：上塔徑為3.1m，填料層高18m，下塔徑為3.6m，填料層高度為12米，全塔填料層總高為30m。通過吸收塔將原料氣中的二氧化碳含量降低到1%以下，以滿足后續(xù)工藝需求。并使用CAD軟件繪制帶有工藝控制點的流程圖和二氧化碳吸

4、收塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞 合成氨 脫碳 碳酸丙烯酯 工藝設(shè)計 吸收塔</p><p>　　The Design of 120kt/a Synthetic Ammonia Purification Section Process </p><p>　　Feng Wen-Hui Driected by Lecturer LiangY

5、a-nan </p><p>　　Abstract The design is an annual output of 100,000 tons of synthetic ammonia decarburization section in the design process. The carbon dioxide is harmful to ammonia synthesis catalyst, so i

6、t need removal of carbon dioxide in the feed gas, and it can be used for the production of other chemicals for example urea. It uses the developed way of hot solution of aqueous potassium carbonate and the process of two

7、 absorbtion and two recovery to remove the carbon dioxide of syngas, and to recover the c</p><p>　　Keywords Synthetic ammonia Decarburization process The hot solution of aqueous </p><p>　　T

8、echnological design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘　要I</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2　合成氨的概述1</p><p>　　2.1

9、 氨的發(fā)現(xiàn)與制取1</p><p>　　2.2 氨的性質(zhì)與用途1</p><p>　　2.3 合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　2.4 合成氨典型流程2</p><p>　　2.5 脫碳在合成氨中的作用和地位4</p><p>　　3　脫碳方法及工藝的選擇4</p><p>

10、;　　3.1 脫碳方法的選擇4</p><p>　　3.2 脫碳工藝的選擇6</p><p>　　3.3 脫碳工段主要設(shè)備的選擇6</p><p><b>　　4 工藝計算7</b></p><p>　　4.1 工藝條件7</p><p>　　4.2 工藝過程7</p>

11、<p>　　5　主要設(shè)備的計算與選型8</p><p>　　5.1 二氧化碳吸收塔8</p><p>　　5.2 二氧化碳再生塔11</p><p><b>　　6　車間布局11</b></p><p>　　6.1 車間設(shè)計任務(wù)11</p><p>　　6.2 廠房的整體布局

12、設(shè)計12</p><p>　　6.3 車間內(nèi)輔助室與生活區(qū)布局12</p><p>　　7　脫碳三廢的處理初步設(shè)計13</p><p>　　8 初步經(jīng)濟核算14</p><p><b>　　9 結(jié)論16</b></p><p><b>　　10　附錄16</b>

13、;</p><p><b>　　參考 文獻17</b></p><p><b>　　致 謝18</b></p><p>　　年產(chǎn)12萬噸合成氨脫碳工段工藝設(shè)計</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　目前世界上做為重要化

14、工產(chǎn)品的氨，其在每個國家的國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。隨著世界人口的不斷增加和經(jīng)濟不斷發(fā)展，各行各業(yè)的化工制品都在不同程度的應(yīng)用了氨的生產(chǎn)。在各個國家，重要的支柱產(chǎn)業(yè)基本上都是氨的合成工業(yè)[1]。</p><p>　　氨在工業(yè)上具有十分好的前景，大部分用開制作化肥和鹽類用品。例如將氨氧化后可以制得硝酸和硝酸鹽。那么氨在化纖和塑料工業(yè)中的作用更是重要，例如以氨、硝酸以及硝酸鹽和尿素等作為氮源，生產(chǎn)化肥產(chǎn)品。氨的其

15、它工業(yè)用途也十分廣泛，例如，用作制冰、液化等系統(tǒng)的制冷濟。所以我認(rèn)為合成氨在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，在國民經(jīng)濟中占有不可替代的作用[1]。</p><p>　　由于合成氨是一個非常復(fù)雜的化學(xué)過程，反應(yīng)極其難于進行，所以對于對于合成氨的過程中，要求極高，合成氣含有較多的二氧化碳一氧化碳和二氧化硫等，因為在合成生產(chǎn)中所用的催化劑非常敏感，所以如果二氧化碳有殘留或二氧化碳太多，就會在合成氨生產(chǎn)時會使合成氨中所用的

16、催化劑如鐵態(tài)酶這種物質(zhì)中毒，如果催化劑中毒會使反應(yīng)難以進行。此外，因為二氧化碳是制造尿素、純堿、碳酸氫銨化肥纖維等的重要原料，所以合成氨中二氧化碳的脫除和回收利用是脫碳過程的雙重任務(wù)。根據(jù)各國現(xiàn)今合成氨技術(shù)發(fā)展的情況分析，其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)圍繞“降低能耗、提高效益，改善環(huán)境”的基本目標(biāo)，進一步集中在“大中型化、低耗能、高產(chǎn)量、無污染、運行短”等方面進行技術(shù)的研究開發(fā)[2]。</p><p><b>　　

17、2　合成氨的概述</b></p><p>　　2.1 氨合成的基本原理</p><p>　　合成氨的最初原料氣是氮和氫，經(jīng)過造氣，除塵，變換，凈化（脫硫脫碳），精制，合成，最終生產(chǎn)出合格的氨氣。</p><p><b>　　氨的性質(zhì)與用途</b></p><p>　　2.2.1 氨的用途</p>

18、<p>　　氨在各行各業(yè)都有非常大的用途，例如：生產(chǎn)化肥、合成塑料、制作纖維等等。所以氨的產(chǎn)量是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提高依賴于化肥的產(chǎn)量，然而，化肥中最重要的是氮肥，氮肥的主要作用是：提高農(nóng)作物的抗旱、抗倒，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)速度。所以氮肥至關(guān)重要，而氨的產(chǎn)量高低是氮肥產(chǎn)量的關(guān)鍵。另外，氨還可以用在制藥行業(yè)、純堿行業(yè)、含氮無機鹽等各行業(yè)。最后，氨氧化物還可以制作硝酸，硝酸是國防的關(guān)鍵

19、，它與提高國防尖端技術(shù)密不可分。</p><p>　　2.3 合成氨工業(yè)的發(fā)展情況 </p><p>　　第一個提出合成氨工業(yè)的人是德國人，他所用的方法是不通過別的過程，原始?xì)怏w氫氣和氮氣在催化劑加壓高溫的作用下直接合成氨，這個方法歷經(jīng)了一百多年。由于加壓和高溫不僅使經(jīng)濟效益低，更會使催化劑中毒，所以此方法有待提高。但是加壓和高溫都有助于反應(yīng)的進行，所以此后的一段時間科學(xué)家都在研究取一個

20、最適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?，在此溫度下，催化劑反映效果最好，并且不會中毒，更重要的是減少能源的消耗，經(jīng)過近一世紀(jì)的發(fā)展，合成氨技術(shù)越來越趨向于完整。從開始的產(chǎn)量低到后來的產(chǎn)量越來越高，是好幾代人的辛苦和努力得來的，他們不斷探究，不斷實驗，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，氨的生產(chǎn)技術(shù)有了很大的創(chuàng)新、改革和跨步。從一個高耗能、高污染、低效益的大型企業(yè)轉(zhuǎn)化成了一個低耗能、高效益的低碳環(huán)保型產(chǎn)業(yè)。那么中國的氨生產(chǎn)發(fā)展史更是值得借鑒的。中國是一個有著960萬平方

21、公里的大國，人口占世界的五分之一（約有13億），那么這么多人口需要的糧食數(shù)量是非常龐大的。怎么來滿足人們的需求呢？要求的就是發(fā)展農(nóng)業(yè)，而發(fā)展農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵是化肥的生產(chǎn)產(chǎn)量。所以中國為了找出更符合國情的可持續(xù)發(fā)展之路，那么必須發(fā)展合成氨工業(yè)來發(fā)展農(nóng)業(yè)問題[3]。</p><p>　　解放初期，中國的國情是工業(yè)落后，所以氨工業(yè)的生產(chǎn)基本情況是浪費大、產(chǎn)量低，例如：邯鄲的一個合成氨化工廠（龍港化工）造氣時所用的煤要求的是標(biāo)

22、準(zhǔn)十公分方塊，當(dāng)時有一個篩子，低于和高于十公分的都被篩掉，這樣就會造成很大的能源浪費。60年代，為了減少能源浪費，改成5公分的標(biāo)準(zhǔn)煤，后來又經(jīng)幾十年發(fā)現(xiàn)，5公分的效果比10公分的反映效果更好，效益有所提高。當(dāng)時廠子為了生存和發(fā)展大膽創(chuàng)新，把5公分轉(zhuǎn)變成了2公分，到最后的0.5公分。此時，一個年產(chǎn)8萬噸的合成氨化肥廠在國家低碳環(huán)保的大趨勢下生存下來。這個化工廠的發(fā)展史基本就是中國的合成氨發(fā)展史，從高消耗到高產(chǎn)出，中國的化工業(yè)發(fā)生了翻天覆地

23、的大變化，這與科學(xué)家的探究與創(chuàng)新和國家的發(fā)展密不可分。通過這個發(fā)展史告訴了我們一個道理：創(chuàng)新是中國更好發(fā)展的必經(jīng)之路[4]。</p><p>　　化肥塑料和纖維是化工生產(chǎn)的重要產(chǎn)業(yè)，氨主要作為氮肥的生產(chǎn)原料。雖然現(xiàn)在化工產(chǎn)業(yè)越來越多，但是隨著人民的需求，市場也越來越寬廣。中國是一個蘊含大量的煤、石油等原材料的基地，這樣就造就了中國會更好的發(fā)展氨生產(chǎn)工業(yè)[5]。</p><p>　　雖然看似

24、中國化工產(chǎn)業(yè)已躍居世界前列，但是在我國，合成氨工業(yè)的生產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模仍然很小，并且整個工業(yè)中產(chǎn)品單一，不能充分利用副產(chǎn)物，而且能耗大，浪費高，污染嚴(yán)重。滿足不了市場的需求，根據(jù)市場供求關(guān)系，必然要優(yōu)化合成氨的生產(chǎn)技術(shù)，我國正向此方向發(fā)展，逐步建成了大中型的氮肥生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，而且產(chǎn)品越來越多，為此我們不斷引入外國的先進技術(shù)，除此之外，我國的科學(xué)人員正艱苦尋找更適合中國國情的產(chǎn)業(yè)鏈。近年，我國氨合成產(chǎn)量已躍居世界第一位，工藝流程以及技術(shù)設(shè)備都已經(jīng)相

25、當(dāng)成熟，形成了一個既有大型氨生產(chǎn)廠又有小中型生產(chǎn)廠的合理格局。因此，開發(fā)新技術(shù)從而推動合成氨工業(yè)發(fā)展，是各個國家努力的方向[6]。</p><p>　　2.4 合成氨工業(yè)的發(fā)展趨勢</p><p>　　根據(jù)目前中國的基本國策，我國依然是一個農(nóng)業(yè)大國，其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)以降低能耗、提高產(chǎn)量、減少污染、降低成本為目標(biāo)，以低碳環(huán)保、大型化、自動化、集成化與形成經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)中心主要的發(fā)展趨勢

26、。那么如何才能做到這一點呢？關(guān)鍵是在工序和設(shè)備上，例如：脫碳脫硫工段。究竟如何改進脫碳脫硫工段，國內(nèi)外都在力求做到更好。主要的方式是：改變吸收劑，改變吸收塔的構(gòu)型，改變整個工段的能源轉(zhuǎn)化，充分利用廢氣廢液來提高產(chǎn)業(yè)效率[6]。 </p><p>　　2.5合成氨的生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　工藝主要包含[7]：</p><p>　　造氣：利用煤將水蒸氣轉(zhuǎn)化成半

27、水煤氣。</p><p>　　脫碳：脫去原料氣中的一氧化碳、二氧化碳（由一氧化碳轉(zhuǎn)化而來）以及一些常見雜質(zhì)。</p><p>　　脫硫：脫去原料氣中的二氧化硫等有毒氣體。</p><p>　　合成氨：合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨，經(jīng)反應(yīng)變?yōu)榘睔狻?lt;/p><p>　　甲醇：由合成氨工段出來的氣體進入甲醇合成車間，利用一

28、氧化碳和催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榧状肌?lt;/p><p>　　甲醛：由合成甲醇工段出來的氣體進入甲醛合成車間，利用一氧化碳和催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榧兹?lt;/p><p>　　其典型流程如圖2.1[8]</p><p>　　圖2.1 合成氨典型流程</p><p>　　在氨生產(chǎn)工段中，關(guān)鍵在脫碳單元，為什么脫氮單元是關(guān)鍵呢？因為，第一，脫碳可以凈化合成氣，防止催化劑

29、中毒；第二，在脫碳工段可以回收二氧化碳，二氧化碳又可以用作尿素的生產(chǎn)；第三，脫去二氧化碳可以提高合成氨的產(chǎn)量。所以說要想提高氨的產(chǎn)量必須脫去原料氣中的二氧化碳，以達到凈化氣體和回收二氧化碳的目的。</p><p>　　3　脫碳方法及工藝的選擇</p><p>　　3.1 脫碳方法的選擇</p><p>　　3.1.1 脫碳方法簡介 </p><

30、p>　　現(xiàn)在工業(yè)所用的脫碳方法主要是用化學(xué)、物理技術(shù)來吸收二氧化碳，所以總結(jié)出我國乃至全世界的脫除二氧化碳的方法主要有三種：一是物理吸收法；二是化學(xué)吸收法；三是物理-化學(xué)吸收法。</p><p>　　物理吸收法有加壓水洗法、低溫甲醇法、碳酸丙烯酯法、硅膠吸附等[9]。</p><p>　　化學(xué)吸收主要有熱鉀堿法，烷基醇胺法，其中苯菲爾法和活性MDEA法應(yīng)用最多。</p>

31、<p>　　物理—化學(xué)吸收法有苯菲爾法和活化MDEA法。</p><p>　　3.1.2 脫碳方法的比較</p><p>　　化學(xué)吸收法即利用CO2是酸性氣體的特點，采用含有化學(xué)活性物質(zhì)的溶液對合成氣進行洗滌，CO2與之反應(yīng)生成介穩(wěn)化合物或者加合物，然后在減壓條件下通過加熱使生成物分解并釋放CO2，解吸后的溶液循環(huán)使用[10]。</p><p>　　物理

32、吸收法是利用不同氣體在溶液中溶解度的差異來除去二氧化碳的。一般吸收采用高壓及低溫，解吸時采用減壓或升溫，減壓解吸所需再生能量相當(dāng)少。該法的關(guān)鍵是選擇優(yōu)良的吸收劑。所選的吸收劑必須對CO2的溶解度大、選擇性好、沸點高、無腐蝕、無毒性、性能穩(wěn)定。</p><p>　　物理化學(xué)吸收法脫除CO2工藝主要有環(huán)丁砜法和常溫甲醇法，物理化學(xué)吸收法常用于中等CO2分壓的原料氣處理。</p><p><

33、;b>　　分析各種脫碳方法：</b></p><p>　　MDEA法的主要原理是：利用一種物質(zhì)與二氧化碳反應(yīng)生成一種十分穩(wěn)定的鹽類，并且這種鹽類對設(shè)備沒有腐蝕性，一般的在國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛，原因是：吸收二氧化碳的效率高，而且所用的溶劑價格低廉，無毒，產(chǎn)生的副產(chǎn)物可以充分利用，另外，所需的熱量較低，可以降低大部分能耗開支，產(chǎn)生的產(chǎn)物對大氣無污染，裝置比較簡單，且易于維修和清理。一般所選用的設(shè)備材料

34、是非常便宜的碳鋼材料，具有良好的節(jié)能效果。所以優(yōu)先被國內(nèi)外廣泛使用，但是此工藝適用于大型合成氨廠，不適合年產(chǎn)12萬噸的合成氨脫碳技術(shù)的設(shè)計。</p><p>　　變壓吸附氣體分離凈化技術(shù)，是利用壓強的改變使吸收塔中的二氧化硅吸收二氧化碳和放出二氧化碳，依據(jù)的原理是：當(dāng)壓力升高時，吸附量增多；當(dāng)壓力降低時，吸附量減少。此法所用的是自動化裝置，但此自動化裝置依然有很大缺陷，例如：當(dāng)吸收管道中出現(xiàn)壓力過高或過低時，真空

35、泵無法應(yīng)對，就會發(fā)生爆炸現(xiàn)象，對此提出的解決方案是：可以安裝一個自動報警系統(tǒng)，以便保證工作人員的安全。另外可以減少由于爆炸所引起的經(jīng)濟損失。此工藝的特點是：吸收效果顯著，主要的吸收劑是聚硅酸和二氧化硅，硅膠的比表面積大，孔徑分布趨向于細(xì)孔，有利于硅膠對二氧化碳的吸附；消耗低，無污染，效益較高，但是沒有查到相關(guān)的工藝計算方法，所以沒有辦法計算塔徑，塔高以及填料層高度等，故而本設(shè)計無法采用此方法。</p><p>　

36、　低溫甲醇洗工藝是利用溶解度的顯著差別，具有氣體凈化度高、選擇性好、溶液吸收能力強，操作費用低等特點，是一種技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的氣體凈化工藝。低溫甲醇法具有一次性脫除CO2，溶液經(jīng)濟，能耗低，適用范圍廣泛等特點[11]。</p><p>　　碳酸丙烯酯法是碳酸丙烯酯為吸收劑的脫碳方法。其原理是利用在同樣壓力、溫度下，二氧化碳、硫化氫等酸性氣體在碳酸丙烯酯中的溶解度比氫、氮氣在碳酸丙烯酯中的溶解度大得多來脫除二氧化

37、碳和硫化氫而且二氧化碳在碳酸丙烯酯中溶解度是隨壓力升高和溫度的降低而增加的。碳酸丙烯酯法具有無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無腐蝕、流程操作簡單等優(yōu)點[12]。</p><p>　　該法CO2的回收率很高，能耗很低，但投資費稍高。適用于吸收壓力較高、CO2凈化度稍低的流程，國內(nèi)主要是小中型廠使用。用碳丙液作為溶劑來脫除合成氨變換氣中CO2工藝是一項比較適合我國國情的先進技術(shù)，加上再生無需熱能，能耗較低等優(yōu)勢，在國外合成氨和制

38、氫工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用[13]。</p><p>　　3.1.3 脫碳方法的確定及詳細(xì)介紹</p><p>　　碳酸丙烯酯法是合成氨工業(yè)上一種典型的化學(xué)吸收脫碳方法，目前國內(nèi)外都廣泛的采用此工藝裝置，比較起其他的吸收方法，該工藝能夠滿足脫碳凈化的要求，裝置和操作不太復(fù)雜，安裝成本也比較適合各種規(guī)模的生產(chǎn)。碳酸丙烯酯法是以碳酸丙烯酯為吸收劑的脫碳方法。它對CO2、H2S溶解度較大，具有溶解

39、熱低、粘度小、蒸汽壓低、無毒性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無腐蝕等特點。該法CO2的回收率較高，能源消耗較低[14]。 </p><p>　　PC是 20世紀(jì)80年代新興的一項技術(shù)，是由中國的化學(xué)研究院研發(fā)的，主要適用范圍是中小型合成氨廠，由于它裝置簡單，價格低廉，易于操作，自動化程度高，條件易于達到，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，國內(nèi)外多家中小型企業(yè)使用該裝置，總脫碳能力約600萬噸每年，PC技術(shù)經(jīng)過多年的創(chuàng)新與改進，已經(jīng)越來越滿足市場

40、的需求，為小中型企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益，帶活了多家瀕臨倒閉的工廠，而且PC技術(shù)開工裝置數(shù)為MDEA、NHD法總和的數(shù)倍[15]。</p><p>　　碳丙脫碳純屬物理過程，因而所耗能最高的部位在輸送流體時所須的電能上。如果想降低成本，可以在輸送流體上尋找更完整的工藝，碳丙溶劑對CO2等酸性氣體的吸收能力較大，因此，代替碳酸鉀脫除變換氣中CO2不但滿足銅洗要求，而且回收CO2的濃度和回收率也能滿足尿素、甲醇等生產(chǎn)的

41、要求。</p><p>　　3.2 脫碳工藝的選擇 </p><p>　　3.2.1 脫碳工藝流程的分類及比較</p><p><b>　?。?）原料氣流程</b></p><p>　　脫碳車間的工藝要求：第一，溫度必須應(yīng)在裝置所需范圍內(nèi)，上下不能超過15攝氏度；第二，所需壓力為1.

42、8Mpa；第三，開車和停車前都要考慮壓力的變化；第四，脫碳工段屬于高壓車間，必須安裝防火防爆墻，來保證工作環(huán)境的安全性；第五，要每隔一小時，測量二氧化碳進出口的含量，來保證反應(yīng)濃度在規(guī)定范圍內(nèi)，若二氧化碳含量低于或高于規(guī)定范圍，應(yīng)及時調(diào)節(jié)吸收時間來確保二氧化碳濃度在規(guī)定范圍內(nèi)。</p><p>　　1.8MPa的變換氣首先進入塔底部與水在塔內(nèi)逆流接觸，洗去變換氣中的大部分油污并將氣體溫度降低，同時還可以降低水蒸汽

43、含量。然后氣體出來進入分離器，與塔頂噴淋下來的碳酸丙烯酯溶液逆流接觸，將二氧化碳脫至所需要求。凈化氣進去洗滌塔底部，與自上而下的稀液（或脫鹽水）逆流接觸，目的是將碳酸丙烯酯液滴與蒸氣洗滌下來。</p><p>　?。?）解吸氣體回收流程</p><p>　　由吸收塔出來的二氧化碳經(jīng)過解吸塔與解吸塔中的溶液逆流接觸，目的是使接觸更充分，可以充分將二氧化碳解析出來，另外，根據(jù)溫度對解析的影響可

44、知，溫度越低越有利于解吸的進行，所以要對溶液進行降溫處理。解析出來的二氧化碳，一部分用于合成化肥，另一部分用作日常消費品，例如干冰等。</p><p>　　此時，貧碳酸丙烯酯溶液從二氧化碳吸收塔塔頂噴淋下來，由塔底排出的液體稱為富液。富液進入閃蒸槽，與從閃蒸槽出來的碳酸丙烯酯液一部分進入過濾器，二者混合過后進入常解-汽提塔的常解段，由泵加壓后經(jīng)碳酸丙烯酯溶液冷卻器降溫，進入二氧化碳吸收塔，從而完成了碳酸丙烯酯溶液

45、的整個解吸過程。流程圖如圖3.1[15]</p><p>　　圖3.1 兩段吸收兩段再生流程</p><p>　　3.2.2 本設(shè)計工藝流程的確定</p><p>　　通過以上的比較，本設(shè)計選“兩段吸收兩段再生”流程。下面簡單介紹一下該流程及問題[9]。 </p><p>　　碳酸丙烯酯法脫除CO2的工藝流程很多，基本都是分段吸收分段再生的

46、。這種流程有哪些優(yōu)點呢？第一在吸收塔中吸收二氧化碳要有足夠的推動力，由于該反應(yīng)裝置放熱所以可以利用此熱量來保證所需推動力。第二二氧化碳和pc溶液的反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，工藝中溫度較高有利于反應(yīng)向正方向進行，因此可以將氣體的大部分二氧化碳吸收和回收再利用?？偟膩碚f：此裝置既加快了吸收二氧化碳的反應(yīng)速度，又降低了溶液表面的二氧化碳平衡分壓。對于能量的綜合利用也比較充分，所以目前他能流行。</p><p>　　綜合分析P

47、C法脫碳各廠的使用情況，最具代表性的問題有：</p><p>　?。?）溶劑損耗高。造成這一問題原因有三個因素：</p><p>　　a.PC溶劑所需要的蒸汽壓較高，熱量較大；</p><p>　　b.PC溶劑氣相回收系統(tǒng)有待完善，操作管理水平低的影響。</p><p>　?。?）凈化氣中CO2含量容易過高，噸位耗電量高。此時通過每小時測量的

48、二氧化碳含量知道的，那么就要想盡辦法降低二氧化碳含量，多數(shù)是通過控制PC裝置來增加吸收時間。</p><p>　　目前，碳丙脫碳技術(shù)已提高到一個新的階段，工業(yè)應(yīng)用的或即將應(yīng)用的最有吸引力的進展都符合現(xiàn)在低碳循環(huán)經(jīng)濟的要求。</p><p>　　當(dāng)今世界基本大趨勢是需要更高的氨，所以對氨的技術(shù)要求和工藝要求越來越嚴(yán)格。所以我所做的課題是通過多脫碳工藝的研究，來盡量使丙烯酯法脫碳工藝所用成本更

49、少，得到效益更高，更充分合理利用，力求做到污染更小更環(huán)保。</p><p>　　3.2.3 本設(shè)計工藝流程簡述</p><p>　　首先本工藝設(shè)計是年產(chǎn)12萬噸的合成氨的設(shè)計，所選用的是 10分米的煤將水蒸氣變換成半水煤氣，然后中含二氧化碳28%變換氣進入吸收塔中，吸收塔的溫度125℃壓力是1.8MPa。我所選用的是pc溶液吸收，吸收后進入冷凝器，降低氣體出塔溫度，再是氣體進入分離器，將氣

50、體分離，回收二氧化碳，用于碳肥等物質(zhì)利用。最后是出塔凈化氣溫度約80℃ CO2含量低于1%。</p><p>　　（1）流程圖如圖3.2[16]</p><p><b>　　熱水塔來的變換氣</b></p><p>　　圖3.2 變換氣凈化流程</p><p><b>　?。?）流程概述</b>&

51、lt;/p><p>　　首先上一造氣與變換工段的原料氣從上一工段出來后進入水洗塔中，水洗的作用是降低溫度，去除部分雜質(zhì)，從底端出來的氣體進入吸收塔與從再生塔下來的溶液進行熱交換升溫后進入分離器，目的是分離其中冷凝水，同時，1.8Mpa，溫度降至125℃左右的變換氣進入CO2吸收塔下部，經(jīng)吸收塔吸收后是原料氣得到充分凈化，得到凈化的氣體從頂塔出來，經(jīng)冷卻器和分離器，被循環(huán)水冷卻至40℃以下并分類出冷凝水，凈化氣中CO2

52、含量控制在不大于1.0%，送往壓縮工段。</p><p><b>　　再生氣流程：</b></p><p>　?。?）流程圖如圖3.3</p><p>　　圖3.3 再生氣流程</p><p><b>　　（2）流程概述</b></p><p>　　從吸收塔出來的富液，進入

53、再生塔再生，通過解析溶劑和溫度壓強的變化使CO2從流體中解吸此過程需要溫度的改變，因為溫度低壓強高有利于解析進行。解吸出來的CO2首先進入再生塔經(jīng)過頂部除沫層后，經(jīng)過除沫層與三層罩板上噴淋而下的流體接觸，這一過程的目的是使CO2更充分除凈。CO2出塔的溫度為98℃，經(jīng)過再生氣冷卻系統(tǒng)后為40℃左右，再經(jīng)過CO2分離器分離出冷凝液，送往其他車間，例如加工碳肥或干冰的工段[17]。</p><p><b>

54、　　冷凝水系統(tǒng)設(shè)計作用</b></p><p>　　冷凝水裝備的設(shè)計對整個設(shè)計有非常大的影響，所以冷凝水裝置的合理利用不僅可以降低能耗，減少運行的成本還可以環(huán)保減少熱能的損失合理利用能源。另外還可以減少氣蝕，起到保護管路的作用。</p><p>　?。?）流程圖如圖3.4</p><p>　　圖3.4 循環(huán)水冷卻水流程</p><p

55、>　　3.3 脫碳工段主要設(shè)備的選擇</p><p>　　脫碳工段的主要設(shè)備是吸收塔，他的結(jié)構(gòu)可以分為板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收和塔文氏管、噴霧塔，填料吸收塔以及降膜吸收塔兩種。本文用填料吸收塔。它由外殼、填料、填料支承板、液體分布器、氣體和液體進出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，常用的填料有不銹鋼金屬、鮑爾環(huán)和陶瓷制的馬鞍形填料。由于pc溶液能對陶瓷的原料二氧化硅有侵蝕作用因而一定要選擇優(yōu)質(zhì)

56、的陶瓷做填料?？紤]各方面因素和經(jīng)濟核算考慮采用金屬鮑爾環(huán)填料。</p><p><b>　　4 工藝計算</b></p><p><b>　　4.1 工藝過程</b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)：合成12萬噸氨</p><p>　　（1）要求出塔凈化氣中CO2的濃度不超過1%；</p>

57、;<p>　?。?）各項進入塔內(nèi)溫度為170℃；</p><p>　?。?）操作壓強為1.8MPa；</p><p>　?。?）變換氣的含量每噸為4278Nm,基準(zhǔn)為15.0t/h</p><p>　　4.1.1計算過程如下</p><p>　　V1=4.278km3/h</p><p>　　V3=186

58、60Nm3/h=1.244km3/h</p><p>　　V2= 4.278--1.244=3.304km3/h</p><p>　　L0=0.2/22.4×44×1134=445.5kg/h</p><p>　　進入塔中氣體的總質(zhì)量流量：307+35300=35607kg/h</p><p>　　從塔中出來氣體的質(zhì)量流量

59、計算后得：V2=30776.25÷22.4×10.99=15099kg/h</p><p>　　經(jīng)過計算知道碳酸丙稀酯溶液對二氧化碳的吸附量為：25.656。</p><p><b>　　4.2工藝條件</b></p><p>　　4.2.1對工藝中變換器再沸器的設(shè)計</p><p>　　首先通過參考

60、文獻和實際經(jīng)驗的考慮我選取進口變換氣的溫度為170℃，選取操作過程中壓力為1.8MPa，出口變換氣的溫度為125℃，選取的壓力為1.8MPa；選取的溫度和壓強符合各項標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　在化工手冊上查到170℃飽和水蒸汽壓為0.792MPa，125℃飽和水蒸汽壓為0.232MPa[5]。</p><p>　　通過計算知變換氣含量在170度為=0.437kg變換氣含量在125度為=0.

61、092kg</p><p>　　4.2.2對工藝中變換器分離器的設(shè)計</p><p>　　首先通過參考文獻和實際經(jīng)驗的考慮我選取進口變換氣的溫度為170℃，選取操作過程中壓力為1.8MPa，出口變換氣的溫度為125℃，選取的壓力為1.8MPa，流量為4.278km3/h。所選氣體的變換器為了符合產(chǎn)量要求達到含濕量0.437kg。我所設(shè)計的出口變換氣中干氣流量為4.278km3/h，設(shè)計的含

62、濕量0.092kg蒸汽/m3選取的溫度和壓強符合各項標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　同樣在化工手冊上查到170℃飽和水蒸汽壓為0.792MPa，125℃飽和水蒸汽壓為0.232MPa[18]。</p><p>　　4.2.3 對二氧化碳吸收塔的設(shè)計</p><p>　　（1）我所選取的設(shè)計條件為原料氣進塔溫度為125℃，同時出塔氣溫度為80℃，從塔底出來的富液溫度為12

63、0℃。</p><p>　　（2）為了達到工藝上所要求的標(biāo)準(zhǔn)選取從塔中出來氣體量為4.278km3/h，水蒸氣的量為0.4852km3/h</p><p>　　5　主要設(shè)備的計算與選型</p><p>　　5.1 二氧化碳吸收塔</p><p><b>　　5.1.1 吸收塔</b></p><p&g

64、t;　　在合成氨的設(shè)計中最主要的一部分就是吸收塔的選擇與設(shè)計，在我大四的實習(xí)過程中對龍港化工做了多方面的了解學(xué)習(xí)和應(yīng)用，最主要的部分是計算。在長達兩個月的學(xué)習(xí)中我對比了實際生產(chǎn)中的選用方法和計算方法，經(jīng)過咨詢資深工程師趙健主任和指導(dǎo)老師，我選用的是用改良的碳丙酸稀酯溶液，現(xiàn)在我們開始計算。首先選取理論狀態(tài)和操作狀態(tài)，壓力為1.8MPa ，溫度為125℃。通過計算知貧液流量為 297.75km3/h，半貧液為887.25km3/h，進入塔

65、中的濕氣流量為71.55km3/h[19]。</p><p>　　5.1.2 塔徑的計算</p><p>　　氣體密度為 0.85kg/m3</p><p>　　所要計算的流速為 WV=ρGV</p><p>　　=0.85×77.15×103</p><p>　　=65.10×

66、;103kg/h</p><p>　　所要計算的液體為 WL=ρLL</p><p>　　=1205×（297.75+887.25）</p><p>　　=1404.13×103kg/h</p><p>　　在計算是我們所用的是化工書上的Eckert通用關(guān)聯(lián)圖來計算得到各個所需要的值</p>&l

67、t;p>　?。╓L/WV）（ρG/ρL）0.5=0.495</p><p>　　通過上一步的計算來解出下一步</p><p>　　u2φψ/g（ρG/ρL）μL0.2=0.079</p><p>　　ψ=ρ水/ρL=951.0/1205=0.8614</p><p>　　則吸收液粘度： logμ=-0.822+185.5/（T-153

68、.1） </p><p>　　T—為熱力學(xué)溫度，K。</p><p>　　μL=7.517MPa·s</p><p>　　通過計算知液泛氣速 μF=2.48m/s</p><p>　　操作氣速 u=0.8uF[15]=0.8×2.48=1.984m/s</p&g

69、t;<p>　　在本文設(shè)計中用到的上段填料塔中有關(guān)塔徑的計算如下</p><p>　　在塔徑計算中要用到的東西有流量：Vs1=3.52×15×103/3600=14.66m3/s</p><p>　　根據(jù)有關(guān)計算塔徑的方法知塔徑與流量成正比，與氣速成反比，所以根據(jù)有關(guān)文獻得到</p><p>　　D1 =[4×14.66/

70、（3.14×1.984）]0.5</p><p><b>　　=3069mm</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)要求所求出的半徑要通過圓的整改故取圓的半徑為3700mm</p><p>　　我們在設(shè)計中每一個數(shù)據(jù)有設(shè)計本身自己的要求所以對每一個數(shù)據(jù)在算出后都要對其從新校核目的是使每一個數(shù)據(jù)都真實有工藝計算的價值，所以現(xiàn)在來對泛點率進

71、行校核當(dāng)所計算的內(nèi)容符合允許范圍時就說明我們所設(shè)計的東西是合理的。</p><p>　　u1 =Vs1/（0.785D12）=14.66/（0.785×3.12）=1.94m/s</p><p>　　u1/uF=1.94/2.48×100%=78.6%</p><p>　　對填料塔規(guī)格進行計算看看所設(shè)計的填料塔塔徑是否符合鮑爾環(huán)的塔徑的要求，當(dāng)我

72、們所設(shè)計的塔徑與公稱直徑的比大于8時就符合鮑爾環(huán)的要求。當(dāng)所求的填料塔塔徑小于8時就不符合設(shè)計要求。當(dāng)我們所設(shè)計的數(shù)據(jù)不符合填料要求時，我們就要改變填料來滿足工藝上的要求[19]。</p><p>　　D1/d0=3100/50=62>8</p><p>　　通過計算知道我們所設(shè)計符合要求，所以我們可以選擇鮑爾環(huán)填料。</p><p>　　液體噴淋密度在填料塔

73、的設(shè)計中也是至關(guān)重要的，因為只有在最合適的噴淋密度下才能使液體與氣體最充分接觸，才能達到最好的效果。只有接觸表面積大，接觸時間長所吸收的二氧化碳才會更干凈。u1=Ls1/（0.785D12）=297.75/（0.785×3.12）=50.18>9所以根據(jù)參考文獻[20]知填料塔上段塔徑在所要求的范圍內(nèi)并且合理。</p><p>　　同理根據(jù)同樣的辦法計算得出下段塔徑也合理。</p>

74、<p>　　5.1.3 填料層高度的計算</p><p>　　在對填料層高度的計算時根據(jù)所設(shè)計塔的實際情況和參照龍崗化工的實際生產(chǎn)要求知道，所選取的溫度為125度壓力為1.8MPa 。分別計算貧液流量富液流量和濕氣流量。</p><p>　　查閱文獻[21]知：采用鋼制鮑爾環(huán)亂堆填料，通過計算得出所要求的高度為</p><p><b>　　H=H

75、OGNOG</b></p><p>　　36090/71550=11.50×200×2.6682/（H1×209×3.12）</p><p><b>　　H1≈18m</b></p><p>　　同樣根據(jù)計算得出下段塔的高度為H2=12m 所以整個塔的總填料高度為H=18+12=30m。<

76、;/p><p>　　5.1.4 確定塔各部分的附屬高度</p><p>　　塔的內(nèi)部不僅有填料還有各種器件，如壓板，算子等，所以在計算塔高時要充分考慮各部分的作用來確定各部分高度，如塔的上部要有足夠的空間留給緩沖所以預(yù)留空間為1.2m[18]，通過參考各種文獻和查閱各種論文知液體分布器可取1.0米，再分布器也取為1.0m[13]。液體在進入塔底時由于滯后和各種原因要在底部停留一段時間如果我們按

77、3min考慮，則塔釜所占空間高度為3m。故，塔的附屬高度為5.2m[22]。</p><p>　　5.1.5 選取合適的液體分布器</p><p>　　液體分布器有各式各樣的，根據(jù)樣式作用用途等等可以有無數(shù)種選擇，我通過實際選取和依據(jù)在實習(xí)過程中的經(jīng)驗選取槽式液體分布器。選取這種分布器的好處是可以增大噴淋表面積，使液體與氣體最大限度的接觸，增加反應(yīng)的時間，提高反應(yīng)速率。</p>

78、<p>　　那么該如何選取呢？那要看塔徑的大小了，因為塔徑的變化就會引起液點數(shù)的變化。當(dāng)直徑大于1200mm，通過查文獻之按Eckert建議值，當(dāng)直徑>1200mm時，噴淋點密度查參考文獻并計算為n1為1000點 ，n2為1100點。</p><p>　　5.1.6 填料層壓降計算</p><p>　　在我們所做的設(shè)計中必須要保證生產(chǎn)工藝的安全，所以每一項工作都要考慮，

79、而對于填料塔的設(shè)計中最應(yīng)該考慮到的一個問題就是壓降的計算。原因是填料塔是在高壓作用下工作，如果我們所設(shè)計的塔不能承受相應(yīng)的壓力，那么他就不能完成所要求的任務(wù)，以此我們必須知道并計算出壓降。一般的設(shè)計書中計算壓降的方法為應(yīng)用?？颂胤狐c和壓降的通用關(guān)聯(lián)式</p><p>　?。╓L/WV）（ρG/ρL）0.5=0.329</p><p>　　u2φPψ/g（ρG/ρL）μL 0.2</p

80、><p><b>　　=0.029</b></p><p>　　查埃克特泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)式可得[21]：</p><p>　　△P/Z=300Pa/m</p><p>　　則上塔填料層壓降為：</p><p>　　△P=300×20=6000Pa</p><p>

81、　?。╓L/WV）（ρG/ρL）0.5=0.329</p><p>　　u2φPψ/g（ρG/ρL）μL0.2</p><p><b>　　=0.024</b></p><p>　　查埃克特泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)式可得[21]：</p><p>　　△P/Z=20×9.81=175Pa/m</p>

82、<p>　　則下塔填料層壓降為：</p><p>　　△P=175×12=2100Pa</p><p>　　5.2　二氧化碳再生塔</p><p>　　5.2.1 操作條件的選取</p><p>　　因為該設(shè)計選取的是兩段吸收兩段再生工藝，所以我們不僅要設(shè)計吸收塔還要設(shè)計再生塔。首先選取理論狀態(tài)和操作狀態(tài)，壓力為0.12M

83、Pa ，溫度為110℃。通過計算知貧液流量為 297.75km3/h，半貧液為887.25km3/h，進入塔中的濕氣流量為71.55km3/h。氣體密度為1.0049kg/m3 ，液體密度為1187kg/m3。則</p><p>　　ρG/ρL=1.005/1187=8.46×10-4</p><p>　　塔徑計算依然采用的是關(guān)聯(lián)圖與前面吸收塔計算過程一樣根據(jù)關(guān)聯(lián)圖得到橫坐標(biāo)為0

84、.513，縱坐標(biāo)為0.045.帶入泛點氣速計算公式得到u=0.7uF=0.7×1.87=1.309m/s</p><p>　　D=[4Vs/(лu）]0.5</p><p><b>　　=3756mm</b></p><p>　　所以取半徑為3800mm，并通過和吸收塔相同的原理和計算過程知泛點率，填料塔和液體噴淋密度均在所要求的范圍

85、內(nèi)。</p><p>　　由填料高度計算公式得：</p><p><b>　　H=HOLNOL</b></p><p>　　H= 2.56×4.68=11.96≈12m</p><p>　　5.2.2 所設(shè)計的填料層的承受壓降能力的計算</p><p>　　在我們所做的設(shè)計中必須要保證生

86、產(chǎn)工藝的安全，所以每一項工作都要考慮，而對于填料塔的設(shè)計中最應(yīng)該考慮到的一個問題就是壓降的計算。原因是填料塔是在高壓作用下工作，如果我們所設(shè)計的塔不能承受相應(yīng)的壓力，那么他就不能完成所要求的任務(wù)，以此我們必須知道并計算出壓降。一般的設(shè)計書中計算壓降的方法為應(yīng)用?？颂胤狐c和壓降的通用關(guān)聯(lián)式</p><p>　?。╓L/WV）（ρG/ρL）0.5=0.487</p><p>　　u2φPψ/g

87、（ρG/ρL）μL0.2</p><p><b>　　=0.014</b></p><p>　　查埃克特泛點和壓降的通用關(guān)聯(lián)式可得[21]：</p><p>　　△P/Z=80Pa/m</p><p><b>　　則填料層壓降為：</b></p><p>　　△P=80

88、15;11=880Pa</p><p><b>　　6　車間設(shè)計</b></p><p>　　6.1 車間的合理設(shè)計</p><p>　　如果把設(shè)計比喻成一個人，那我是這樣認(rèn)為的。我認(rèn)為車間布置是設(shè)計工作中至關(guān)重要的一項工作，相當(dāng)于人的胃，所以要想看一個車間設(shè)計的到底怎么樣要充分考慮其合理性，因為一個車間的合理性與經(jīng)濟利潤是掛鉤的。因此在此項設(shè)

89、計中我非常注重廠房車間的設(shè)計，優(yōu)化了廠房結(jié)構(gòu)，力求做到了將最小的空間最大利用，所以這樣的設(shè)計在合理性上是客觀可行的。參考龍崗化工和山莊老酒的車間廠房的布置，我是這樣安排的。從左到右依次是脫碳脫硫合成氨的廠房。</p><p>　?。?）在滿足生產(chǎn)流程條件下，必須結(jié)合廠區(qū)的環(huán)境和地方優(yōu)勢，合理的安排場內(nèi)外各種建筑相對位置；</p><p>　　（2）經(jīng)濟合理的豎向布置，決定了正確選擇標(biāo)準(zhǔn)；一

90、個工廠最重要的就是運輸所以要充分確定場內(nèi)外運輸方式﹑運輸布置，合理組織人流﹑物流的安排；</p><p>　?。?）對于綜合管線布置要做到合理安全和經(jīng)濟；</p><p>　　（4）工作環(huán)境是非常重要的所以要標(biāo)高綠化美化，創(chuàng)造美好的工作條件[20]。</p><p>　　6.2 廠房的整體布局設(shè)計</p><p>　　對于車間內(nèi)的布局要考慮什

91、么呢？</p><p>　　對于合理的空間布局，要綜合考慮設(shè)備安裝與檢修、生產(chǎn)人員的安全、操作及未來發(fā)展情況。</p><p>　　我設(shè)計車間采用矩形廠房，因為矩形廠房有利于設(shè)備排列及采光、通風(fēng)，目的是可以加大空氣流通，減少危險。</p><p>　　年產(chǎn)12萬噸的合成氨工藝塔非常高，且設(shè)備繁多，所以必須合理分配廠房的分層方式。</p><p&g

92、t;　　6.3 車間內(nèi)輔助室與生活區(qū)布局</p><p>　?。?）生活規(guī)模的大小決定車間布局，對于生產(chǎn)規(guī)模較小的合成氨廠一般是將各個工作環(huán)境集中布置在一起。</p><p>　?。?）考慮室內(nèi)的光亮，應(yīng)充分利用東西南北各面的作用合理安排。</p><p>　?。?）輔助室、生活室應(yīng)盡量接近安全通道。</p><p>　?。?）輔助室、生活室

93、和生產(chǎn)區(qū)間是人長期工作的地方，考慮到安全問題用防火防爆防熱墻隔離。</p><p>　　(5) 自動化裝置要盡量安排在廠房通風(fēng)系統(tǒng)好，干燥，安全的位置防止自動化機器受到破壞。</p><p>　?。?）各個管路要盡量安放在人員較少的地方，防止管路腐蝕后是酸堿溶液對人員造成損害。</p><p>　?。?）檢修部門要盡量安排在立場出問題工段最近的地方，確保隨叫隨到。&

94、lt;/p><p>　　6.3 車間內(nèi)人員的分配</p><p>　　一個年產(chǎn)12萬噸的合成氨廠大概需要三百人左右，對于一個工廠或公司人員的合理安排與充分利用是非常重要的，因為只有人員合理安排后各個人才能做到各司其能，各盡其職，這樣才可以是每個人堆自己的工作認(rèn)真負(fù)責(zé)。這樣做有利于增加工廠的經(jīng)濟效益，提高產(chǎn)出，減少人員支出。那該如何合理安排人員工作呢?通過多方面調(diào)查和從實習(xí)中取得的經(jīng)驗，我認(rèn)為這

95、樣安排更合理更充分。造氣工段二十人，在這二十人中有三人控制自動化裝置，檢修一人，各工段檢查一人，班長一人，段長一人，車間主任一人，車間副主任一人，控制控制氫氣和氮氣比一人，變換氣出五人，冷卻水洗出各兩人，最后是分析人員一人，根據(jù)公司三班兩運轉(zhuǎn)的要求，所以造氣工段要求有六十人。脫碳工段與脫硫工段基本一致，各需要工作人員十人，脫硫與脫碳工段都是雙工作工段所以自動化操控人員需要四名，檢修一人，各工段檢查一人，班長一人，段長一人，車間主任一人，

96、車間副主任一人，分析二氧化碳和二氧化硫溶度個一名，所以各需二十名。對于合成氨工段甲醇工段還有甲醛工段需要三十人，各個人員的安排與脫碳工段類似。最后一個工廠還有保衛(wèi)處，后勤處，食堂，娛樂設(shè)施管理人員，所以經(jīng)過實踐與深思熟慮后一共需要人員</p><p>　　現(xiàn)在我就部分人員介紹一下工作內(nèi)容，段長的主要任務(wù)是檢查并查漏每一天的設(shè)備是否正產(chǎn)運轉(zhuǎn)，并及時提出改進與修改；車間主任的主要作用是保證每一段的生產(chǎn)量和提高生產(chǎn)量；

97、車間副主任 的工作內(nèi)容是保證人員到崗，及時調(diào)整人員分配，保證各工段的安全進行。自動化操作人員的主要工作內(nèi)容是認(rèn)真查看自動化系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)那個工段出現(xiàn)問題，立即報告，馬上修理。</p><p>　　7　脫碳三廢的處理初步設(shè)計</p><p>　　總的來說，改良熱pc法脫碳工藝產(chǎn)生的三廢少，對環(huán)境的污染少，但三廢排放仍不可避免。另外，任何一個工廠的設(shè)計都要最先考慮的一個問題是環(huán)境問題，雖然我們

98、所選擇的碳丙酸吸脂法吸收的二氧化碳對環(huán)境污染比較小，無污染，但是做產(chǎn)生的合成氨中還有其他副產(chǎn)物，另外在生產(chǎn)合成氨的工業(yè)中要附帶甲醛和甲醛工業(yè)，所以處理環(huán)境問題依然刻不容緩，所以在三廢的處理我們依然要考慮和解決。根據(jù)國內(nèi)外最新的處理方法，我想選擇分騰法處理有機廢水，該方法的原理是：首先利用有機試劑打斷甲醇、甲醛流出物的廢物，然后利用活性炭吸附的原理吸附有機廢物，其次對于污水處理后合理再次利用對活性炭的回收再利用，這個環(huán)節(jié)中也都需要應(yīng)用到熱

99、量所以合理安排熱能的分散至關(guān)重要。對于環(huán)境污染問題，是現(xiàn)在國家發(fā)展的頭等大事，所以各行各業(yè)都應(yīng)該堅持低碳環(huán)保的政策，力爭做到污染少，效益高，經(jīng)濟好。所以改良熱pc法脫碳工藝目標(biāo)是通過裝置技術(shù)和吸收液的改變來達到工藝要求中二氧化碳的含量降至1%左右，并且要做到低耗能，高效益[21]。</p><p><b>　　8　初步經(jīng)濟核算</b></p><p><b>

100、;　　8.1.1核算過程</b></p><p>　　任何一個設(shè)計或?qū)嶒灮蛘咭豁椏蒲泄ぷ鳎夭豢缮俚囊豁椚蝿?wù)就是經(jīng)濟合算。只有經(jīng)濟上合算，才能投入到實際生活中。每一項成果只有有了利潤才會被市場、商家、買家所認(rèn)可。所以經(jīng)濟合算是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。</p><p>　　我們所設(shè)計的東西有了利潤才可以投放市場。所以我們在設(shè)計好后最應(yīng)該做的一項工作是經(jīng)濟預(yù)算。使經(jīng)濟上有可觀的回報。

101、一項試劑，有自身價值的關(guān)鍵是可不可以為生產(chǎn)者帶來效益，接下來我就做這項工作。</p><p>　　對于本設(shè)計的其他方面的合理利用，一方面可以提高經(jīng)濟效益，另一方面充分利用了能源，所以在合成氨廠的設(shè)計中，可以利用合成氨所生產(chǎn)的熱能來取暖，供給地方的熱力消耗。所以，在本設(shè)計的最后又做了充分利用合成氨廠的能源設(shè)計，參考邯鄲市龍港化工廠的經(jīng)驗，我是這樣設(shè)計的。</p><p>　　設(shè)備安裝設(shè)備費用

102、如下表所示</p><p>　　表7 設(shè)備費用[19]</p><p><b>　　7.1.2設(shè)備安裝</b></p><p>　　約為設(shè)備費用的45%，72×45%=32.4萬元。</p><p>　　7.1.3控制儀表及安裝</p><p>　　約為設(shè)備費用的15%，72×

103、15%=10.8萬元。</p><p><b>　　7.1.4管道工程</b></p><p>　　約為設(shè)備費用的55%，72×55%=39.6萬元。</p><p><b>　　7.1.5電氣工程</b></p><p>　　約為設(shè)備費用的16%，72×16%=11.52萬元&

104、lt;/p><p><b>　　7.1.6土建工程</b></p><p>　　約為設(shè)備費用的30%，72×30%=21.6萬元</p><p><b>　　7.1.7場地建設(shè)</b></p><p>　　約為設(shè)備費用的20%，72×20%=14.4萬元</p><

105、;p>　　7.1.8公用工程設(shè)施費用</p><p>　　約為設(shè)備費用的100%，72×100%=72萬元</p><p>　　7.1.9土地購置費</p><p>　　約為設(shè)備費用的8%，72×8%=5.76萬元</p><p>　　7.1.10總固定資金</p><p>　　前面所有資金總

106、和為：217.92萬元。</p><p><b>　　8.2流動資金</b></p><p>　　約為固定資金的25%左右，217.92×25%=54.48萬元。</p><p><b>　　8.3總資金</b></p><p>　　固定資金和流動資金之和：217.92+54.48=272

107、.4萬元。</p><p>　　在合成氨廠附近建立一個小型熱循環(huán)系統(tǒng)，將合成氨時所產(chǎn)生的熱能消耗不被浪費而是通過管道運輸?shù)匠鞘谢蜞l(xiāng)村或工人生活的公寓來取暖。在夏天的時候，可以用所產(chǎn)生的熱能來供熱水等。那么，這樣一來，不僅會帶來可觀的收益，增加廠子的收入，而且廢物再利用，響應(yīng)了全國變廢為寶號召，真正做到了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。</p><p>　　那么，對于再增加這樣一部分設(shè)計后，我們便要在工廠的選

108、址上和技術(shù)要求上更加嚴(yán)格，首先，我們想要將廢物變寶，必須要先設(shè)計好如何將熱能充分利用，這就要求與熱力部門、電力部門合作，合理設(shè)計管道，使支出最好少，獲益最多。尤其是現(xiàn)在井蓋部門、地下工程是熱點社會問題。所以一定要提前做好設(shè)計工作，讓這些問題在沒發(fā)生之前就被解決，將問題扼殺在搖籃里，所以各部門的合作是至關(guān)重要的。另一方面，就是將如何分配各個管道問題和各個管道的維護和護理，由維護部門來做，這都是要解決的問題。</p><

109、p>　　現(xiàn)在來解決第一個問題，就是管道分配。為了減少能量在運輸過程中消耗，所以第一件事就是要減少運輸路程和選擇稍好的運輸材料，所以要將選擇合成氨廠的位置上合理設(shè)置。</p><p>　　近年來，為了改善環(huán)境，優(yōu)化城市環(huán)境，大部分的工廠都已遠離城市，到離城市較遠的郊區(qū)生產(chǎn)，所以要將熱能提供給城市這樣的效益并不可觀，所以我建議將能耗提供給鄉(xiāng)村，改善鄉(xiāng)村的供暖條件，這樣既做到了合理利用資源，又做到了建設(shè)社會主義新

110、農(nóng)村，所以在供給上可以選擇郊區(qū)、鄉(xiāng)村，這樣一來減少了農(nóng)村冬天取暖時的燒木頭、煤炭的現(xiàn)象，節(jié)省了一大批資源。</p><p>　　從前面的設(shè)計明顯可以看出：吸收塔的構(gòu)造采用了兩段吸收，兩段再生的結(jié)構(gòu)，相對于一般的脫碳吸收塔較復(fù)雜。這樣的話，裝置簡單易于操作，減少了人員的使用，即可以節(jié)省開支，又可以減少操作危險，同時此工藝的最大特點是能源消耗低，熱量可以充分利用，所以此工藝經(jīng)濟核算[20]。再次根據(jù)一些其他區(qū)的一些參

111、考，例如承德市平泉縣的山莊老酒產(chǎn)業(yè)就是一個非常好的例子，該企業(yè)將酒的生產(chǎn)和合成氨的生產(chǎn)合理搭配，利用合成氨所放出的熱量來供給酒業(yè)的生產(chǎn)，憑借利用酒業(yè)產(chǎn)生的廢水中沒有太多污染物所以回收再利用氨的水循環(huán)系統(tǒng)，這樣既保證了熱能的合理利用，有保證了水資源的充分循環(huán)利用。又如遼寧省林原市的林鋼集團，該集團的主要產(chǎn)業(yè)是合成氨工業(yè)和電力熱力工業(yè)，該集團就是充分利用合成氨工業(yè)中所放出的大量熱量來供給整個林原市的取暖工作，這些個例子都告訴了我們一個事實，

112、那就是如果我們想要取得更高的效益我們必須要將合成氨產(chǎn)業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)聯(lián)合起來，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)格局。只有這樣分層的工業(yè)才能在以后的社會發(fā)展中占有一席之地。所以我所設(shè)計的工藝中已充分考慮到了這些因素，所以它的經(jīng)濟效益是可觀的。</p><p><b>　　9 結(jié)論</b></p><p>　　通過長達三個多月的設(shè)計和計算最終年產(chǎn)12萬噸合成氨脫碳工藝設(shè)計決定采用采用改良碳酸丙烯酯

113、脫碳法脫除合成氣中的二氧化碳，從而達到國家工藝標(biāo)準(zhǔn)。使用該方法后使得到的氣體更純凈，得到的二氧化碳含量增高，排出氣體中的有害氣體效果更好，并且使碳丙酸稀酯吸收液可循環(huán)利用。而且采用變換氣帶來的熱量提供再生熱使流程能耗降低，達到了一定的經(jīng)濟指標(biāo)。用此方法脫除變換氣中的二氧化碳，確實能夠達到工藝要求中二氧化碳的含量降至1%左右。并且此方法價格低廉，經(jīng)濟核算，無污染，低碳環(huán)保，符合國家可持續(xù)發(fā)展的國策，是利國利民的先進工藝。</p>

114、;<p>　　這次設(shè)計的制作歷時四個月之久，通過這次畢業(yè)設(shè)計我學(xué)到了很多東西。首先在知識上是一個升華，做設(shè)計的時候基本上天天在查文獻看設(shè)計書，所以我在這段時間的學(xué)習(xí)中大部分的知識漏缺都被補上了，另一方面我在設(shè)計中真正感受到了自己設(shè)計東西的快樂，從那每一次的修改中都好像在照顧一個小孩，不斷的成長，不斷的進步，從時間上是一個豐富的過程。以前總感覺自己沒有學(xué)到什么東西，但是從這次填補之后居然發(fā)現(xiàn)其實我的大學(xué)四年生活還是有很多收獲

115、的，那些知識在頭腦中是有印記的，所以我的大學(xué)是非常有作用的。另外這次設(shè)計讓我充分認(rèn)識到自己還是有很大能力的，最起碼可以認(rèn)認(rèn)真真去做一件事，而且我還學(xué)會了人的能力是可以通過自己不斷提升的，一個人如果想真正干點什么，那是需要你不斷付出的。所以只要我們相信自己，并不斷的改變自己，高要求的要求自己，那么你一定能做好的。通過這段時間的學(xué)習(xí)，我充分認(rèn)識到了在以后的工作中我要如何提升自己，并重新對自己的未來有了充分肯定，還有就是我似乎對未來有了更深層