年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计

年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计学院名称化学与制药工程学院专业班级化工13-1学生姓名宋有为导师姓名袁芳2017年5月8日年产20万吨硫酸车间转化工段工艺设计作者姓名宋有为专业化学工程与工艺指导教师姓名袁芳专业技术职务讲师目录摘要...............................................1第一章文献综述.................................31.1综述.................................................31.2硫酸发展史...........................................3第二章工艺说明书...............................52.1概述.................................................52.1.1产品规模和规格......................................52.1.1.1年操作日.........................................52.1.1.2生产方式.........................................52.1.1.3生产能力.........................................52.1.1.4产品规格.........................................52.1.2工艺方案叙述........................................52.2装置设计说明.........................................52.2.1工艺原理...........................................52.2.2工艺流程说明........................................62.2.3主要设备选型说明....................................62.2.4化工原材料规格及用量................................62.2.4.1进入转化器气体组成................................62.2.4.2本设计采用的催化剂型号:...........................6第三章转化工序物料衡算.........................73.1转化工序.............................................73.2转化反应引发平衡转化率，转化率计算....................83.3两次转化流程.........................................93.4物料衡算............................................103.4.1进一段气体量及成分.................................103.4.2出一段气体量及成分.................................103.4.3出二段气体量及成分.................................113.4.4出三段气体量及成分.................................113.4.5出四段气体量及成分.................................11第四章转化器各段的热量衡算....................134.1一段反映热量和出口温度...............................134.1.1进入转化器第一段气体带入热量.......................134.1.2出转化器第一段气体温度.............................134.1.3反应热............................................144.1.4一段出口气体带出热量...............................154.2转化二段反应热量和出口温度...........................154.2.1进转化器第二段气体带入热量.........................154.2.2出转化器第二段气体温度.............................164.2.3反应热............................................174.2.4二段出口气体带出热量...............................174.3转化三段反应热量和出口温度...........................174.3.1进转化器第三段气体带入热量.........................174.3.2出转化器第三段气体温...............................184.3.3反应热............................................194.3.4三段出口气体带出热量...............................194.4转化四段反应热量和出口温度...........................194.4.1进转化器第四段气体带入热量.........................194.4.2出转化器第四段气体温度.............................204.4.3反应热............................................214.4.4四段出口气体带出热量...............................21第五章换热器温度，传热面积的计算..............225.1第一换热器..........................................225.2第二换热器..........................................225.3第三换热器..........................................235.4第四换热器..........................................24第六章换热器设计..............................266.1换热器概述..........................................266.2换热器基本要求.......................................276.2.1合理地实现所规定的工艺条件.........................276.2.2安全可靠..........................................286.2.3有利于安装、操作与维护.............................286.2.4经济合理..........................................286.3换热器的结构形式....................................286.3.1管壳式换热器.......................................286.3.2蛇管式换热器.......................................296.3.3套管式换热器.......................................296.4换热器材质的选择.....................................296.5管板式换热器的优点...................................296.6列管式换热器的结构...................................306.7管板式换热器的类型及工作原理.........................31齐鲁工业大学2016届本科毕业设计（论文）1摘要本设计进行的是20万吨硫酸/年转换系统的工艺设计，主要负责硫酸生产过程中二氧化硫到三氧化硫的转化过程，计算部分包括三个：物料平衡，热量衡算和换热面积的计算，转换过程是通过2次转化2次吸收来完成的。涉及到5台热交换器，主要以产生高温气体来预热冷的反应气体，以达到热量的有效利用，最大限度的降低能量损失，从而做到工业生产的低碳和环境保护，以经济，高效节能，可持续发展作为设计目标。关键词：物料平衡热量平衡换热器齐鲁工业大学2016届本科毕业设计（论文）2ABSTRACTThisdesignisthedesignprocess200,000tonsofH2SO4/intothesystem,isresponsiblefortheconversionofsulfurdioxidetosulfurtrioxideprocess,sulfuricacidprocessthreemainpointscalculationpart:materialbalance,heatbalanceandheattransferareacalculation.Conversionprocessisthroughthe2conversioncompleteabsorptionof2,involvesfourheatexchangers,primarilyinresponsetothelow-temperaturegasgeneratedinthegaspreheatingtemperature,totheeffectiveuseofheat,tomaximizetheenergylossisdecreasedtorealizeindustrialproductionlow-carbon,environmentallyfriendly,energyefficient,andsustainableeconomicdevelopmentobjectivesdesigned.Finallycompletedtheprocessspecifications,safetymemo,completedgraduationdesignspecifications.Keywords：Massbalance;Heatbalance;Heatexchanger齐鲁工业大学2016届本科毕业设计（论文）3第一章文献综述1.1综述硫酸是广泛应用于各工业领域重要的基础化工原料。硫酸的产量通常用作一个国家的工业发展水平的度量。硫酸在化工生产中具有很重要的地位，几乎所有的化工产品都离不开硫酸。近几年从天津的爆炸到山东的化工厂爆炸，这一系列的事故无不是在警告我们注意安全生产，正确操作，在硫酸生产中尤其需要注意。硫酸也具有高危害性，在使用运输和储存的时候需要特别的注意。目前硫酸主要用于生产化肥，合成纤维，涂料，清洁剂，制冷剂，饲料添加剂，炼油，有色金属冶炼及钢铁，制药，化工等行业。而且硫酸在石油工业，冶金工业等方面也有着重要的作用。其具体表现为在以下几点：a：浓硫酸具有酸性，可以制备含磷的肥料，氮肥;也可以防锈b:浓硫酸具有吸水性常用来做吸水剂和干燥剂。浓硫酸可以干燥各种气体，如氢气，氧气，氮气，一氧化碳，二氧化硫，氯气，氯化氢等，但不能干燥碱性气体和室温下的还原气体c:浓硫酸还具有脱水性。d:浓硫酸还具有很高的沸点和难挥发性。1.2硫酸发展史在上个世纪的中国，由于技术落后和设备条件的不允许，中国的硫酸产量很低，而且那个时