6。3。1 设计参数 48

6。3。2 触媒选择和触媒筐设计 48

6。3。3 塔内换热器设计 48

6。4 氨合成塔的强度计算 48

6。4。1计算筒体厚度 48

6。4。2底部封头的设计计算 49

6。4。3水压试验 49

结论 50

致谢 51

参考文献 52

附录 53

1 文献综述

1。1 氨的性质

氨，英文：Ammonia，分子式：NH3，标准状态下密度0。771千克/立方米。

一种无色恶臭气体，可以很强地溶于水，常温常压下，液体水可以和氨气以1：700体积比相溶解。压力变大则水中溶解度降低，氨溶解时会放出大量热。氨极易液化，在平常大气压下需要冷却到零下33。5℃才液化，也可以常温下加压至870KPa液化。液氨温度升高开始汽化时，会吸大量的热，因此通常氨也会用作制冷剂[1]。化学性质：(1)氨的催化氧化：

(2)氨与酸、酸酐反应生成铵盐：

(3) NH3与CO2生成NH4COONH2,这是合成尿素的重要步骤：

(4) 氨与CO2和H2O作用,生成NH4HCO3：

氨合成反应为：此反应的特点是：可逆、放热、反应后物质的量（摩尔）减少。

氨合成反应的热效应，不仅取决于温度，而且与压力、气体组成有关。

该反应为放热反应，其平衡常数为

Kf0为真正的平衡常数，它由热力学关系

决定。生产条件范围，经验公式计算逸度系数：                                                               

现实生产中，因为不知道组成，需要采用迭代法。很多逸度系数可以通过查找相关图表获取[2]。

1。2 氨的用途

氮是蛋白质重要成分元素，生物赖之以生存。大气中有大量的氮元素，但主要以氮气形式存在，空气中体积分量的78。2％，将游离态的氮通过一定的手段转化成含氮化合物就是“固定氮”，现阶段最普遍用到同时也是最方便、经济的就是合成氨，这种方法是直接将氮气和氢气合成为氨气。

氨，用途广泛，基本化工物品之一。氨主要用于农业生产，在农业领域，用氨合成的氮肥是经常使用的化肥，其生产数量、装备数量，化肥工业中最多的，在国民经济中居功至伟。时通过氨来合成氮肥，氮肥工业发展水平很大一部分就是合成氨工业的发展水平。氮肥，如硝酸铵、复合肥等，合成氨工业中70%的产能用于“化肥氨”。当然，氨也常常是无机、有机化学这些工业中不可或缺的原材料，这30%的产能为“工业氨”[3] 。氨气可用于生产胺类、铵盐、染色剂、爆炸物、药品、合成纤氨、树脂之类的材料[4]。在炼油、橡胶质品、冶金技术和机械材料等门类中，轻工业、食药产业中，氨及其后续产品也是非常重要的。

而在另外的行业，氨也有它的作用，像纤维、塑胶制品以及食药行业中，主要成分磺胺都需要氨来合成。除此之外，氨也被常用作冷冻剂，可靠廉价。合成氨对于国家的十三五规划所要求的行业非常重要。