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第一章 工艺流程分析 1

第一节 大型合成氨厂工艺流程合成 1

一、推论分析合成 1

二、功能分析 3

三、形态分析 13

四、调优设计 22

五、合成氨系统的整体性 24

第二节 以渣油为原料的制氨流程 26

一、渣油部分氧化制合成原料气 27

二、气体净化 46

三、氨合成 52

第三节 以天然气为原料的制氨流程 54

一、脱硫 54

二、蒸汽转化 57

三、高温与低温变换 64

四、氨合成 67

第四节 以石脑油为原料的制氨流程 73

一、脱硫 74

二、蒸汽转化 75

三、高温与低温变换 77

四、氨合成 77

参考文献 78

第二章 化学平衡 80

第一节 气相反应体系的标准平衡常数 80

一、反应热 80

二、标准平衡常数 84

一、一氧化碳变换反应的化学平衡及各因素对平衡组成的影响 88

第二节 单一气相反应的化学平衡 88

二、少量碳氧化物甲烷化反应的化学平衡 93

三、氨合成反应的化学平衡及各因素对平衡组成的影响 96

第三节 气相复合反应的化学平衡 103

一、标准化学反应平衡常数的计算 104

二、平衡组成计算 116

参考文献 123

一、化学反应速率的表示方式 125

第三章 化学反应动力学 125

第一节 化学反应速率及动力学方程的表示方式 125

二、动力学方程的表示方式 128

三、复合反应的收率及选择性 132

第二节 气-固相催化反应动力学 133

一、气-固相催化反应过程的本征动力学和宏观动力学 133

二、固体催化剂 137

三、吸附等温方程 141

四、均匀表面吸附动力学方程 146

五、不均匀表面吸附动力学方程 150

第三节 催化剂的内扩散效率因子 152

一、多孔催化剂内气体的扩散 152

二、等温催化剂内扩散效率因子的计算方法 155

三、形状对催化剂内扩散效率因子的影响 161

第四节 变换和甲烷化催化剂与反应动力学 162

一、低含硫高温变换催化剂及反应动力学 163

二、耐硫变换催化剂及反应动力学 168

三、铜基低温变换催化剂及反应动力学 171

四、甲烷化催化剂及反应动力学 174

第五节 氨合成催化剂和反应动力学 179

一、氨合成催化剂 179

二、氨合成反应动力学 189

第六节 烃类蒸汽转化催化剂与动力学 199

一、催化剂 199

二、化学反应动力学 208

参考文献 214

第四章 催化反应器造型及数学模型 218

第一节 催化反应器的最佳操作参数 218

一、最佳温度与最佳温度曲线 218

二、最佳操作压力 224

三、其他最佳操作参数 225

第二节 催化反应器的类型与选择 228

一、绝热固定床催化反应器 228

二、多段换热式固定床催化反应器 233

三、连续换热式固定床催化反应器 237

第三节 固定床传递过程 239

一、固定床流体力学 239

二、固定床中的传热 242

三、固定床中的传质与混合 246

四、径向流动反应器 247

第四节 催化反应器的数学模拟 251

一、反应器的数学模型 251

二、高温变换反应器的数学模拟 253

三、径向氨合成塔的数学模拟 255

四、多段冷激型氨合成塔的数学模拟 267

五、烃类蒸汽转化炉辐射段的工艺计算 273

参考文献 289

第五章 气液吸收 292

第一节 气液吸收过程及吸收设备 292

一、物理吸收和化学吸收 292

二、吸收设备 301

一、净化目的 306

第二节 脱除二氧化碳工艺方法的选择 306

二、原料气的来源 307

三、最终净化方法 307

四、氨加工 308

五、整个生产装置对二氧化碳脱除能提供的有利条件 308

第三节 本菲尔法脱除二氧化碳 309

一、基本原理 309

二、溶液及物性数据的计算 313

三、二氧化碳吸收塔及再生塔的模拟计算 316

四、工艺流程、主要设备及工艺操作条件的选取 334

第四节 低温甲醇洗和液氮洗 339

一、低温甲醇洗的基本原理 340

二、低温甲醇洗的流程 346

三、液氮洗 349

参考文献 351

第一节 气体的压缩 353

一、气体压缩的基本原理 353

第六章 压缩与冷冻 353

二、稳定流动过程的热力学第一定律表达式 354

三、可逆轴功的定义式 356

四、理想气体的等温、绝热、多变压缩过程 357

五、真实气体压缩功的计算 361

六、分段压缩、中间冷却 366

七、压缩机的实际功耗 367

八、离心式压缩机的主要构件及作用 369

九、离心式压缩机的操作性能和喘振 370

第二节 冷冻 372

一、逆卡诺循环 372

二、蒸汽压缩冷冻循环 374

三、分级冷冻及氨厂分级冷冻流程分析 381

四、氨吸收式制冷循环 383

参考文献 388

第七章 合成氨生产中的节能 389

第一节 物料衡算和热量衡算 389

一、物料衡算 392

二、热量衡算 396

第二节 有效能分析 397

一、有效能的基本概念 397

二、有效能分析实例 404

第三节 合成氨生产的节能途径 414

一、转化工段 415

二、变换、脱碳、最终净化 416

三、合成、分氨、弛放气回收 417

五、凯洛格低能耗制氨工艺 418

四、动力系统 418

六、布朗流程 422

七、ICI的AMV工艺 423

八、其他节能流程 425

参考文献 425

附录一 427

附录二 428

附录三 429