初步设计合成氨工业中CO变换工段工艺设计+图纸(2)
5.3.2 设备直径及管数的确定 36
5.3.3 设备直径与管板的确定 36
5.3.4 设备规格的确定 36
5.3.5 传热系数的计算 37
5.3.6 传热面积计算 39
5.3.7 列管长度计算 39
5.4 中间换热器的计算 40
5.4.1已知条件 40
5.4.2 设备直径及管数的确定 41
5.4.3 设备直径与管板的确定 41
5.4.4 设备规格的确定 41
5.4.5 传热系数的计算 42
5.4.6 传热面积计算 43
5.4.7 列管长度计算 44
5.5 水加热器的计算 44
5.5.1 已知条件 44
5.5.2 设备直径及管数的确定 44
5.5.3 设备直径与管板的确定 45
5.5.4 设备规格的确定 45
5.5.5 传热系数的计算 45
5.5.6 传热面积计算 47
5.5.7 列管长度计算 47
6 变换炉的结构的计算 48
6.1变换炉设计条件 48
6.2变换炉结构计算 48
6.2.1筒体和封头壁厚的计算 48
6.2.2应力校核 50
6.2.3裙座厚度计算 53
6.2.4基础环设计 53
6.2.5地脚螺栓计算 54
7 设备的选型 55
8 变换反应的工艺参数和工艺条件 56
8.1变换反应的工艺参数 56
8.2变换过程的工艺条件 56
致谢 59
参考文献 59
1 绪论
中国合成氨是在20世纪30年代开始的，但当时仅在南京、大连两地建有氨厂，最高年产量不超过50kt（1941年）。此外，在上海还有个电解水制氢生产合成氨，硝酸的小车间。
中华人民共和国建立以来，化工部门贯彻农业服务的方针，把发展化肥生产放在首位。经过50多年的努力，中国已拥有多种原料。不同流程的大中小型合成氨厂1000多个，1999年总产量为34.52Mt，位居世界第一。
1.1 氨的性质和用途
一氧化碳是无色、无、无臭、无刺激性、可燃烧的有毒气体。低温下，固态CO有两种同素异形体。在 3.75 kPa压力下，形体转变温度为 61.55K，低于61.55K为立方体CO，高于 61.55K时转变为吹冰方体CO，转变热 0.632kJ/mol。
1.1.1 物理性质
表2.1
参数 数值 参数 数值
1.1.2 化学性质
1.CO本身的微观性质
CO 分子和氮分子具有相同的电子数。按分子轨道理论，C 原子和O 原子共十个价电子分别占有相应的最低能量轨道，即成键轨道，形成如下价电子层结构：
(σsb)2(σs*)2(πxb,y)4(σzb)2
式中，上标b 表示成键轨道，*表示反键轨道。 碳氧原子间有三键，一个σ键，两个π键。C-O键长为112.82 pm。键能为1.070MJ/mol，是已知双原子分子中，键能最高的。其第一电离势为1.351MJ/mol。红外吸收波数为2143.274cm-1[25]。 由于CO分子是不饱和的亚稳态分子。在化学上，就分解而言，CO是稳定的，但由于存在未被占有的反键轨道（σ*,π*）,易于被催化剂激活。在高温高压下，CO具有极高的化学活性，能与多种单质和化合物反应，具有较强的还原性。
2.CO变换反应的宏观性质
CO变换反应是合成氨工业中非常重要的反应。在一定条件下，CO和水蒸气等摩尔反应生成氢和二氧化碳。
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