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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