合成氨
化学工艺学第2章合成氨
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第2章 合成氨
• 2.1 概述
1、氨的性质：
物理性质：冰点-77.7℃，汽化热大，所以 可作为冷冻剂使用。有刺激性气味。 化学性质：较活泼，可制化肥、硝酸等。 氨的用途：生产化肥（固氮）、生产硝酸、纯碱、 含氮无机盐、化纤、塑料。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2章 合成氨
• 2.1 概述
2、合成氨的原料 原料：（包括提供H2的原料和燃料） 固体原料：焦碳、煤 气体原料：天然气、重油、焦炉气等 液体原料：石脑油、重油、原油等 常用的原料有：焦碳、煤、天然气、重油
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第2章 合成氨
• 2.2 原料气的制取
煤气的类型： 空气煤气：H2：0.9%，CO：33.4%、N2：64.6% 水煤气：H2：50%，CO：37.3%、N2：5.5% 半水煤气：H2：37%，CO：33.3%、N2：22.4% （接近H2：N2=3.2:1） 半水煤气可采取分阶段制得空气煤气及水煤气， 然后将两者按一定比例混合而成。
钴钼加氢 反应器
排风机
天然气蒸气转化工艺流程图
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第2章 合成氨
• 2.2.5 甲烷蒸气转化的生产方式 一段转化：
采用管子炉，3~4MPa下，在多根耐热合金钢管 内填放催化剂，侧壁（或顶部）设有多个烧嘴，燃烧 天然气，产生高温。炉膛温度：1000℃，管子内温 度：750~800℃。 进入一段的原料气：3~4MPa，H2O/CH4=3.5， 500~520℃； 出一段的转化气：850~860℃
CO2+N2
CO+N2
空气
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第2章 合成氨
第二阶段（一次上吹）： 水蒸气从下往上，一次地吹过炽热的C层，产生水煤 气送往气柜，炭层的温度上移，温度下降。
合成氨
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
工艺路线：造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1 ，2 工段-> 变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3 段-> 脱硫-> 压缩机4 ，5 工段-> 铜洗-> 压缩机 6 段-> 氨合成-> 产品NH3 1. 合成氨的工艺流程(1) 原料气制备：将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。
半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到 1.9~2.0Mpa ，送入脱硫塔，用 A.D.A. 溶液或其他脱硫溶液洗涤, 以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。
变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。
然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。
脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机12.09~13.0Mpa后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20 （ppm ）以下，以满足合成氨的要求。
净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到30.0~32.0 MPa 进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。
分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。
在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。
出合成塔的气体中，约含氨10~20% ，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。
合成氨
5、循环时间及分配
一般一个循环时间为2.5~3min。 工作循环时间取决于燃料的性质和各阶段的操作要求。不同燃料循环时 间分配百分比例如表所示。
吸收
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燃料种类 吹风 无烟煤，粒度 25~75mm 无烟煤，粒度 15~25mm 焦 炭，粒度 15~50mm 炭化煤球 6、气体成分 24.5~25.5 25.5~26.5 22.5~23.5 27.5~29.5
吸收
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工业煤气的组成如下表：
煤气名称 H2 CO 气体组成，体积% CO2 N2 CH4 O2 H2S
空气煤气
水煤气 混合煤气 半水煤气
0.9
50.0 11.0 37.0
33.4
37.3 27.5 33.3
0.6
6.5 6.0 6.6
64.4
5.5 55.0 22.4
0.5
0.3 0.3 0.3
半水煤气，并经
废热锅炉、洗涤 塔后送入气柜。
吸收
3、下吹造气：
上吹后炉层温度降 低，但上层温度尚 高，仍可利用热能， 故改为下吹造气。
先从炉顶向下吹几
秒水蒸气，防止直 接吹空气与煤气相 遇爆炸。得半水煤 气从炉底导出，并
送至气柜。
吸收
4、二次上吹：
自炉底吹水蒸气， 将炉中水煤气排出，
为重新进行空气吹风
做准备，同时回收炉 内残存的半水煤气，
防止直接送入空气引
起爆炸。 持续时间很短。
吸收
5、空气吹净：
将空气从炉底吹
入，把炉内残存的
半水煤气和含氮吹
风气一起吹出并送
入气柜。持续时间
更短。
吸收
五个阶段为一个循环，每个循环需3~4min。生产 出的半水煤气中： H2%=38~42%; N2%=19~22%;
合成氨工作原理
1.氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的，其反应式为：3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩小的反应，对其反应机理存在着不同的观点，一般认为：氮在铁催化剂上被活性吸附，离解为氮原子，然后逐步加氢，连续生成NH、NH2和NH3。
即：N2（扩散）→2N（吸附）→2NH(吸附）→2NH２（吸附）→2NH３（脱附）→2NH３（扩散到气相）由质量作用定律和平衡移动原理可知：1.温度升高，不利于反应平衡而有利于反应速度。
2.压力愈高愈有利于反应平衡和速度。
3.氢氮气（比例3:1）含量越高越有利于反应和速度。
4.触媒不影响反应平衡，但可以加快反应速度。
2、温度对氨合成反应的影响氨合成反应是一个可逆放热反应。
当反应温度升高时，平衡向着氨的分解方向移动；温度降低反应向着氨的生成方向移动。
因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高，应该采取较低的反应温度。
但是从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应的速度加快，这是因为温度升高分子的运动加快，分子间碰撞的机率增加，同时又使化合时分子克服阻力的能力加大，从而增加分子有效结合的机率。
总之，温度低时，反应有利于向合成氨的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；提高温度不利于向氨的合成方向移动，但反应速度可以增加。
在实际生产中反应温度的选择主要决定于氨合成催化剂的性能。
3.压力对氨合成反应的影响氨的合成反应是一个分子的氮与三个分子的氢结合生成两个分子的氨，即氨合成反应是分子数目减少、体积缩小的反应，提高压力，可使反应向着生成氨的方向进行。
对于氨合成反应来说，提高压力就是提高反应气体的浓度，从而增加反应分子间碰撞的机会，加快了反应的速率。
总之，增加压力对氨的合成反应是有利的，既能增大平衡转化率，又能加快反应速率。
但压力也不宜过高，否则，不仅增加动力的消耗，而且对设备和材料的要求也较高。
根据我国具体情况，目前在小型合成氨厂，设计压力一般为31.4MPa。
合成氨
事故发生情况： 事故发生情况： 分析大型合成氨装置开车和操作过程中发生事故和故障表 明，设计错误占事故总数的10－15％，施工和设备安装错误占 14－16％，设备、机械、管件、控制计量仪表等方面的缺陷占 56－61％，操作人员错误占13－15%。多数事故、火灾和爆炸 （80％）是由各种工艺设备泄出可燃气体造成的。
3.4.2
氨合成 合成氨工序危险性分析：氨合成工序使用的设备有合成 合成氨工序危险性分析：
塔、分离器、冷凝器、氨蒸发器、预热器、循环压缩机等。可 燃气体和氨蒸气与空气混合时有爆炸危险，氨有毒害作用，液 氨能烧伤皮肤，生产还采用高温、高压工艺技术条件，所有这 些都使装置运行过程具有很大危险性。严格遵守工艺规程，尤 其是控制温度条件是安全操作的最重要因素。设备和管道内温 度剧烈波动时，个别部件会变形，破坏设备。
3.1 过程机理及工艺控制分析
3.1.1 压力 工业上合成氨的各种工艺流程，一般都以压强的高低来分类 高压法压力为70～100MPa，温度为550～650℃；中压法压力 为40～60MPa，低者也有用15～20MPa，一般采用30MPa左右，温 度为450～550℃；低压法压力为10MPa，温度为400～450℃。从 化学平衡和化学反应速度两方面考虑，提高操作压力可以提高生 产能力。且压力高时，氨的分离流程可以简化。但是，压力高时 ，对设备材质、加工制造的要求均高。高压下反应温度一般较高 ，催化剂使用寿命缩短，所有这些都给安全生产带来了困难。
3.2.2 氨合成过程 (1) 净制的氢氮混合气由压缩机压缩到合成的压强。 (2) 原料气经过最终精制。 (3) 净化的原料气升温并合成。 (4) 出口气体经冷冻系统分离出液氨，剩下的氢氮混合气用循环 压缩机升压后重新导往合成。 (5) 驰放部分循环气以维持气体中惰性气含量在规定值以下。
第七章 合成氨
氮是蛋白质中的主要组成部分，蛋白质用来维持植物和动物 的生命。空气中含有79％（体积）的氮。但是大多数植物不 能直接吸收这种游离的氮。只有当氮与其他元素化合以后， 才能为植物所利用。这种使空气中游离态氮转变成化合态氮 的过程。称为“氮的固定”。固定氮的方法很多，合成氨 法是目前世界各国采用最广、最经济的方法。 氨的合成及其加工，首先用于生产肥料，液氨含氮82.3％， 本身就是一种高效肥料，可直接施用，但因易挥发，液氨的 储存、运输与施肥都需要一套特殊的设备。目前大多将氨与 其他化合物加工成种固体氮肥和部分液体肥料，如尿素、氯 化铵、氨水和碳化氨水等。
（2）铁催化剂的还原 氨合成的铁催化剂中的Fe3O4必须将其 还原成金属铁后才有催化活性，催化剂还原的反应式为：
Fe3O4 + 4 H 2 ⇔ 3Fe + 4 H 2O
催化剂经还原处理后，晶体被还原成细小的α-Fe晶体，它们 疏松地附在氧化铝的骨架上，还原前后表观容积并无显著改 变，因此，除去氧后的催化剂便成为多孔的海绵状结构。催 化剂的颗粒密度（表观密度）与纯铁的密度（7.86g/cm3） 相比要小得多，说明孔隙率是很大的，一般孔呈不规则树枝 状。还原态催化剂的内表面积约为4～6m2／g。
氨不仅对农业有着重要作用，而且也是重要的工业 原料。氨可以加工成胺与磺胺，是合成纤维及制药 的重要原料；尿素不仅是高效肥料，而且又是制造 塑料、合成纤维和医药的原料；在制碱、石油炼制 和橡胶工业以及冶金、采矿、机械加工等工业部门， 也都要用到氨或氨的加工品；此外，在食品、冷冻 工业上，氨是最好和最常用的冷冻剂。氨对于国防 工业也十分重要，氨氧化可制成硝酸，在炸药工业 中，硝酸是基本的原料，用硝酸作硝化剂可以制得 三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油及其他各种炸 药。所以氨是基本化工产品之一，在国民经济中占 有十分重要的地位。
合成氨原理
合成氨原理合成氨是一种重要的化学原料，广泛用于生产化肥等工业过程。
其原理是通过哈柏过程或奥斯特华尔德过程来实现。
哈柏过程（哈柏氨合成法）是最常用的合成氨工业方法之一。
该过程将氮气和氢气在高温高压条件下通过一个铁催化剂进行催化反应。
具体步骤如下：1. 氮气的制备：氮气在空气中占绝大部分，可以通过空分设备将空气中的氧气和其他杂质分离出来，得到纯净的氮气。
2. 氢气的制备：氢气可以通过蒸汽重整、部分氧化、水电解等方法来制备。
3. 氮气和氢气混合：经过精确的配比，将纯净的氮气和氢气按一定比例混合。
4. 催化反应器：将混合气送入一个催化反应器中，其中催化剂通常采用铁（Fe）。
5. 反应条件：反应需要在高温（约400-500摄氏度）和高压（约100-250atm）的条件下进行。
6. 催化反应：在催化剂的作用下，氮气和氢气发生氮氢化反应，生成氨气。
7. 分离氨气：将反应产物经过冷却处理，得到氨气。
奥斯特华尔德过程（奥斯特华尔德氨合成法）是另一种常用的合成氨方法。
该过程在低温低压条件下进行，适用于小规模的合成氨生产。
具体步骤如下：1. 原料气体准备：氮气和氢气经过压缩、净化等处理，得到纯净的原料气体。
2. 催化剂床层：将催化剂（通常为铁-铝合金）放置在反应器中形成床层。
3. 缓冲层：在催化剂床层上方加入缓冲床层，用于分离反应床和冷凝器。
4. 过热器：将原料气体加热至适宜的反应温度（通常为400-550摄氏度）。
5. 反应器：通过加热后的原料气体对催化剂进行反应，生成氨气。
6. 冷凝器：将反应产生的氨气进行冷却，使其凝结为液体。
7. 分离氨液：将凝结的氨液体与剩余的气体进行分离，得到纯净的合成氨。
这些合成氨的过程可用于工业生产中，以满足各种应用的需求。
《合成氨的概述》课件
合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
原料气的净化
总结词
原料气的净化是合成氨生产工艺的重要环节，主要是通过化学和物理方法去除 原料气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢和氧气等。
详细描述
原料气的净化通常包括脱硫、脱碳和脱氧等过程。脱硫主要是用碱性溶液或固 体吸收剂去除硫化氢；脱碳主要是用溶液吸收或固体吸附剂去除二氧化碳；脱 氧主要是通过催化剂或氧化反应将氧气转化为水。
环保与安全问题
总结词
合成氨工艺中存在一些环保与安全问题，需要采取相应的措施加以解决。
详细描述
合成氨工艺中会产生大量的废气和废水，如果处理不当会对环境造成污染。因此，需要 采取一系列环保措施，如废气处理、废水处理和废弃物回收等。此外，由于合成氨工艺 需要在高温高压下进行，也存在一定的安全风险。因此，需要采取相应的安全措施，如
《合成氨的概述》 ppt课件
目 录
• 合成氨的简介 • 合成氨的生产工艺 • 合成氨的工艺特点 • 合成氨的未来发展 • 总结
01
合成氨的简介
合成氨的定义
总结词
合成氨是指将氮和氢在高温高压和催化剂的作用下合成为氨的过程。
详细描述
合成氨是一种化学反应，通常在高温高压和催化剂存在的条件下进行，将氮气和氢气合成为氨气。这个反应是工 业上大规模生产氨的重要方法，也是化学工业中的重要反应之一。
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消化纤维等多种炸药的原料；作为生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂。
⑷应用于医疗、食品行业中。作为医疗食品行业中的冷冻、冷藏系统的制冷剂。
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二、合成氨原理
氨的合成反应式：N2+3H2=2NH3
放热可逆反应
三、合成氨流程
蒸 汽
天然气
精脱硫
CO2脱 除
CO2
蒸汽转 化 甲烷化
N2
CO变换
压缩
循 环 驰 放 气
第7章 天然气合成氨
主要内容： 1、合成氨概述
2、合成氨原理
3、合成氨流程 4、反应条件 5、催化剂
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合成氨概述
一、氨的性质及用途
1、氨的性质 ⑴在常温常压下，氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体，比空气
轻。
液化：在0.1MPa、-33.5℃，或在常温下加压到0.7～0.8MPa，就能将 氨变成无色的液体，同时放出大量的热量。
3、空间速度：单位体积催化剂在单位时间内处理的气体量称为 空间速度。空间速度大小意味着处理气量的大小，在一定的 温度、压力下，增大空间速度，就加快了气体通过催化剂的 速度，处理的气量大，能增大产量，但同时气体与催化剂接 触时间缩短，从而使出塔气体中氨含量降低。若空间速度过 大，则氨分离不完全，同时增大设备负荷和动力消耗。一般 操作压力在30MPa的中压法合成氨，空间速度选择在 20000~30000m3/h之间。
结晶：将液氨在0.101MPa压力下冷却至-77.7℃，就能凝结成略带臭 味的无色结晶。
气化：液氨容易气化，降低压力可急剧蒸发，并吸收大量的热。
易溶于水：氨极易溶于水，可制成含氨15%～30%（质量分数）的商品 氨水。
3
⑵氨的化学性质较活泼，能与酸反应生成盐。
与二氧化碳 和水反应
NH3+CO2+H2O
4、氢氮比：氮的活性吸附为合成反应的控制阶段， 氮的含量对反应速率影响较大，略低于3可加快反应 速率。 实践：32MPa、450度、催化剂粒度1.2~2.5mm
空速24000(1/h)、R=2.6出口氨浓度最大
采取的方法：新鲜原料气比为3，混合后的循环气在合 成塔入口的比约为2.8。 5、进塔气中的惰性气体含量：一般≤2% 6、催化剂颗粒：反应初期：温度440~470度粒径 0.6~3.7mm;反应后期：温度420~440度粒径 8~16mm
CO 3H 2 CH 4 H 2O 206kJ mol 1 CO2 4 H 2 CH 4 2 H 2O 165kJ mol 1
吸收
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6-7 氨的合成
一、氨合成反应的热力学基础
1、氨合成反应及特点 氨的合成是指在适当的温度、压力和有催化剂存在的条 件下，将经过精制的氢氮混合气直接合成成氨。然后将所产的 气氨从未合成为氨的混合气体中冷凝分离出来，得到产品液氨 的过程。分离氨后的氢氮气体循环使用。 氨合成的化学反应式为： 1.5H2+0.5N2=NH3+Q 特点： ①该反应是可逆反应：在氮气和氢气反应生成氨的同时，氨 也分解成氢气和氮气，前者称为正反应，后者称为逆反应。 ②该反应是放热反应：在生成氨的同时放出热量反应热与温 度、压力有关。
吸收
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R1.5 y pK p 2 (1 R) (1 y yi ) 2 p : 总压力； R: y H2 y N2
y、y ：NH 、惰性气体的摩尔分数 i 3
1、氢氮比R：R=3(此时y最大) 2、温度：温度越低，Kp越大。低温催化剂为发展方向。 3、压力：压力越大，平衡浓度越大。 4、惰性气体含量：平衡氨含量随惰性气体含量的增加而 减少。 提高平衡氨含量的途径为：降低温度、提高压强、保 持氢氮比R=3左右，减少惰性气体含量。
吸收
反应控制阶段取决于反应条件（温度、催化剂颗粒的大小） 温度一定：大颗粒为内扩散控制，小颗粒为化学动力学控制。 颗粒一定：低温为化学动力学控制，高温为内扩散控制。 扩散控制时：y NH3 kp 化学动力学控制：
0.5 0.5 远离平衡时：r kpN pH 2 2
k : 扩散系数； p： 总压力
吸收
（二）反应动力学
1：气体向催化剂表面（内、外）扩散 2：气体在催化剂表面发生活性吸附 N 2 (气) 2 N (吸附) H 2 (气) 2 H (吸附) 3：吸附的氮、氢发生反应生成氨 N (吸附) H (吸附) NH (吸附) NH (吸附) H (吸附) NH 2 (吸附) NH 2 (吸附) H (吸附) NH 3 (吸附) 4：生成的氨从催化剂表面解吸 NH 3 (吸附) NH 3 (气) 5：解吸的氨从催化剂表面向气流主体扩散
4、氢氮混合气组成：从化学平衡看，氢氮比应为3， 但从动力学角度看，由于氮的活性吸附为控制步 骤，故在远离平衡进，反应速率与氮的浓度有关 ，可适当提高氮的比例，让氮气稍过量，通常生 产中控制氢氮比为2.8~2.9。
吸收
三、氨的合成与分离
（一）最佳工艺条件的选择
氨合成的生产工艺条件必须满足产量高，消耗定额低 、工艺流程及设备结构简单、操作方便及安全可靠等要求。 决定生产条件员主要的因素是操作压力、温度、空间速度、 气体组成和催化剂等。
吸收
二、氨合成动力学
（一）催化剂
铁催化剂：
Fe2O3 54~68%、FeO29~36%、Al2O3 2~4% K 2O0.5~0.8%、CaO0.7~2.5% 在加热条件下原料气将铁还原： (Fe2O3 ,FeO) +H 2 = Fe+H 2O
铁催化剂的主要成分是Fe2O3和FeO；
但其活性组分是由氧化铁还原而得的α型纯金属铁，而不是 铁的氧化物。
吸收
3、空间速度：单位体积催化剂在单位时间内处理的气体量称为 空间速度。空间速度大小意味着处理气量的大小，在一定的 温度、压力下，增大空间速度，就加快了气体通过催化剂的 速度，处理的气量大，能增大产量，但同时气体与催化剂接 触时间缩短，从而使出塔气体中氨含量降低。若空间速度过 大，则氨分离不完全，同时增大设备负荷和动力消耗。一般 操作压力在30MPa的中压法合成氨，空间速度选择在 20000~30000m3/h之间。
工艺条件的优化
(1)催化剂：
Cu~Zn系催化剂：氧化铜、氧化锌、氧化铝烧结用氢还原活性 温度为180-250度，为低温变换催化剂。
Fe~Cr系催化剂：氧化铁、氧化铬，活性温度为350450度，为中温变换催化剂。
(2)原料气组成：
使水蒸气过量，提高转化率。200度时，CO与H2O体 积比由1：1提高到1：6时转化率由93.8%提高到 99.9%。
(3)反应温度： 可逆放热反应最大反应速率时的反应温度随转化 率提高而降低。因此，反应前阶段使用中温变换催 化剂，反应过程为中温变换；反应后阶段是用低温 变换催化剂，反应过程为低温变换。采用水蒸气分
阶段冷激。
(4)反应压力：
此反应压力与平衡转化率无关，但加压可以增加
催化反应器的生产能力、节能。 (5)空间速度：一般400-600(L/h)
通过反应的化学平衡研究确定。
吸收
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其平衡常数为：
Kp
pNH3
0.5 1.5 pN pH 2 2
1 y NH3 0.5 1.5 p yN yH 2 2
式中： p,pi—分别为总压和各组分平衡分压；
yi—平衡组分的摩尔分数。
3、平衡氨含量 平衡氨含量是在一定的温度、压力和氢氮比等条件下， 反应达到平衡时氨在气体混合物中的摩尔分数。 平衡氨含量即反应理论最大产量。 4、影响平衡时氨浓度的因素
吸收
精制
原料气经变换、脱硫脱碳后仍含有少量CO和微量CO2，这些 气体若进入合成塔，会导致氨合成催化剂中毒，活性降低， 寿命减短，因此在进入合成系统前需脱除残留的CO和CO2，此 过程称为原料气的精制。 目前大型合成氨装臵净化气精制工艺主要有铜氨液吸收、 液氮洗、甲烷化等。 1、铜氨液吸收法：用亚铜盐溶液（铜离子、酸根和氨组成的 水溶液）在高温低压下以吸收CO、CO2等气体，吸收液在减压 升温时再生，再生的铜氨液循环使用。 2、甲烷化法：在镍催化剂存在及280-380度的条件下，使CO、 CO2加氢生成甲烷。
4、氢氮比：氮的活性吸附为合成反应的控制阶段， 氮的含量对反应速率影响较大，略低于3可加快反应 速率。 实践：32MPa、450度、催化剂粒度1.2~2.5mm
空速24000(1/h)、R=2.6出口氨浓度最大
采取的方法：新鲜原料气比为3，混合后的循环气在合 成塔入口的比约为2.8。 5、进塔气中的惰性气体含量：一般≤2% 6、催化剂颗粒：反应初期：温度440~470度粒径 0.6~3.7mm;反应后期：温度420~440度粒径 8~16mm
1、温度：氨合成反应必须在催化剂的存在下才能进行，而催化 剂必须在一定的温度范围内才具有催化活性，所以氨合成反 应温度必须维持在催化剂的活性温度范围内。目前工业上使 用的铁催化剂的活性温度范围大体在400~525℃之间。 2、压力：工业上合成氨的各种工艺流程，一般都以压力的高低 来分，高压法：70~100MPa，中压法：20~50MPa，低压 法：10MPa。国内中型氨厂一般采用中压法，压强32MPa 左右，大型氨厂则通常采用压强16MPa左右。
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6-5 脱碳
经变换后的变换气中含26～30%的二氧化碳，二氧化碳不 仅使合成氨催化剂中毒，也给原料气的进一步精制带来困 难，同时还造成CO2原料的大量浪费。工业上习惯把脱除和 回收CO2的过程称为脱碳。 最常应用的方法是改良的热钾碱法（物理吸收-解吸法）。
吸收液：27-30%的碳酸钾及氢氧化钠水溶液添加少量活化 剂二羟基乙二胺和缓蚀剂偏钒酸钾KVO3。 改良后的热钾碱法可使气体中的二氧化碳降低到0.1%， 硫 化氢降低到2-5毫克每立方米。
NH4HCO4
与磷酸反应
NH3+H3PO4