天然气制合成氨简介
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介工艺危险特点：1 高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽，气体物料一旦过氧（亦称透氧），极易在设备和管道内发生爆炸。
2 高温、高压气体物料从设备管线泄露时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因郜流速物料与裂（喷）口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸。
3 气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解，在附近管道内造成积炭，可导致积炭燃烧和爆炸。
4 高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织，还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀和渗氮，加剧设备的疲劳腐蚀，使其机械强度减弱，引发物理爆炸。
5 液氨大规模事故性泄露会形成低温云团引起大范围人群中毒，遇明火还会发生空间爆炸。
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成氨，为一种基本无机化工流程。
现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。
工艺流程1 原料气制备（制备H2、CO、N2的粗原料气）1-1煤气化煤气化是用气化剂对煤或焦炭等固体燃料进行热加工，使其转变为可燃性气体的过程，简称造气。
气化剂主要是水蒸气、空气（或氧气）及它们的混合气体。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；空气煤气：以空气为气化剂制取的煤气，主要成分为N2和CO2。
合成氨生产中也称之为吹风气。
水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气，主要成分H2和CO。
混合煤气：以空气和适量水蒸气为气化剂。
半水煤气：以适量空气和水蒸气做气化剂，所得气体组成符合([H2]+[CO])/[N2]=3.1~3.2的混合煤气，即合成氨的原料气。
1-1-1 以空气为气化剂-空气煤气，其主要成分为空气和二氧化碳C + O2 = CO2C + 1/2O2 = COC + CO2 = 2COCO + 1/2O2 = 2CO21-1-2 以水蒸气为气化剂-水煤气，其主要成分为氢气和一氧化碳。
C + H2O = CO + H2C + 2H2O = CO2 + 2H2CO + H2O = CO2 + H2C + 2H2 = CH41-1-3 间歇式生产半水煤气1-1-3-1固定床煤气发生炉右图为间歇式固定床煤气发生炉燃料层分区示意图。
合成氨的概述(1)
在实验过程中，我发现自己在操 作细节和数据分析方面还有待提 高。
对未来学习和发展建议
深入学习合成氨相关知识
建议继续学习合成氨的先进技术和工艺，了解其在工业领域的应 用和发展趋势。
提高实验技能
通过更多的实验操作和实践，提高实验技能和数据分析能力。
拓展相关领域知识
建议学习化学工程、催化化学等相关领域知识，为未来的学习和工 作打下坚实基础。
节能减排技术研发和应用。
未来发展重点
03
未来合成氨产业的发展将更加注重技术创新和环保，推动产业
向绿色、低碳、循环方向发展。
未来发展趋势预测
产业升级与转型
随着环保要求的日益严格和能源结构的调整，合成氨产业将加快 升级与转型步伐，推动产业高质量发展。
技术创新与智能化
合成氨产业将继续加大技术创新力度，推动智能化技术在生产过 程中的应用，提高生产效率和产品质量。
反应热回收
利用合成反应产生的热量 预热原料气或产生蒸汽， 提高能量利用效率。
产品分离与回收
氨分离
废气处理
通过冷凝、分离等方法将合成反应生 成的氨从混合气中分离出来。
对废气进行净化处理，达到环保排放 标准后排放。
未反应气体回收
将未反应的氮气和氢气回收并重新压 缩，循环使用。
03
设备与操作管理
关键设备介绍
02
合成氨生产工艺流程
原料气制备
01
02
03
天然气转化
将天然气中的甲烷通过蒸 汽转化法转化为合成气（ 一氧化碳和氢气）。
煤气化
以煤为原料，通过气化剂 （氧气、水蒸气等）在高 温下与煤反应，生成合成 气。
重油部分氧化
重油在高温和氧气的作用 下发生部分氧化反应，生 成合成气。
17、天然气作化工原料解析
一、天然气制合成氨
② 天然气蒸气转化制合成气 天然气蒸汽转化是指以水蒸气将CH4转化为CO与H2，属吸热 反应，所得合成气将有较高的氢碳比。在天然气蒸汽转化过程
中发生的主要反应有：
CH4 + H2O = CO + 3H2 - 206kJ/mol CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 - 165kJ/mol
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
（3）天然气制甲醇的生产工艺 按照操作压力的不同，可将天然气制甲醇工艺分为高压、 中压及低压合成工艺。
相比之下，低压法甲醇合成工艺的投资及能耗等技术经济 指标均显著优于高压法，故目前高压法在新建装置中已不再采 用。中压法与低压法相比，由于提高了压力，甲醇合成效率也 得到显著提高。
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
② 甲醛的制备 甲醛具有广泛的用途，可用于制造多种高分子材料，在农药、 医药、香料及缓效肥料方面也有广泛的应用。
甲醇以空气中的氧化可生成甲醛：
2CH3OH + O2→CH2O + H2O 在空气不足时甲醇也可脱氢生成甲醛： CH3OH →CH2O + H2 依据上述反应，形成了甲醛过量的银法工艺与空气过量的
目前，天然气制甲醇工艺总的发展趋势是是由高压向低、 中压发展。下面对中、低压合成工艺进行简单介绍。
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
① 低压合成工艺 低压工艺中以英国的ICI工艺和德国的Lurgi工艺为代表。目 前，采用ICI技术生产的甲醇约占世界甲醇产量的60%，Lurgi
工艺展20%。
Ⅰ) ICI低压合成工艺 该工艺是英国ICl公司在1966年研究成功的。工艺流程图如 图1所示。ICI低压合成工艺是第一个工业化的低压合成工艺， 在甲醇工业的发展中具有重要的意义。该工艺具有合成压力低、 能耗低、系统简单等优点，相对于高压法工艺是一个巨大的技 术进步。
天然气制合成氨工艺技术
天然气制合成氨工艺技术天然气制合成氨是一种重要的工业化学过程，它将天然气中的氨合成为氨气。
这一过程主要应用于肥料生产、合成纤维、涂料和医药等领域。
天然气制合成氨工艺技术主要包括气体净化、氨合成和气体分离三个步骤。
首先是气体净化。
天然气中含有一定的杂质，如二氧化碳、硫化物、水蒸气等，这些杂质会影响氨合成反应的效果。
因此，需要对天然气进行脱碳、脱硫和脱水处理。
脱碳通过吸收剂吸收二氧化碳，脱硫则使用吸收剂吸收硫化物，而脱水则通过冷凝和吸附等方法去除水蒸气。
接下来是氨合成反应。
氨合成反应是将水蒸气和氢气与合成气体（由天然气和空气混合得到）在催化剂的作用下反应生成氨气。
这个反应的催化剂通常是铁、钴或镍，也可以是一些复合催化剂。
合成气体在一定的温度和压力下通过催化剂之间的反应床进行氨合成反应。
反应过程中需要控制温度、压力和气体流量等参数，以提高反应效果和氨合成率。
最后是气体分离。
产生的气体混合物中除了含有合成氨和未反应的氧气、氮气和水蒸气外，还包含一些不利于以氨气为产品的成分，如甲烷、二氧化碳、氮气等。
因此，需要对气体进行分离和纯化，以使得最终得到的产品达到所需的纯度要求。
常用的气体分离方法有吸附分离、膜分离和冷却分离等。
分离后的氨气可以进一步被压缩、液化或制成氮酸铵等形式，以便于储存和运输。
天然气制合成氨工艺技术的发展和应用有助于提高氨制品的产量和质量，同时降低了能源消耗和环境污染。
目前，一些新型的催化剂和工艺技术正在被研究和应用，以进一步优化氨合成反应的效果并提高生产效率。
总之，天然气制合成氨工艺技术是一项重要的化学工程技术，它能够使得天然气资源得到充分利用，并满足人们对氨气的需求。
随着科技的进步，相信天然气制合成氨工艺技术将会继续发展壮大，为人们的生活和工业生产带来更多的便利和效益。
合成氨介绍
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。
液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。
液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年, 6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.合成氨的主要工艺过程有哪些？各过程的作用是什么？第一步是原料气的制备。
采用合成法生产氨，首先必须制备含氢和氮的原料气。
天然气合成氨流程图的简介
天然气合成氨流程图的简介The process of synthesizing ammonia from natural gas involves several key steps that are essential for ensuring a high level of efficiency and productivity. 天然气合成氨的过程涉及几个关键步骤，这些步骤对于确保高效率和生产力至关重要。
First and foremost, the raw material, natural gas, is subjected to a process known as steam reforming. Natural gas contains methane, and during steam reforming, it is reacted with steam at high temperatures to produce a mixture of hydrogen and carbon monoxide. 首先，原材料天然气经过一种称为蒸汽重整的过程。
天然气含有甲烷，在蒸汽重整过程中，它会在高温下与蒸汽反应，产生氢和一氧化碳的混合物。
Following steam reforming, the resulting mixture of hydrogen and carbon monoxide is then subjected to a process called the shift reaction. During this stage, the mixture is reacted with steam to convert the carbon monoxide into carbon dioxide and to increase the concentration of hydrogen. 在蒸汽重整后，产生的氢和一氧化碳的混合物随后要经过一种称为转移反应的过程。
合成氨生产的三个过程
合成氨生产是一个复杂的过程，包括三个主要阶段：原料气制备、净化、氨的合成。
以下是每个阶段的详细描述：一、原料气制备合成氨生产的第一步是制备原料气，即氮气和氢气的混合气体。
这个过程通常使用天然气或煤作为原料。
天然气蒸汽转化法：天然气的主要成分是甲烷，通过蒸汽转化反应，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气。
然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。
煤为原料：以煤为原料时，首先通过气化炉将煤转化为煤气，煤气中含有大量的氢气和一氧化碳。
然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。
二、净化在合成氨生产中，原料气需要经过净化处理，以除去其中的杂质。
脱硫：硫化物是原料气中的主要杂质之一，必须将其除去。
通常使用催化剂或化学吸收剂将硫化物转化为硫化氢，然后通过酸碱洗涤法将其除去。
脱碳：一氧化碳是原料气中的另一种杂质，它会对氨的合成反应产生不利影响。
通过使用催化剂或化学吸收剂将一氧化碳转化为二氧化碳，然后通过碱洗法将其除去。
氢气提纯：经过脱硫和脱碳处理后，原料气中的氢气纯度仍然不够高。
因此，需要进行氢气提纯，通常使用变压吸附或低温分离等方法将氢气纯度提高到99%以上。
三、氨的合成经过净化的原料气进入氨的合成阶段。
合成反应：在高温高压下，氮气和氢气在催化剂的作用下反应生成氨气和水蒸气。
这个反应是放热反应，需要控制温度和压力以确保反应的顺利进行。
气体分离：合成反应完成后，气体混合物需要进行分离。
通常使用冷凝法将水蒸气冷凝成液体水，然后通过蒸馏法将氨气从气体中分离出来。
氨的精制：经过气体分离后得到的氨气可能含有其他杂质，如硫化氢、二氧化碳等。
因此，需要进行氨的精制，通常使用化学吸收法或物理吸附法将杂质除去，以提高氨的纯度。
产品储存和运输：经过精制后的氨可以储存在专门的储罐中，也可以通过管道输送到下游用户。
在储存和运输过程中，需要注意安全措施，防止泄漏和事故发生。
总之，合成氨生产是一个复杂的过程，包括原料气制备、净化和氨的合成三个主要阶段。
合成氨的概述
未来发展趋势预测
绿色低碳发展
随着环保意识的提高，未来合成氨产业将更加注重绿色低碳发展 ，推动清洁能源和可再生能源的应用。
技术创新加速
技术创新将成为合成氨产业发展的重要驱动力，推动产业不断升 级和转型。
国际化合作加强
随着全球化进程的加速，国内外合成氨企业之间的合作将进一步 加强，推动产业协同发展。
06
控制策略
为了实现精确的温度和压力控制，可以采用先进的控制策略，如PID控制、模糊控制和神 经网络控制等。这些控制策略可以根据实时监测数据进行实时调整，提高合成氨生产的稳 定性和效率。
04
生产过程中环境影响 及治理措施
废气排放及处理
废气来源
合成氨生产过程中产生的废气主 要包括氨气、氮气、氢气等。
废气处理
THANK YOU
作用
合成氨是农业生产中重要的氮肥 来源，也是工业领域的重要原料 ，用于生产各种含氮化学品，如 硝酸、尿素等。
化学反应方程式
原料与产品
原料
合成氨的主要原料是氮气和氢气。氮气来自空气，氢气则通 常通过天然气、石脑油、重油等烃类原料与水蒸气在高温下 进行催化反应制得。
产品
合成氨的产品主要是液氨和氨水。液氨是将氨气冷却至其液 化温度以下得到的液体，而氨水则是将氨气溶于水得到的溶 液。这些产品广泛应用于农业、化工、医药等领域。
针对不同类型的废气，采取相应 的处理措施，如氨气可采用水洗 、酸洗等方法进行处理，氮气和 氢气则可通过燃烧或回收等方式
进行处理。
排放控制
加强废气排放的监测和控制，确 保废气排放符合国家和地方的环
保标准。
废水治理技术
废水来源
合成氨生产过程中产生的废水主要包括冷却水、洗涤水、 工艺废水等。