化工合成氨资料
合成氨_化工0902_第七组
五.技术可靠性比较
• 各种工艺比较，天然气工艺技术目前最可靠。天 然气合成氨工艺成熟、生产可靠、连续。 • 煤头技术中，固定层气化流程，虽然工艺成熟， 但气化消耗高，环保污染严重、难以达标、厂区 环境恶劣；水煤浆气化技术对煤种要求特别高， 包括煤的活性，灰份含量、灰熔点、固定碳含量； Shell(壳牌)技术还没有运行先例。 • 因此，煤为原料的连续气化的合成氨风险很大！
十三.合成氨的贮运
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。
十四.国家的政策
国务院总理温家宝主持召开的国务院常务会 议，研究部署保障化肥生产供应，促进化肥 行业改革和发展的政策措施。会议就国内化 肥结构、价格管理机制、农资综合直补调整 机制、化肥流通体制、储备制度、进出口管 理等方面部署了六项具体措施。通过市场化 的运作改革将促进行业长期健康发展。
3.以煤为原料制取氢气
• 煤：一种固体可燃有机岩，主要由植物遗 体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转 变而成。俗称煤炭 。 一是煤的焦化（或称高温干馏），二是煤 的气化。 焦化，是指煤在隔绝空气条件下，在90 －1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉 煤气组成中含氢气55-60％（体积）甲烷2327％、一氧化碳6-8％等。每吨煤可得煤气 300－350m3，可作为城市煤气， 亦是制取氢 气的原料 。
九.煤的污染
• 燃烧煤过程中都要放出二氧化硫、一氧化 碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧 化碳等。二氧化硫易形成酸雨，二氧化碳 引起温室效应。
合成氨
2、温度怎么选择？ 温度怎么选择？
①因为正反应方向是放热的反应，所以降 因为正反应方向是放热的反应， 低温度有利于提高平衡混合物中氨的含量。 低温度有利于提高平衡混合物中氨的含量。 ②温度越低，反应速率越小，达到平衡所 温度越低，反应速率越小， 需要的时间越长，因此温度也不宜太低。 需要的时间越长，因此温度也不宜太低。 ③ 催化剂要在一定的温度下才能达到最 佳的催化效果。 佳的催化效果。 综合以上因素， 综合以上因素，实际生产中温度一般选择 400~500℃ 主要考虑催化剂的活性）左右。 在400~500℃（主要考虑催化剂的活性）左右。
实际选择 适宜条件） （适宜条件）
平衡转化率 产物多） （高 ， 产物多）
压强 温度 催化剂
大 高 用 大
大 低 无关 H2、N2浓度大 NH3浓度小
20MPa ~ 50MPa
450℃ ～500℃ ℃ ℃ 铁触媒
及时分离NH 及时分离 3 不断补充H 不断补充 2、N2 N2、H2循环使用
浓度
三、工业合成氨的流程 合成氨工业的流程： 合成氨工业的流程：
一、合成氨反应的原理
N2(g) + 3H2(g)
请思考这个反应的特点 正反应是一个气体体积缩小的放热反应。 正反应是一个气体体积缩小的放热反应。
2NH3(g) + 112.64kJ
假如你是合成氨工厂的厂长，对产品 假如你是合成氨工厂的厂长， 的生产效率、成本有何要求? 的生产效率、成本有何要求?
要从反应速 率和反应平 衡两方面来 考虑
速度要快 原料的利用率要高 单位时间的产量要高 生产中的消耗能源、原料、 生产中的消耗能源、原料、设备条件等因素
合成氨 工艺流程
合成氨工艺流程
《合成氨工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、塑料、药品等行业。
它的工艺流程一直以来都备受关注，因为合成氨的生产需要高温、高压和复杂的催化反应。
下面我们来了解一下合成氨的工艺流程。
首先，合成氨的工艺流程主要分为两步：氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成。
氮气一般来自空气中的分离，氢气则通常是通过蒸汽重整、乙烷裂解等方式制备。
其次，氮氢气混合气的合成是合成氨的关键步骤。
这一步通常使用哈勃－波希过程，即在高温高压下，利用铁、铁钾、铁钼等金属作为催化剂，使氢气和氮气在反应器中发生化学反应，生成合成氨。
在这个过程中，需要对反应温度、压力和催化剂进行精确控制，以确保合成氨的产率和质量。
最后，合成氨的后续处理包括冷凝、脱碳、洗涤等步骤，以去除反应器中产生的杂质和副产物，使得合成氨的纯度达到要求。
这样就得到了可供工业生产和应用的合成氨。
综上所述，《合成氨工艺流程》涉及氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成和合成氨的后续处理等关键步骤，通过精确控制各项参数和操作条件，才能产生高质量的合成氨，为化工行业提供了重要的原料。
合成氨技术的原理和应用
合成氨技术的原理和应用1. 原理合成氨是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工和能源等领域。
合成氨技术主要通过合成气的反应来制备氨气。
合成气是指由氢气和一氧化碳组成的气体混合物，一般通过以下两种方法得到：1.通过煤炭气化产生合成气。
煤炭气化是将煤炭在高温和高压的条件下与氧气或二氧化碳反应，生成合成气。
2.通过天然气重整产生合成气。
天然气重整是将天然气与水蒸气反应，在催化剂的作用下生成合成气。
合成氨的主要反应是哈柏－卡什反应（Haber-Bosch reaction），反应方程式如下：N2 + 3H2 -> 2NH3该反应发生在高温（400-500摄氏度）和高压（200-350兆帕）的条件下，需要催化剂的存在。
2. 应用合成氨具有广泛的应用领域，以下是一些常见的应用：2.1 农业合成氨被广泛用作农业肥料中的主要原料，用来满足植物对氮素的需求。
合成氨可以作为氨基酸和蛋白质的合成原料，促进作物的生长和发育。
此外，合成氨还可以用于改良土壤质量，提高土地的肥力和农作物的产量。
2.2 化工合成氨被广泛用于化工工业中的生产过程中。
它可以用作制造尿素、硝酸和其他化学品的原料。
合成氨也可以用于制造合成树脂、炸药和染料等化学产品。
2.3 能源合成氨可以用作燃料的替代品，用于替代传统的化石燃料。
合成氨的燃烧产生的废气较少，燃烧效率高，对环境污染较小。
因此，合成氨可以作为清洁能源的一种选择。
2.4 其他应用除了上述应用领域，合成氨还有一些其他的应用。
例如，合成氨可以用作金属表面处理的溶剂，用于清洗、除锈和防腐。
合成氨也可以用作氮化硼和氮化铝等特殊材料的制备。
3. 总结合成氨技术的原理是通过合成气的反应制备氨气，主要反应是哈柏－卡什反应。
合成氨广泛应用于农业、化工和能源等领域，用于制备肥料、化学品以及作为清洁能源的替代品。
此外，合成氨还有一些其他的应用，例如金属表面处理和特殊材料制备等。
通过合成氨技术，我们能满足不同领域对氨气的需求，推动农业发展、化工工业的进步以及环境污染的减少。
合成氨的物理性质及生产流程
合成氨的物理性质及生产流程合成氨是一种重要的化学原料，在农业、化工等领域有广泛的应用。
本文将介绍合成氨的物理性质以及其生产流程。
一、合成氨的物理性质合成氨是一种无色气体，具有刺激性气味。
其密度较轻，比空气轻约0.6倍。
合成氨在常温下是可燃的，能与空气形成爆炸性混合物。
其燃烧产物主要是水和氮氧化物。
合成氨具有较高的溶解度，可溶于水、酸和碱。
在水中的溶解度随温度的升高而降低，这是合成氨在冷却过程中易于从气体相转变为液体相的原因之一。
二、合成氨的生产流程合成氨的生产主要是通过哈柏法和奥托法两种方法进行。
1. 哈柏法哈柏法是一种广泛应用的合成氨生产方法。
该方法以氮气和氢气为原料，在高温和高压的条件下，通过催化剂的作用将氮气和氢气进行反应，生成合成氨。
哈柏法的反应条件较为严苛，需要高压和高温。
反应温度通常在400-500摄氏度之间，压力在150-200兆帕左右。
催化剂常用的是铁或铁-铝合金。
2. 奥托法奥托法是另一种常用的合成氨生产方法。
该方法以氨水和空气作为原料，在催化剂的作用下进行反应，生成合成氨。
奥托法的反应条件相对较为温和，不需要高压和高温。
反应温度通常在200-300摄氏度之间，压力在1-2兆帕左右。
催化剂常用的是镍。
无论是哈柏法还是奥托法，合成氨的生产过程都需要控制反应温度、压力和催化剂的使用，以提高反应效率和产量。
三、合成氨的应用合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于农业和化工领域。
在农业领域，合成氨主要用作氮肥的原料。
通过合成氨的生产，可以制备出各种氮肥产品，如尿素、硝酸铵等。
这些氮肥产品能够提供植物所需的氮元素，促进植物的生长和发育。
在化工领域，合成氨用于生产各种化学品，如硝酸、硫酸等。
这些化学品在工业生产中有着广泛的应用，用于制造肥料、塑料、炸药等产品。
总结：合成氨是一种重要的化学原料，具有较高的溶解度和可燃性。
其生产流程主要包括哈柏法和奥托法两种方法，需要控制反应条件和催化剂的使用。
化工工艺学合成氨知识点总结
化工工艺学合成氨知识点总结一、合成氨的定义和应用合成氨是一种无色气体，化学式为NH3，具有强烈的刺激性气味。
合成氨广泛应用于农业、化工和医药等领域。
在农业中，合成氨作为氮肥的主要成分，用于提高作物产量；在化工中，合成氨用于制备尿素、硝酸等化工产品；在医药中，合成氨用于制备药物原料和医疗设备。
二、合成氨的制备方法1. 海勃基法：通过合成氢气和氮气的混合气体，经过高温高压的反应，生成合成氨。
该方法具有反应效率高、产品纯度高的优点，但设备复杂、生产成本较高。
2. 卡斯纳赫法：通过在催化剂的作用下，使氮气和氢气发生反应生成合成氨。
该方法具有反应速度快、催化剂使用量少的特点，但合成氨的纯度较低。
3. 氨合成过程：氨合成是一种重要的合成氨方法，其主要步骤包括氮气和氢气的吸附、氢气的解离、氮气和氢气的氧化反应、氮气和氢气的反应等。
三、合成氨工艺流程1. 氢气制备：通过甲烷重整反应或气化反应，将天然气或煤制气产生的合成气转化为氢气。
2. 氮气制备：通过空分设备或压缩空气制氮设备，将空气中的氮气分离出来。
3. 氢气和氮气的混合：将制备好的氢气和氮气按照一定的比例混合。
4. 反应器反应：将混合气体送入反应器中，在催化剂的作用下进行氨合成反应。
5. 分离和纯化：将反应产生的氨气通过冷凝和吸附等分离技术，去除杂质，提高氨的纯度。
6. 储存和运输：将纯净的合成氨储存于气体储罐中，通过管道或压缩瓶等方式进行运输。
四、合成氨工艺的优化和改进1. 催化剂的研发与改进：不断研发新型催化剂，提高反应速率和选择性，降低能耗和催化剂使用量。
2. 反应条件的优化：通过调节反应温度、压力和气体比例等参数，优化反应条件，提高合成氨的产率和纯度。
3. 能源利用的改进：采用新型的能源供应方式，如使用太阳能、风能等可再生能源，减少对传统能源的依赖。
4. 废气处理的改进：对于合成氨生产中产生的废气进行处理，减少对环境的污染。
5. 生产工艺的改进：通过改进工艺流程和设备结构，提高生产效率，降低生产成本。
化工综合设计 合成氨过程设计
化工综合设计合成氨过程设计
合成氨是指通过催化剂和反应器将氮气和氢气以一定的条件下进行反应生成氨气的过程。
该过程可以通过如下步骤进行设计：
1. 原料准备：氮气和氢气是合成氨反应的原料，需要对两种气体进行净化和加压处理，以确保原料的纯度和流量满足反应的要求。
2. 反应器选择：合成氨反应一般采用催化剂进行，常用的反应器类型有固定床反应器和流化床反应器。
选择合适的反应器类型需要考虑反应速率、传热和质量传递等因素。
3. 催化剂选择：常用的合成氨催化剂是铁、铑和钼等金属氧化物。
选择合适的催化剂需要考虑催化活性、稳定性和成本等因素。
4. 反应条件确定：反应温度、压力和气体配比是合成氨反应的关键条件。
一般来说，较低的反应温度和较高的压力有利于提高合成氨的产率，但也会增加系统的能耗和成本。
5. 冷却和分离：合成氨反应产生的氨气需要进行冷却和分离，将氨气与未反应的氮气和氢气分离出来。
常用的分离方法包括吸附、吸收和膜分离等。
6. 产品处理和储存：合成氨的产物纯度一般较高，可以直接进行储存和运输，也可以进一步处理得到液氨或氨水等。
在设计合成氨的过程中，需要综合考虑反应的产率、选择合适的反应器和催化剂、确定合理的反应条件以及合成氨的后续处理等因素，以实现高效、安全和经济的合成氨生产过程。
化工合成氨
30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介2010.10本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合成氨1000吨(年产30万吨)缩微仿真模型。
整个装置主要包括(1)天然气脱硫与压缩;(2)工艺空气压缩；(3)天然气蒸汽转化;(4)CO变换；⑸CO?脱除；(6)甲烷化；(7)合成气压缩；(8)氨合成；(10)氨收;(11)氢回收(9)冷冻；一、原料气压缩和脱硫原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51xlO5Pa,温度加热至390°C,进入钻•钳加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫, 然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于O.lppmo二转化经脱硫后的原料气在鎳催化剂作用下进行一段、二段蒸汽转化，转化气温度在983°C左右，残余CH4在0.9% 以下入废热锅炉回收工艺气热量。
三、变换工艺气温度降为370°C左右进入铁铅系催化剂的高温变换炉顶部，从底部流出高变气温度降为204°C再入低温变换炉。
低温变换在铜锌系催化剂中进行反应，CO含量降到0.36%。
脱碳低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸收气体中CO2含量降到0.4%,再经上9—■k i塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO?含量0.1%工艺气去甲烷化工序。
■吸收塔底流出富液，经水力透平做功后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出水蒸汽和CO?,然后向下流经再生塔四层填料。
再生溶液（贫液）从再生塔底部流出,经溶液泵升压后分两路（顶部和中部）送入吸收塔。
五、甲烷化来自吸收塔顶的脱碳气,进入甲烷化炉反应，从炉底流出进入热交换器冷却 ,甲烷化气中（CO+CO2 ）小于10ppm o六、合成气的压缩甲烷化后的工艺气进入合成气压缩机低压缸、高压缸压缩到101X 105Pa,冷却到40°C后入第一氨冷器冷却至路中汇合，进入二氨冷降温到・10°C,此时大部分气氨被冷凝。
出循环段的气体经热交换器升温后进入合成塔。
5C,与一氨冷出口的循环气在管七、氨的合成压力104X105Pa x温度239°C、氨含量4.12%的循环气，流经合成塔在铁催化剂上进行合成反应。
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合成氨流程简介-32
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一、原料气压缩和脱硫
原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51×105Pa，温度加热至 390℃，进入钴-钼加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫， 然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。
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四、脱碳
低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸 收气体中CO2含量降到0.4％，再经上 塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO2 含量0.1％工艺气去甲烷化工序。
吸收塔底流出富液，经水力透平做功 后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出 水蒸汽和CO2，然后向下流经再生塔 四层填料。
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七、氨的合成
压力104×105Pa、温度239℃、氨含量 4.12％的循环气，流经合成塔在铁催化 剂上进行合成反应。
出塔气的压力为100×105Pa，414℃，氨 含量16.3％入废热锅炉回收热量，部分 气氨在换热器内冷凝为液氨，然后合成 气再进入一氨冷，然后与新鲜气汇合成 为循环气，形成合成循环回路。
30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介
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本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合 成氨1000吨（年产30万吨）缩微仿真模型。整个装置主要包括
（1）天然气脱硫与压缩； （2）工艺空气压缩； （3）天然气蒸汽转化； （4）CO变换； （5）CO2脱除； （6）甲烷化； （7）合成气压缩； （8）氨合成； （9）冷冻； （10）氨回收； （11）氢回收
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4．转化气的二段转化
再生溶液（贫液）从再生塔底部流出 ，经溶液泵升压后分两路（顶部和中 部）送入吸收塔。
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五、甲烷化
来自吸收塔顶的脱碳气， 进入甲烷化炉反应，从炉 底流出进入热交换器冷却 ，甲烷化气中（CO+ CO2 ）小于10ppm。
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二、转化
经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段 蒸汽转化，转化气温度在983℃左右，残余CH4在0.9％ 以下入废热锅炉回收工艺气热量。
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三、变换
工艺气温度降为370℃左 右进入铁铬系催化剂的 高温变换炉顶部，从底 部流出高变气温度降为 204℃再入低温变换炉。 低温变换在铜锌系催化 剂中进行反应，CO含量 降到0.36％。
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六、合成气的压缩
甲烷化后的工艺气进入合成气压缩 机低压缸、高压缸压缩到101×105Pa ，冷却到40℃后入第一氨冷器冷却 至5℃，与一氨冷出口的循环气在管 路中汇合，进入二氨冷降温到-10℃ ，此时大部分气氨被冷凝。
出循环段的气体经热交换器升温后 进入合成塔。
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本装置设有两台球型氨罐，每个贮存量为2500吨， 操作压力与温度分别为3.8×105 Pa和 3℃。
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转化工段
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1.天然气蒸汽转化工艺流程
天然气
预热器
脱硫
空 气
预热
蒸 预热
汽
蒸 汽
去 变 废热锅炉 换
二段转化
氧化锌 是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除 噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高， 可将出口气中硫含量降至0.1PPm以下。
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3．原料气的一段蒸汽转化
经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1PPm以下，与水蒸汽混合后进行转 化反应，生成氢气和CO （CO 将在下一变化工序中去除）：
一段转化
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2. 原料气脱硫
天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而 不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须 尽可能地除去原料气中的各种硫化物。
加氢转化 指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机 硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利 于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷 氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。
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八、冷冻
来自一氨冷、二氨冷及气体冷却器的气氨分别进入 冰机，经压缩后与从氨闪蒸槽来的气氨相汇合，进 入二段压缩至15.6×105Pa，100℃，经水冷器冷却 至40℃后，气氨液化为液氨入氨收集器，再入氨闪 蒸槽、产品氨加热器与来自闪蒸槽的冷氨进行交换 使之冷却过冷至13℃，重新作为冷冻剂送往第一、 二氨冷装置，构成冷冻循环回路。
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十、氢回收
经氨回收后的气体进入分子筛干燥器，将气体中的NH3，H2O彻 底清除，然后送入冷箱，CH4、Ar、部分N2液化为液体与未液 化的氢气进入分离器，氢气被富集为富氢气，送往合成气压缩 机循环段入口。
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十一、氨的贮存
CH4+H2O ＝ CO+3H2 CnH2n+2+nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2 由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。
在实际生产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。 在一段炉中 ，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行
转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度 控制在800℃左右。
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九、氨回收
合成驰放气入吸收塔底部，被水吸收，吸收后气体中含氨量为 0.02％，大部分气体送往氨冷器冷却后送氢回收装置。
氨吸收塔底部流出的氨水，经加热后入汽提塔，从汽提塔顶蒸出 的气氨在冷凝器中冷凝为液氨。
汽提塔底流出的氨水浓度为0.1％经冷却后分别送往吸收塔作吸收 剂循环使用。