氨合成工艺.ppt
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合成氨工艺与设备培训课件(ppt 45张)
3、各工段工艺及设备-脱硫工段
反应原理： 1）吸收：半水煤气中的酸性气体H2S被碱性溶液（Na2CO3）吸收生 成NaHS和NaHCO3,其反应方程式如下： 碱的溶解 (Na2CO3+H2O→NaHCO3+NaOH/NaHCO3+H2O→NaOH+H2 O+CO2 ） Na2CO3＋H2S→NaHS+NaHCO3 /H2S+NaOH→NaHS+H2O NH3+H2S→NH4HS（氨水脱硫） 2）再生：溶液中的HS-被氧化析出硫(催化剂作用下)： NaHS+O2=NaOH+S↓ NH4HS+O2→NH3+S↓+H2O
2、工艺流程-氨的生产原料
合成氨生产的原料： 氮气来自空气，氢气来自原料气制取，原 料有固体（煤、焦炭等）、液体（石脑油、重 质油等）和气体（天然气、焦炉气等）三种。 小氮肥一般以煤为原料。
2、工艺流程-小氮肥工艺流程
液 氨 精炼 粗甲醇
PC脱碳
电机
产 品 粗 醇
CO2气
PSA脱碳
尿素
产 品 尿 素
1、基本概念-合成氨
为什么要合成氨？
① 制造氮肥和复合肥料（化肥加工）：占80～90%， 主要品种有尿素、碳铵、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵 等氮肥，以及磷酸一铵、磷酸二铵和NPK复合肥等含 氮复合肥。 ② 作为工业原料和氨化饲料：用量约占世界产量的10 ％。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 料生产。其他如纯碱、硝酸、甲铵、冶金、医药、 石油加工等； ③ 液氨作为制冷剂在冷冻行业也得到广泛应用。
3、各工段工艺及设备-脱硫工段
为什么脱硫？
合成氨工艺的发展历史PPT课件
空速24000(1/h)、R=2.5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
二、氨的分离
三、变换 1、化学反应与平衡转化率
变换的目的将一氧化碳变成氢。
CO H2O CO2 H2
2、工艺条件的优化 (1)、催化剂：
铜催化剂：氧化铜、氧化锌、氧化铝烧结用氢还原 活性温度为180-250度，为低变催化剂。 铁铬催化剂：氧化铁、氧化铬，活性温度为350-450 度，为中变催化剂。 (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、甲烷化： 除去热钾减法处理后气体中的一氧化碳、二氧化碳 和氧气。 “甲烷化”为广泛使用的初步净化方法。
CO 3H2 CH4 H2O 206kJ mol 1 CO2 4H2 CH4 2H2O 165kJ mol 1
镍做催化剂，在280-380度的条件下进行。 反应为简单绝热反应器。 甲烷化处理后的气体中一氧化碳、二氧化碳、水等总 量在10毫克每立方米以下。
造气与送风的五个阶段 间歇操作： 第一阶段为送风发热， 后四个阶段为造气。 1、空气吹风： 送风发热、提高炉温
2、上吹造气： 将水蒸气和炉气 从炉底吹入生产 半水煤气经废热 锅炉、洗涤塔送 至气柜。
3、下吹造气： 上吹后炉底温度降 低，炉顶温度尚 高，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 水煤气经废热锅 炉、洗涤塔送至气 柜。
0.6~3.7mm;反应后期：温度420~440度粒径 8~16mm
二、氨的分离
三、变换 1、化学反应与平衡转化率
变换的目的将一氧化碳变成氢。
CO H2O CO2 H2
2、工艺条件的优化 (1)、催化剂：
铜催化剂：氧化铜、氧化锌、氧化铝烧结用氢还原 活性温度为180-250度，为低变催化剂。 铁铬催化剂：氧化铁、氧化铬，活性温度为350-450 度，为中变催化剂。 (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、甲烷化： 除去热钾减法处理后气体中的一氧化碳、二氧化碳 和氧气。 “甲烷化”为广泛使用的初步净化方法。
CO 3H2 CH4 H2O 206kJ mol 1 CO2 4H2 CH4 2H2O 165kJ mol 1
镍做催化剂，在280-380度的条件下进行。 反应为简单绝热反应器。 甲烷化处理后的气体中一氧化碳、二氧化碳、水等总 量在10毫克每立方米以下。
造气与送风的五个阶段 间歇操作： 第一阶段为送风发热， 后四个阶段为造气。 1、空气吹风： 送风发热、提高炉温
2、上吹造气： 将水蒸气和炉气 从炉底吹入生产 半水煤气经废热 锅炉、洗涤塔送 至气柜。
3、下吹造气： 上吹后炉底温度降 低，炉顶温度尚 高，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 水煤气经废热锅 炉、洗涤塔送至气 柜。
氨合成工艺.ppt
（2）未反应的和补充的新鲜气经升压后返回合成塔 继续进行氨的合成反应，氨合成产生的反应热用于 副产3.75MPaG，400℃过热蒸汽 。
二、液氨简介
主要物理性质
在标准状态下，密度为0.77×103Kg/m3，沸点-33.35℃， 熔点-77.7℃， 20℃时液氨比重为0.667，饱和蒸汽压为0.87 MPa，液NH3挥发性极大，极易溶于水，水溶液成碱性，纯 NH3对于大部分物质无腐蚀，但有水存在时对许多金属有腐蚀 作用。
氨合成塔的操作压力为11.46Mpa
（3）氢氮比
H2/N2=3时，平衡氨含量具有最大值。
（4）惰气含量
惰性气体（CH4、Ar等）不参加反应 ，其 在系统中的积累，使生产能力下降 。
四、氨合成催化剂
（一）对氨合成触媒的一般要求
⑴低温活性好 ⑵耐热抗毒性好，寿命长。 ⑶机械强度高，阻力小。 ⑷原料易得，价格便宜。
加速反应。
（三）催化剂中毒 催化剂与原料气中的某些组分发生作用，其活性降低或丧
失，叫催化剂中毒。 催化剂中毒分暂时性中毒、永久性中毒（使催化剂活性持 久不可恢复 ）。 能降低催化剂活性或缩短催化剂寿命的化合物通称为“毒 物”
暂时毒物 氧及含氧的化合物 CO、CO2、H2O
毒物
永久毒物
硫及其化合物 氯及其化合物 磷及其化合物
氨对人体危害
液氨及其高浓度的氢氧化物对皮肤及眼睛有强烈 的腐蚀作用，液氨也可以冻伤人体。高浓度的气氨 也可造成严重的腐蚀。
三、氨合成反应
（一）合成氨反应的方程式
3H2+N2 ←→2NH3+Q
（二）反应特点：
1 可逆反应 2 放热反应 4 有催化剂参加的反应
3 体积缩小
合成氨工业PPT课件
（1）物理吸收法 利用二氧化碳能溶解于水或有机溶剂这一性质完成。吸收二 氧化碳后的溶液可用减压解吸法再生。
（2）化学吸收法 利用二氧化碳具有酸性特征而与碱性物质反应将其吸收。
常用脱碳方法（书43）
名称
吸收剂 方法特点
温度
1、 加压水洗法 物理
吸收 2、 低温甲醇法 法
水 甲醇
加压下 CO2 溶于水，净化度不 常温
鼓风
制气工艺流程 （1）、空气吹风：自下而上地通入空气，提高燃料层温度
（2）、蒸汽上吹：为保持正常炉温，可在水蒸气中配入部分 空 气进行气化。
（3）、蒸汽下吹：水蒸气与加氮空气从上而下进行气化反应， 使燃料层温度趋于均衡。
（4）、蒸汽二次上吹：将炉底的煤气排净，为吹入空气作准 备
。 （5）、空气吹净：此部分吹风气加以回收，作为半水煤气中
法
液中添加
2． 改良热碱法 二乙醇胺、 在较高温度下加压吸收，出 73-110 2.7
五 氧 化 二 口 CO2 0.1%
矾等
4、原料气的最终净化
原料气经脱硫、变换和脱碳后尚含有少量残余的一氧化 碳及二氧化碳，由于它们对氨合成催化剂有较大的毒害，因 此，在送往合成工序前，必须作最后的净化处理。使CO与 CO2两者之和少于10X10－6。 （1）、铜氨液吸收法
4NH3＋5O2 = 4NO＋6H2O 2NH3＋CO2 = NH2COONH4 NH2COONH4 = CO（NH2）2＋H2O
氨还可以与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸等） 反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。 可用于生 产化肥。
2、用途
药物
机械工业
磺胺 冷 冻 (致 冷 剂 )
石油加工
化肥工业
辐射段 (高温燃料气体对转化反应管进行辐射传热 )
（2）化学吸收法 利用二氧化碳具有酸性特征而与碱性物质反应将其吸收。
常用脱碳方法（书43）
名称
吸收剂 方法特点
温度
1、 加压水洗法 物理
吸收 2、 低温甲醇法 法
水 甲醇
加压下 CO2 溶于水，净化度不 常温
鼓风
制气工艺流程 （1）、空气吹风：自下而上地通入空气，提高燃料层温度
（2）、蒸汽上吹：为保持正常炉温，可在水蒸气中配入部分 空 气进行气化。
（3）、蒸汽下吹：水蒸气与加氮空气从上而下进行气化反应， 使燃料层温度趋于均衡。
（4）、蒸汽二次上吹：将炉底的煤气排净，为吹入空气作准 备
。 （5）、空气吹净：此部分吹风气加以回收，作为半水煤气中
法
液中添加
2． 改良热碱法 二乙醇胺、 在较高温度下加压吸收，出 73-110 2.7
五 氧 化 二 口 CO2 0.1%
矾等
4、原料气的最终净化
原料气经脱硫、变换和脱碳后尚含有少量残余的一氧化 碳及二氧化碳，由于它们对氨合成催化剂有较大的毒害，因 此，在送往合成工序前，必须作最后的净化处理。使CO与 CO2两者之和少于10X10－6。 （1）、铜氨液吸收法
4NH3＋5O2 = 4NO＋6H2O 2NH3＋CO2 = NH2COONH4 NH2COONH4 = CO（NH2）2＋H2O
氨还可以与一些无机酸（如硫酸、硝酸、磷酸等） 反应，生成硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵等。 可用于生 产化肥。
2、用途
药物
机械工业
磺胺 冷 冻 (致 冷 剂 )
石油加工
化肥工业
辐射段 (高温燃料气体对转化反应管进行辐射传热 )
氨的工业合成(共53张PPT)
课 时 作 业
菜
单
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
1.合成氨反应的化学方程式：N2＋3H2
教 学 方 案 设 计
2NH3 。
当 堂 双 基 达 标
2．合成氨反应的特点： (1)可逆反应；(2) 放 热反应；(3)气体总体积 缩小 的反 应。
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
1.合成氨反应的特点： (1)可逆反应；(2)放热 反应；(3)气体体积缩小 的反应。(重点) 2.合成氨适宜条件的选 择：(1)高压；(2)适当 温度；(3)催化剂。(重 点) 3.勒夏特列原理在合成 氨反应中的应用。(重 难点) 4.合成氨工艺流程。(重 点)
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
②影响化学平衡移动的外界因素有哪些？ 【提示】 温度、浓度、压强。
课 时 作 业
菜
单
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
③合成氨实际生产中采用高温、高压、催化剂，其中有 利于提高平衡混合物中NH3的百分含量的因素有哪些？
【提示】 高温不利于平衡正向移动；催化剂对化学平
教 学 方 案 设 计
升温、增加N2或H2浓度，使用催化剂均能加快反应速率； 加压、降温、及时分离出NH3、增加c(N2)和c(H2)均有利于 平衡正向移动，增大氨的产率。
《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。
合成氨PPT课件
反应特点 ：
主要副反应
主反应总体上是吸热，体积增大的反应
C4 ＝ H 2 H 2 C 7.9 4 k.m J 1ol 2 C O C2 O C 1.7 4 k2 .m J 1ol C H O 2 ＝ H 2 O C 1.3 3 k 6 1 .m J 1o
16
1.2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析
鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学 理论发展的推动，1918年，哈伯获得了诺贝 尔化学奖。
哈伯及其实验装置
合成氨发展的三个典型特点： 1. 生产规模大型化。 1000~1500T/日 2. 能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。 3. 高度自动化。 自动操作、自动控制的典型现代化工厂。
第1章 合 成 氨 Synthesis of Ammonia
授课教师：蔡永伟
1
主要内容
1 1.1 概 述 2 1.2 原料气的制取 3 1.3 原料气的净化 4 1.4 氨的合成
2
1.1 概述 (Preface)
• 空气中含有游离氮(N2：78.03%)，但是只有豆科等能 够直接吸收空气中的游离氮。
1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验 室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇 为催化剂的条件下合成了氨，虽然产率仅有 8%，却也是一项重大突破。并成功地设计了 原料气的循环工艺，这就是合成氨的哈伯法。
1913年，德国当时最大的化工企业——巴登 苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施 为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施， 进行了多达6500次试验，测试了2500种不 同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂 的铁催化剂，将哈伯的合成氨设想变为现实， 一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。
化工工艺学合成氨幻灯片PPT
（1）原料的预热温度：其高低应根据原料烃的 组成及催化剂的性能而定。 （2）对流段内各加热盘管的布置
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
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（1）温度 ①化学反应速率 温度升高，可使反应速率提高 ②化学平衡 合成反应是放热的，温度升高，反应会逆向进行，不利于
氨的生成 。 基于以上两点，反应温度不能过高或过低。
再者，反应温度与所使用的催化剂有关，在使用催化剂的 初期，因催化剂的活性好，故可降低操作温度；而在催化剂 使用的中、末期，可适当提高操作温度，用其增加反应速度 来抵偿催化剂活性的衰减。
加速反应。
（三）催化剂中毒 催化剂与原料气中的某些组分发生作用，其活性降低或丧
失，叫催化剂中毒。 催化剂中毒分暂时性中毒、永久性中毒（使催化剂活性持 久不可恢复 ）。 能降低催化剂活性或缩短催化剂寿命的化合物通称为“毒 物”
暂时毒物 氧及含氧的化合物 CO、CO2、H2O
毒物
永久毒物
硫及其化合物 氯及其化合物 磷及其化合物
➢氨对人体危害
液氨及其高浓度的氢氧化物对皮肤及眼睛有强烈 的腐蚀作用，液氨也可以冻伤人体。高浓度的气氨 也可造成严重的腐蚀。
三、氨合成反应
➢ （一）合成氨反应的方程式
3H2+N2 ←→2NH3+Q
➢ （二）反应特点：
1 可逆反应 2 放热反应 4 有催化剂参加的反应
3 体积缩小
➢ (三) 影响合成反应的条件
（二）我厂使用的催化剂
（1） 型号：NC(ICI74-1)型，为铁系催化剂 （2）生产厂家：南化公司 （3）催化剂的组成和作用
外观：黑色，有金属光泽，带磁性，不规则
主要成分：Fe2O3、FeO（活性组分：即真正起作 用的是单质铁）
添加剂： ①促进剂：K2O，提高活性； ②CaO， 增强抗毒能力； ③Al2O3，增加催化剂对气体的吸附作用，
BW
CW
CW
CW CW
BW
CW
CW
一般控制在400～500℃之间(依催化剂类型而定)。
（2）压力对合成氨反应的影响
由于氨合成反应是体积减少的反应，氨的平衡含量随压力 升高而增加。提高压力，对氨合成反应的平衡和反应速率都 是有利的。即：压力越高，反应速度越快、平衡氨含量越高
但压力高时，对设备材质、加工制作要求高，同时压力 高，原料气压缩功 大，能耗大。
氨合成
氨合成
主要内容
ห้องสมุดไป่ตู้➢氨合成岗位任务 ➢液氨简介 ➢氨合成反应 ➢氨合成催化剂 ➢工艺流程简介
一、氨合成岗位任务
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨 流程中的核心部分。
（1）在高温、高压和催化剂的存在下将氢氮混合气在合成 塔中合成为氨 ，反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品氨。
分离提纯后的氨以2.16Mpa，37℃液体形式送往尿素装置，若尿素不 用时，则用冷氨泵以0.45 Mpa，-33℃的液体形式送往氨贮罐。
N2
H2S COS
V% 48.16 32.74 17.57 0.06 0.1389 0.5094 0.776 0.0382
氨合成流程主要有由三部分组成
（1）合成气压缩
（2）合成塔中进行氨合成 （3）氨的冷凝分离
由于氨合成反应具有较大的热效应，氨合成流程 中还有回收其热能、副产蒸汽的过程。
CW CW
氨合成塔的操作压力为11.46Mpa
（3）氢氮比
H2/N2=3时，平衡氨含量具有最大值。
（4）惰气含量
惰性气体（CH4、Ar等）不参加反应 ，其 在系统中的积累，使生产能力下降 。
四、氨合成催化剂
（一）对氨合成触媒的一般要求
⑴低温活性好 ⑵耐热抗毒性好，寿命长。 ⑶机械强度高，阻力小。 ⑷原料易得，价格便宜。
（2）未反应的和补充的新鲜气经升压后返回合成塔 继续进行氨的合成反应，氨合成产生的反应热用于 副产3.75MPaG，400℃过热蒸汽 。
二、液氨简介
➢主要物理性质
在标准状态下，密度为0.77×103Kg/m3，沸点-33.35℃， 熔点-77.7℃， 20℃时液氨比重为0.667，饱和蒸汽压为0.87 MPa，液NH3挥发性极大，极易溶于水，水溶液成碱性，纯 NH3对于大部分物质无腐蚀，但有水存在时对许多金属有腐蚀 作用。
砷及其化合物
氢氮原料气送往合成系统之前应充分清除 各类毒物，以保证原料气的纯度，一般规 定(CO十CO2)≤10ppm。
催化剂的中毒和老化是不可避免的，但通过改善 气体质量和稳定操作能延长催化剂使用寿命。
五、工艺简介
煤→气化→变换→净化→氨合成
从气化来的粗煤气 ：
组分 CO
H2 CO2 CH4
Ar
氨的生成 。 基于以上两点，反应温度不能过高或过低。
再者，反应温度与所使用的催化剂有关，在使用催化剂的 初期，因催化剂的活性好，故可降低操作温度；而在催化剂 使用的中、末期，可适当提高操作温度，用其增加反应速度 来抵偿催化剂活性的衰减。
加速反应。
（三）催化剂中毒 催化剂与原料气中的某些组分发生作用，其活性降低或丧
失，叫催化剂中毒。 催化剂中毒分暂时性中毒、永久性中毒（使催化剂活性持 久不可恢复 ）。 能降低催化剂活性或缩短催化剂寿命的化合物通称为“毒 物”
暂时毒物 氧及含氧的化合物 CO、CO2、H2O
毒物
永久毒物
硫及其化合物 氯及其化合物 磷及其化合物
➢氨对人体危害
液氨及其高浓度的氢氧化物对皮肤及眼睛有强烈 的腐蚀作用，液氨也可以冻伤人体。高浓度的气氨 也可造成严重的腐蚀。
三、氨合成反应
➢ （一）合成氨反应的方程式
3H2+N2 ←→2NH3+Q
➢ （二）反应特点：
1 可逆反应 2 放热反应 4 有催化剂参加的反应
3 体积缩小
➢ (三) 影响合成反应的条件
（二）我厂使用的催化剂
（1） 型号：NC(ICI74-1)型，为铁系催化剂 （2）生产厂家：南化公司 （3）催化剂的组成和作用
外观：黑色，有金属光泽，带磁性，不规则
主要成分：Fe2O3、FeO（活性组分：即真正起作 用的是单质铁）
添加剂： ①促进剂：K2O，提高活性； ②CaO， 增强抗毒能力； ③Al2O3，增加催化剂对气体的吸附作用，
BW
CW
CW
CW CW
BW
CW
CW
一般控制在400～500℃之间(依催化剂类型而定)。
（2）压力对合成氨反应的影响
由于氨合成反应是体积减少的反应，氨的平衡含量随压力 升高而增加。提高压力，对氨合成反应的平衡和反应速率都 是有利的。即：压力越高，反应速度越快、平衡氨含量越高
但压力高时，对设备材质、加工制作要求高，同时压力 高，原料气压缩功 大，能耗大。
氨合成
氨合成
主要内容
ห้องสมุดไป่ตู้➢氨合成岗位任务 ➢液氨简介 ➢氨合成反应 ➢氨合成催化剂 ➢工艺流程简介
一、氨合成岗位任务
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨 流程中的核心部分。
（1）在高温、高压和催化剂的存在下将氢氮混合气在合成 塔中合成为氨 ，反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品氨。
分离提纯后的氨以2.16Mpa，37℃液体形式送往尿素装置，若尿素不 用时，则用冷氨泵以0.45 Mpa，-33℃的液体形式送往氨贮罐。
N2
H2S COS
V% 48.16 32.74 17.57 0.06 0.1389 0.5094 0.776 0.0382
氨合成流程主要有由三部分组成
（1）合成气压缩
（2）合成塔中进行氨合成 （3）氨的冷凝分离
由于氨合成反应具有较大的热效应，氨合成流程 中还有回收其热能、副产蒸汽的过程。
CW CW
氨合成塔的操作压力为11.46Mpa
（3）氢氮比
H2/N2=3时，平衡氨含量具有最大值。
（4）惰气含量
惰性气体（CH4、Ar等）不参加反应 ，其 在系统中的积累，使生产能力下降 。
四、氨合成催化剂
（一）对氨合成触媒的一般要求
⑴低温活性好 ⑵耐热抗毒性好，寿命长。 ⑶机械强度高，阻力小。 ⑷原料易得，价格便宜。
（2）未反应的和补充的新鲜气经升压后返回合成塔 继续进行氨的合成反应，氨合成产生的反应热用于 副产3.75MPaG，400℃过热蒸汽 。
二、液氨简介
➢主要物理性质
在标准状态下，密度为0.77×103Kg/m3，沸点-33.35℃， 熔点-77.7℃， 20℃时液氨比重为0.667，饱和蒸汽压为0.87 MPa，液NH3挥发性极大，极易溶于水，水溶液成碱性，纯 NH3对于大部分物质无腐蚀，但有水存在时对许多金属有腐蚀 作用。
砷及其化合物
氢氮原料气送往合成系统之前应充分清除 各类毒物，以保证原料气的纯度，一般规 定(CO十CO2)≤10ppm。
催化剂的中毒和老化是不可避免的，但通过改善 气体质量和稳定操作能延长催化剂使用寿命。
五、工艺简介
煤→气化→变换→净化→氨合成
从气化来的粗煤气 ：
组分 CO
H2 CO2 CH4
Ar