万吨年合成氨合成工段工艺设计毕业设计

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(完整版)年产12万吨合成氨合成工段的工艺毕业设计

(完整版)年产12万吨合成氨合成工段的工艺毕业设计

年产12万吨合成氨合成工段的工艺引言液氨称为无水氨,是一种无色液体。

具有强烈刺激性气味,极易气化为气氨。

相对密度0.667g/cm,相对分子质量17.03,沸点-33.33℃,溶点-77.7℃,爆炸极限为15.7%—27%(体积分数),液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,容易挥发。

合成氨是化学工业的基础,也是我国化学工业发展的重要先驱。

其产量居于各种化工产品的首位,同时是能源消耗的大户。

氨产品分为农业用氨和工业用氨两大类。

农业用氨主要用于生产尿素、硝铵、碳铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等多种含氮化肥产品。

用于生产尿素和碳铵的消费量约占合成氨总消费量的75%,用于生产硝铵、氯化铵等其他肥料的合成氨约占合成氨总消费量的15%;工业用氨主要用于生产硝酸、纯碱、丙烯腈、己内酰胺等多种化工产品,占总消费量的10%。

合成氨生产的原料在20世纪末是以气体燃料和液体燃料为主。

近年来,固体原料的比重大幅上涨。

合成氨传统生产方法是在低温下将空气液化并分离制取氮,氢气则由电解水制取或在高温下将各种燃料与水蒸气反应制得。

由于这两种制氢法能耗大,成本高,因此未能在工业中得到应用,因此,迫切需要改进生产工艺,降低成本,提高经济效益。

世界合成氨的技术发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺阶段、低能耗制氨工艺阶段、装置单系列产量最大化阶段。

未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变,其技术发展将会紧紧围绕“降低生产成本、提高运行周期、改善经济性”的基本目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开发。

第1章概述1.1 研究背景1.1.1 氨的性质①物理性质常温常压下,氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体,有强烈的毒性。

空气中含有0.5%(体积分数)的氨,就能使人在几分钟内窒息而死。

在0.1MPa、-33.5℃,或在常温下加压到0.7到0.8MPa,就能将氨变成无色液体,同时放出大量的热量。

【】毕业论文毕业设计年产20万吨合成氨厂工艺设计

【】毕业论文毕业设计年产20万吨合成氨厂工艺设计

【】毕业论⽂毕业设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计年产20万吨合成氨⼚⼯艺设计摘要氨的⼯业⽣产主要是利⽤氮⽓和氢⽓通过催化剂的催化⽽得到。

本设计是年产20万吨合成氨⼚的⼯艺设计,但由于合成氨的整个⽣产⼯艺较长,细节问题较多,鉴于设计时间的紧迫,本设计主要对合成氨的主要⼯段——合成⼯段进⾏了⼯艺计算、设备选型,并绘制了全⼚平⾯布置图、合成氨⼯艺流程⽰意图、合成⼯段带控制点⼯艺流程图、合成⼯段物料流程图、合成车间的⽴⾯图和平⾯图。

关键词:氨,催化剂,⼯艺,图Ammonia Plant Process of The Technological Designof 200,000 t Ammonia Per YearABSTRACTThe industrial production of ammonia is used mainly nitrogen and hydrogen through the catalyst to be obtained. The design of the annual output of 200,000 tons of synthetic ammonia plant process design, but because of the ammonia production process is longer, more details, in view of the urgency of the design time. The main design of the main section of ammonia-synthesis section of the technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout map Ammonia Process Chart, Synthesis Process control point with the process flow chart Synthesis Process flowchart materials, synthetic workshop elevation and floor plans.KEY WORDS:ammonia ,catalyst ,technology ,chart⽬录摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 1 ⼯程设计背景与发展状况. (1)1.1⼯程设计的背景 (1)1.2我国合成氨产业概况 (1)1.3我国合成氨需求现状及设计规模 (1)2 ⼯程设计条件与总平⾯布置 (3)2.1⼯程设计条件 (3)2.1.1 原材料及辅助物料的资源条件 (3)2.1.2 公⽤⼯程概述 (3)2.1.3 劳动⼒资源条件 (3)2.2总平⾯布置 (3)2.2.1 总平⾯布置的基本原则 (3)2.2.2 总平⾯布置概述 (4)3 化⼯⼯艺设计 (7)3.1车间组成概述 (7)3.2车间⽣产综合叙述 (7)3.2.1 合成⼯段的概况及特点 (7)3.2.2 ⼯作制度 (7)3.2.3 产品的主要技术规格及标准 (8)3.2.4 ⼯艺流程叙述 (8)4 合成⼯段的⼯艺计算及设备选型 (10)4.1合成⼯段设计要求 (10)4.2合成⼯段物料衡算图 (10)4.3.1 物料衡算 (11)4.3.2 热量衡算 (24)4.3.3 主要设备的计算 (31)4.3.4 主要设备型号⼀览表 (45)5 安全⽣产及环境保护 (46)5.1环境保护与综合利⽤ (46)5.2劳动安全卫⽣ (46)致谢 (48)参考⽂献 (49)1⼯程设计背景与发展状况1.1 ⼯程设计的背景合成氨是化学⼯业中的⼀种重要的基础原料。

年产10万吨合成氨合成工艺设计毕业设计

年产10万吨合成氨合成工艺设计毕业设计

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对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。

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4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。

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对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。

学位论文作者(签名):年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。

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如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。

本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。

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(完整版)年产30万吨合成氨合成工段工艺设计毕业论文

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年产30万吨合成氨合成工段工艺设计目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章合成氨综述............................................................................................................1.1 氨的用途....................................................................................................................................1.2 氨的性质....................................................................................................................................1.2.1 氨的物理性质 .......................................................................................................................1.2.2 氨的化学性质 .......................................................................................................................1.3 合成氨的生产方法 .................................................................................................................1.4 合成工艺条件的选择.............................................................................................................1.4.1操作压力.................................................................................................................................1.4.2 反应温度 ................................................................................................................................1.4.3空速..........................................................................................................................................1.4.4合成塔进口气体组成..........................................................................................................1.5 合成氨工业的发展 .................................................................................................................第二章合成工段工艺简介..............................................................................................2.1 合成工段工艺流程简述 ............................................................................................2.2 工艺流程方框简图 ....................................................................................................2.3 设备简述.....................................................................................................................2.3.1 氨合成塔..................................................................................................................2.3.3 冷交换器..................................................................................................................2.3.4 氨冷器......................................................................................................................第三章工艺设计计算 .......................................................................................................3.1 设计要求.....................................................................................................................3.2 工艺流程图.................................................................................................................3.3 物料计算.....................................................................................................................3.3.1合成塔入口气体组分 ..............................................................................................3.3.2 合成塔出口气体组分 .............................................................................................3.3.3 合成率......................................................................................................................3.3.4 氨分离器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.5 冷交换器气液平衡计算 .........................................................................................3.3.6 液氨储槽气液平衡计算 .........................................................................................3.3.7 液氨储槽物料计算 .................................................................................................3.3.8 合成系统物料计算 .................................................................................................3.3.9 合成塔物料计算 .....................................................................................................3.3.10 水冷器物料计算 ...................................................................................................3.3.11 氨分离器物料计算................................................................................................3.3.12 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.13 氨冷器的物料计算 ...............................................................................................3.3.14 冷交换器物料计算 ...............................................................................................3.3.15 液氨贮槽物料计算 ...............................................................................................3.4 热量衡算.....................................................................................................................3.4.2 氨冷凝器热量计算 .................................................................................................3.4.3 循环机热量计算 .....................................................................................................3.4.4 合成塔热量衡算 .....................................................................................................3.4.5 废热锅炉热量计算: .............................................................................................3.4.6 热交换器热量计算 .................................................................................................3.4.7 水冷器热量衡算: .................................................................................................3.4.8 氨分离器热量衡算: .............................................................................................第四章设备的选型与计算..............................................................................................4.1 设备选型.....................................................................................................................4.1.1 设备简述..................................................................................................................4.1.2 流程说明..................................................................................................................4.2 合成塔设计.................................................................................................................4.2.1 合成塔筒体设计 .....................................................................................................4.2.2 催化剂层设计 .........................................................................................................4.2.3 下换热器..................................................................................................................4.2.4 层间换热器..............................................................................................................4.3 辅助设备选型 ............................................................................................................4.3.1 废热锅炉..................................................................................................................4.3.2 热交换器..................................................................................................................4.3.3 水冷器......................................................................................................................4.3.4 冷交换器..................................................................................................................4.3.5 氨冷器I ...................................................................................................................结论......................................................................................................................................致谢......................................................................................................................................参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨合成氨合成工段工艺设计摘要:氨是一种重要的化工产品,在国民经济中有重要的作用。

产4万吨合成氨合成工段的工艺方案设计书大学本科方案设计书

产4万吨合成氨合成工段的工艺方案设计书大学本科方案设计书

本设计为年产4万吨合成氨合成工段的工艺设计,合成工段是整个合成氨生产过程中的核心部分。

在全世界不可再升能源不断减少的背景下,本设计选择了相对资源较多而且最为环保的天然气为生产原料。

合成氨合成工段工艺流程为:气体→冷交换器→合成塔→换热器→废热锅炉→水冷器→氨分离器→循环机。

通过查阅相关文献和资料,设计了年产4万吨合成氨合成工段的工艺流程,并且用CAD绘制了本设计的设备及工艺流程。

最后对本设计的工艺流程进行了物料衡算、能量衡算,并且根据本设计及操作温度、压力按照相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。

最后,对生产过程中所产生的硫化物进行处理,避免造成环境污染。

关键字:天然气;合成;氨;物料恒算;能量衡算;脱硫;环境保护AbstractThe design for the process design of annual output of 40000 tons of synthetic ammonia synthesis, synthesis workshop section is part of the core of the production of synthetic ammonia. Can't l energy decreasing background in the whole world, this design choose relatively more resources and the protection of natural gas for the production of raw materials.Synthesis of ammonia synthesis process is: gas, cold heat exchanger, synthetic tower, heat exchanger, waste heat boiler, water cooler, ammonia separator, circulation machine. Through access to relevant literature and data, the design process of the annual output of 40000 tons of synthetic ammonia synthesis, and drawing with CAD equipment and process of the design of the. At the end of the design process for the material balance, energy balance, and according to the design and the operating temperature, pressure in accordance with the relevant standard of piping of the size and material of choice.Finally, to deal with the sulfide produced during the production process, to avoid the pollution of the environment.Keywords: gas。

年产2万吨合成氨造气工段工艺设计计算毕业论文

年产2万吨合成氨造气工段工艺设计计算毕业论文

年产2万吨合成氨造气工段工艺设计计算毕业论文摘要 (4)第一章绪论................................................................... .1.1煤炭资源................................................................... .1.2中国煤化工行业发展前景与特点............................................ .1.3合成氨的发展历程......................................................... .1.4合成氨产品的性能、用途及市场需要 ...................................... .1.5煤炭气化发展史........................................................... .第二章合成氨煤炭气化原理与生产方法的选择及论证..................... .2.1煤炭气化原理 .............................................................. .2.1.1气化过程主要化学反应 ................................................. .2.1.2气化过程的物理化学基础............................................... .2.2合成氨造气所需原料、来源及生产方法的选择与论证..................... .2.2.1合成氨造气所需的主要原料、来源................................. .2.2.2生产方法的介绍................................................. .2.2.2.1煤气化方法分类................................................... .2.2.2.2固定床气化法............................................... .2.2.2.3流化床气化................................................. .2.2.2.4气流床气化................................................. .2.2.3生产方案的选择与论证........................................... .2.2.3.1水煤浆气化技术............................................. .2.2.3.2移动床气化技术............................................. .2.2.3.3流化床气化技术............................................. .2.2.3.4气流床气化技术................................................... .第三章常压固定床间歇气化法 ....................................... .3.1 半水煤气定义..................................................... .3.2 固定床气化法的特点............................................... .3.3 生产半水煤气对原料的选择......................................... .3.4 半水煤气制气原理................................................. .3.5 发生炉燃料分布情况............................................... .3.6 各主要设备的作用................................................. .3.6.1 煤气发生炉.................................................. .3.6.2 燃烧室...................................................... .3.6.3 废热锅炉.................................................... .3.6.4 洗气箱...................................................... .3.6.5洗涤塔...................................................... .3.6.6 烟囱........................................................ .3.6.7 自动机...................................................... .3.7 间歇式制半水煤气的工艺条件....................................... .3.8 生产流程的选择及论证............................................. .3.9 间歇式气化的工作循环............................................. .3.10 间歇式制半水煤气工艺流程........................................ . 第四章合成氨煤炭性质对气化的影响................................... .4.1煤种对气化的影响 ....................................................... .4.2煤质对气化的影响 ....................................................... .第五章工艺计算........................................................ .5.1工艺计算(物料及热量衡算)............................................ .5.1.1空气吹风阶段计算.................................................. .5.1.2蒸汽吹送阶段的计算................................................ .5.1.3总过程计算......................................................... .5.2主要设备计算............................................................ .5.2.1煤气发生炉......................................................... .5.2.2余热回收器......................................................... .第六章物料流程图 ..................................................... .6.1带控制点工艺流程图 ...................................................... .6.2设备图.................................................................... .第七章设备一览表 .................................................... . 第八章合成氨车间布置简述............................................ . 第九章安全技术与节能................................................. .9.1 安全技术.......................................................... .9.2 节能.............................................................. .第十章设计总结............................................................... .致谢............................................................................. .参考文献................................................................. .摘要年产2万吨合成氨造气工段工艺设计煤炭深加工与利用指导老师:摘要本设计时年产能力为2万吨合成氨造气工段(合成氨所需原料气---半水煤气)的初步工艺设计。

年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文

年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文

合成氨是一种广泛应用于化肥、塑料、药品等领域的化学物质,具有
重要的经济和社会价值。

本文旨在设计一种年产30万吨合成氨的工艺,
以满足市场需求并提高生产效率。

首先,我们需要选择适合的反应器类型。

合成氨工艺通常采用催化剂
床层反应器,可有效控制反应温度和催化剂床的压力。

选择适宜的催化剂,如铁-铝催化剂,具有高催化活性和稳定性。

其次,反应器的设计需要考虑反应温度和压力。

合成氨反应的最佳工
艺条件为300-500摄氏度和150-250大气压。

通过调节反应条件,可以提
高氨气的产量和选择性。

在反应器后,需要进行气体分离和氨纯化处理。

气体分离通常采用低
温分离技术,如低温凝析法,可将氮气和未反应的氢气从产生的氨气中分
离出来。

随后,利用吸附剂和膜分离技术进行氨纯化处理,以提高氨气的
纯度和产品质量。

最后,废水处理也是一个重要的环节。

合成氨工艺中会产生废水,其
中含有高浓度的氨和其他有机物。

采用适当的废水处理工艺,如生物降解
和化学氧化等方法,可以有效降解有机物和去除氨,以达到环保要求。

总之,设计一种年产30万吨合成氨的工艺需要综合考虑反应器类型、反应条件、气体分离和氨纯化处理以及废水处理等因素。

通过合理设计和
优化工艺,提高生产效率和产品质量,将为合成氨行业的发展做出积极贡献。

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计_毕业设计说明书

年产三十万吨合成氨合成工段工艺设计1.绪论合成氨简介在高温高压和催化剂存在的条件下,将精制的氢氮混合气直接合成为氨,然后将所得的气氨从未合成的为氨的混合气中冷凝分离出来。

由于受反映平稳阻碍,氢氮混合气不能全数转化为氨,反映后气体中一样只有10%-20%,通常采纳冷冻的方式将已合成的氨分离,然后在未反映的氢氮混合气中补充新鲜气进行循环反映。

氨合成反映是一个放热反映,而氨分离进程又要消耗大量的冷量。

在氨合成系统中合理设计回收反映热的设备,可降低冷量的消耗。

氨合成工段的生产状况直接阻碍到合成氨厂生产本钱的高低,它是合成氨厂节能减排的关键工序之一。

依照合成氨反映中采纳的压力、温度及催化剂型号的不同,氨合成的方式能够分为低压法(15-20MPa)、中压法(20-32MPa)和高压法三种。

目前合成氨厂普片采纳的采纳的是低压法和中压法。

合成氨概况合成氨是重要的无机化工产品之一,最先是由德国化学家哈伯于1902年研究出来的,其原理是由氮气和氢气在必然条件下直接合成氨,并于1908年申请专利。

后来,他继续研究,于1909年改良了合成技术,使氨的含量达到6%以上。

合成氨工业起初是因为制作火药而被重视,在20世纪初期形成规模,为战争效劳;第一次世界大战终止后,转向为农业、工业效劳。

随着科学技术的进展,对合成氨的需要量日趋增加。

20世纪50年代后氨的原料组成发生重大转变,近数十年来合成氨工业进展专门快,大型化、低能耗、清洁生产成为合成氨装置进展主流,技术改良要紧方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方式、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。

合成氨工业已有一个世纪的历史,在国民经济中占有重腹地位。

合成氨在农业上有超级重要的地位,氮肥,尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵和各类含氮复合肥,都是以氨为原料的。

同时,合成氨也是大宗化工产品之一,世界每一年合成氨有80%用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。

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万吨年合成氨合成工段工艺设计毕业设计四川理工学院毕业设计 9万吨/年合成氨合成工段工艺设计四川理工学院材料与化学工程学院摘要氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础。

氨的合成主要有脱硫、转化、净化、合成几个工段。

合成氨合成工段的设计,原料采用氮气和氢气,以合成塔为主要设备,在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下制得液氨,工艺条件为:A201为催化剂,480℃,31Mpa。

本设计进行了物料衡算,热量衡算,设备选型计算。

关键词:合成工艺参数衡算设备计算-Ⅰ-ABSTRAmmonia is one of the most important basic chemical products in the world,Its output of various kinds of chemicals rank first in the world. Ammonia mainly used in agriculture and synthetic ammonia is the basis of nitrogen fertilizer industry. Ammonia synthesis is mainly from the four sections of desulphurization, conversion, decontamination, and synthesis. With using nitrogen and hydrogen as materials and synthesis converter as main equipment, under the action of the auxiliary equipments of ammonia air conditioning, water-cooling device, gas to gas exchanger, circulator, separator, and condenser and so on, in the end, the design of the ammonia synthesis section makes ammoniacalliquor, The process conditions are determined as following:A201 as catalyst, 480℃,31Mpa .The design is be designed to material balance, heat balance and calculation of Devices type.KEY WORDS:synthesis process parameter balance calculation of Devices-Ⅱ-目录第一部分绪论 (1)1.1氨的性质及其在化工生产中的地位 (1)1.2合成氨的发展历程 (1)1.3技术规格 (2)1.3.1原材料技术规格 (2)1.3.2产品技术规格 (2)1.3.3危险性物料主要物性表 (3)1.4合成原理 (3)1.5工艺条件 (4)1.6工艺流程 (4)1.6.1工艺流程图 (4)1.6.2流程简述 (5)1.6.3工艺特点 (5)第二部分工艺设计计算 (7)2.1计算依据 (7)2.2物料衡算 (7)2.2.1合成塔进入塔气气量计算 (7)2.2.2氨分离器气液平衡计算 (8)2.2.3冷交换器气液平衡计算 (10)2.2.4液氨储槽气液平衡计算 (11)2.2.5液氨贮槽物料计算 (13)2.2.6合成系统物料计算 (14)2.2.7合成塔内物料计算 (16)2.2.8水冷器物料计算 (16)2.2.9氨分离器物料计算 (17)2.2.10冷交换器物料计算 (17)2.2.11氨冷器物料计算 (18)2.2.12冷分离器物料计算 (20)2.2.13液氨储槽物料计算 (21)2.2.14物料衡算结果汇总 (23)2.3热量衡算 (26)2.3.1冷交换器热量计算 (26)2.3.2氨冷器热量计算 (28)2.3.3循环机热量计算 (30)2.3.4合成塔热量计算 (31)2.3.5废热锅炉热量计算 (33)2.3.6热交换器热量计算 (34)2.3.7水冷器热量计算 (35)2.3.8氨分离器热量计算 (36)- Ⅲ -2.3.9中置锅炉产生蒸汽量的计算. 372.3.10合成系统温度计算示意图.. 38 第三部分设备设计及选型校核 (39)3.1 主要设备选型计算 (39)3.1.1 废热锅炉设备工艺计算 (39)3.2.1冷交换器设备工艺设计及校核424.1 主要设备选型汇总表 (55)设计综述 (56)参考文献 (57)- Ⅳ -第一部分绪论1.1氨的性质及其在化工生产中的地位合成氨的化学名称为氨,氮含量为82.3%。

氨是一种无色具有强烈刺激性、催泪性和特殊臭气的无色气体,比空气轻,密度1.429g/L,熔点-77.7℃;沸点-33.4℃。

标准状况下,1米3气氨重0.771公斤;1米3液氨重638.6公斤。

极易溶于水,常温(20℃)常压下,一个体积的水能溶解700个体积的氨;标准状况下,一个体积水能溶解1300个体积的氨氨的水溶液称为氨水,呈强碱性。

因此,用水喷淋处理跑氨事故,能收到较好的效果,氨在常温常压下为具有特殊性恶臭的无色有毒气体,比空气轻。

氨在常温下稳定,但是在高温下可分解成氢和氮。

一般在一个大气压下450-500℃时分解,如果有铁、镍等催化剂存在,可在300℃时分解。

氨与酸或酸酐可以直接作用,生成各种铵盐;氨与二氧化碳作用可生成氨基甲铵,脱水成尿素;在铂催化剂存在的条件下,氨与氧作用生成一氧化氮,一氧化氮继续氧化并与水作用,便能得到硝酸。

氨在高温下(800℃以上)分解成氮和氢;氨具有易燃易爆和有毒的性质。

氨的自燃点为630℃,氨在氧中易燃烧,燃烧时生成蓝色火焰。

氨与空气或氧按一定比例混合后,遇明火能引起爆炸。

常温下氨在空气中的爆炸范围为15.5~28%,在氧气中为13.5~82%。

液氨或干燥的气氨,对大部分物质没有腐蚀性,但在有水的条件下,对铜、银、锌等有腐蚀作用[12]。

氨是最为重要的基础化工产品之一,其产量居各种化工产品的首位; 同时也是能源消耗的大户,世界上大约有10 %的能源用于生产合成氨。

氨主要用于农业,合成氨是氮肥工业的基础,氨本身是重要的氮素肥料,其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各种铵盐肥料,这部分约占70 %的比例,称之为“化肥氨”;同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,用于生产铵、胺、染料、炸药、制药、合成纤维、合成树脂的原料,这部分约占30 %的比例,称之为“工业氨”[10]。

1.2 合成氨的发展历程世界合成氨技术的发展经历了传统型蒸汽转化制氨工艺、低能耗制氨工艺、装置单系列产量最大化三个阶段。

根据合成氨技术发展的情况分析, 未来合成氨的基本生产原理将不会出现原则性的改变, 其技术发展将会继续紧密围绕“降低生产成本、提高运行周期, 改善经济性”的基本目标, 进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术的研究开- 1 -发。

据英国FERTECON公司预测,未来4年世界合成氨产量将以3.5%/年增速继续增长。

而中国的氨主要用于生产氮肥和尿素,2001年氮肥生产量比2000年氮肥生产量成长5.4%。

2001年尿素产量比2000年尿素生产量成长3.1%。

目前中国大陆合成氨生产基本上已满足氮肥工业的需要,今后氮肥工业的发展重点是调整产品结构,对合成氨的需求将缓慢成长。

中国现有合成氨生产企业522个,2008年合成氨总产能约5700万吨,中国的商品液氨很少,主要用于生产肥料,非肥料需求不到10%,用于浓硝酸、己内酰胺、丙烯腈等。

合成氨的发展,以原料构成的变化可分为以固体燃料为原料生产合成氨和以气体燃料或液体燃料为原料生产合成氨两个阶段。

20世纪50年代以前,氨合成塔的最大能力为日常200t氨,到1963年和1966年相继建成日产544.31t 和907.19t的氨厂,实现了单系列合成氨装置的大型化,这是合成氨工业发展史上第一次突破。

大型化的优点是投资费用低,能量利用率高,占地少,劳动生产率高[14]。

1.3技术规格1.3.1原材料技术规格表1.1 原材料技术规格1.3.2产品技术规格表1.2 液氨产品技术规格- 2 -表1.3 氨水产品技术规格1.3.3危险性物料主要物性表表 1.4危险性物料主要物性1.4 合成原理(1)合成反应方程式:32223NH H N −−−−−−→←+高温、高压、催化剂反应的特点:可逆反应、正反应放热、正反应是气体体积减小的可逆反应。

反应趋近于平衡时的限度取决于化学平衡常数。

化学平衡常数可用下式表示:322*NH *0.5* 1.5N p Kp=(p )?p H ()在低压与高压状态下影响平衡常数的因素是不同的。

在低压下,反应物系可以看作理想气体,平衡常数仅与温度有关。

高压下的平衡常数不仅与温度有关,而且与气体组成及压力有关。

在工业生产中主要考虑经济效应与社会效应,基本要求单位时间内产量高、原料利用率高。

需要将生成的氨及时分离出来,并不断向体系中补充原料以增加反应物浓度,使平衡向合成氨的方向进行[14]。

- 3 -1.5 工艺条件氨合成反应与其他可逆放热反应一样,氨合成反应存在着最佳温度Tm ,它取决于反应气体的组成,压力以及所用催化剂的活性。

Tm 与平衡温度Te 及正可逆反应的活化能E 1,E 2的关系为2211TeTm=RTe E 1+ln E -E E 压力改变时,最佳温度亦相应变化,气体组成一定,压力越高,平衡温度与最佳温度越高。

从化学平衡和化学反应速率的角度看,提高操作压力是有利的。

生产上选择操作压力的主要依据是能量消耗以及包括能量消耗,原料费用,设备投资在内的所谓综合费用,也就是说主要取决于技术经济效果。

能量消耗主要包括原料气压缩功,循环气压缩功和氨分离的冷冻功。

通常原料气和设备的费用对过程的经济指标影响较大,在10~35Mpa 范围内,压力提高,综合费用下降,主要原因是低压下操作设备投资与原料气消耗均增加。

对于不同的流程来说,低于20Mpa 时,三级冷凝流程的综合费用较低;20~28.5Mpa 时,二级冷凝流程的综合费用也较低;更高压力时采用一级冷凝的流程综合费用最低。

总的说来,将压力从10Mpa 提高到35Mpa 时,综合费用可下降40%左右,继续提高压力效果不显著。

精制后的氢氮混合气是在高温,高压并有催化剂存在的条件下进行氨合成反应的。

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