合成氨工艺流程
合成氨生产工艺流程

合成氨生产工艺流程合成氨是一种重要的化学原料,在许多行业中被广泛应用。
本文将介绍合成氨的生产工艺流程,以及其中涉及到的化学反应和工艺设备。
生产工艺流程合成氨的生产工艺流程可以分为以下几个步骤:1.准备原料:其中主要原料是氢气和氮气,同时需要一定的催化剂。
2.压缩空气:将空气压缩到一定程度,将其中的氧和氩排除掉,以保证原料中的氮气含量高达99%以上。
3.合成反应:在特定的反应器中,将氢气和氮气进行反应,并通过催化剂加速反应过程,生成合成氨。
该反应通常采用哈伯-卡西反应。
4.分离纯化:将合成氨从反应器中分离出来,并通过分离纯化设备进行纯化。
5.尾气处理:将反应器中剩余的气体进行处理,通常采用吸收、脱附等方法,以减少尾气对环境的污染。
化学反应哈伯-卡西反应是合成氨生产的核心化学反应,其化学方程式为:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)该反应是一个可逆反应,所以产物中可能存在一定量的氮气和氢气。
催化剂通常采用铁-铝-钾等复合催化剂,以加速反应并提高反应的选择性。
工艺设备在合成氨生产过程中,涉及到以下几个主要的工艺设备:1.压缩机:用于将氧、氩等杂质气体排除,将气体压缩。
2.反应器:用于进行哈伯-卡西反应,通常采用固定床反应器,反应器内填充着催化剂。
3.分离塔:用于从反应器中分离出合成氨。
4.吸收塔:用于处理反应器中剩余的尾气。
合成氨是一种十分重要的化学原料,其生产工艺流程麻烦且多种化学反应涉及其中,因此需要一系列的工艺设备来完成整个生产过程。
哈伯-卡西反应是该生产过程的核心反应,通过复合催化剂加速反应过程并提高反应的选择性。
通过合理的工艺流程设计和设备选型,能够实现高效、稳定的合成氨生产。
合成氨的工艺流程

合成氨的工艺流程1. 空气分离:首先,空气中的氮气和氧气需要被分离。
这可以通过空气压缩和冷却,然后用分子筛或液化分离技术将氮气和氧气分离出来。
2. 氮气制备:通过空气分离得到的氮气需要被进一步提纯。
这可以通过低温分馏或其他技术将氮气提纯到适当的纯度。
3. 氢气制备:氢气可以通过天然气蒸汽重整反应或者电解水得到。
4. 催化剂制备:制备出合成氨反应所需的催化剂,通常是以铁为主要成分的铁钼镍催化剂。
5. 合成氨反应:将氮气和氢气在高压高温的条件下通过催化剂进行反应,生成合成氨。
6. 分离纯化:将合成氨经过冷却和减压,然后通过吸收剂、冷却和压缩等工艺步骤来分离纯化合成氨。
7. 储存和运输:将合成氨储存于合适的储罐中,并通过管道或其他运输方式将其运输到需要的地点。
以上就是合成氨的工艺流程,通过这个工艺流程可以高效地制备出高纯度的合成氨,供给各种化工生产需要。
合成氨的工艺流程是一个复杂而精细的过程,其中的每一步都需要严格控制,以确保产出的合成氨的纯度和质量能够满足工业需求。
在合成氨的工艺中,采用了一系列先进的化工技术和设备,以下将进一步细说合成氨的工艺流程过程。
8. 催化剂再生:在合成氨反应中使用的催化剂需要不断地被再生。
随着反应进行,催化剂表面会积聚一定量的杂质物质,从而影响催化剂的活性和选择性。
因此,通过热气流或蒸汽来清洁催化剂表面,以恢复催化剂的活性和选择性。
9. 热力学控制:合成氨的反应是放热反应,因此需保持适宜的温度。
以确保反应不至于过热,影响产品的选择性及催化剂的稳定性。
使用适当的冷却系统来维持反应温度,是非常关键的。
10. 蒸汽重整制氢:氢气是合成氨反应的一种重要原料。
而氢气通常是通过天然气蒸汽重整反应得到的。
在这个过程中,通过加热天然气并与水蒸气反应,生成氢气和二氧化碳。
11. 压缩系统:由于合成氨反应需要高压,所以需要使用高效的压缩系统,来将氮气和氢气压缩至合适的反应压力。
一般情况下,合成氨反应的压力约为100至200大气压。
合成氨的工艺流程图

合成氨的工艺流程图
合成氨是一种重要的工业原料,广泛用于生产化肥、塑料、合成纤维等领域。
以下是一种常见的合成氨工艺流程图:
1. 原料准备:合成氨的主要原料是氢气和氮气。
氢气可以由天然气通过蒸汽重整反应得到,氮气可以从空气中通过压缩、冷却和膜分离等方法获取。
2. 空气净化:通过空气压缩和冷却,将空气中的水分、二氧化碳等杂质去除,以保证后续步骤的顺利进行。
3. 储气罐:将氢气和氮气分别储存在不同的储气罐中,以保证气体供给的稳定性和可靠性。
4. 氮气压缩:将从空气中获取的氮气进行进一步的压缩,以提高反应过程中氮气的浓度和反应速率。
5. 高温炉:将压缩后的氮气和氢气通过管道引入高温炉中,经过催化剂的作用,在高温和高压的条件下进行反应。
6. 合成氨冷却:合成氨在高温炉中产生后,需要经过冷却器进行冷却,以降低氨的温度,方便后续步骤的进行。
7. 分离和纯化:经过冷却后的氨气进一步通过冷凝和洗涤等过程进行分离和纯化,以去除其中的其他杂质。
8. 储存和包装:将纯净的合成氨储存在专用的储罐中,以备后
续的使用。
在储存过程中,需要确保储罐的密封性和安全性。
以上就是合成氨的一种典型工艺流程图,通过适当的原料准备、空气净化、氮气压缩、高温反应、冷却分离和纯化等步骤,可以高效地生产出纯净的合成氨。
当然,实际的工艺流程可能因不同厂家的设备和工艺参数有所差异,但总体上这个流程图可以作为参考。
合成氨工艺流程简述

合成氨工艺流程简述1、粘结剂制备先将水加入到粘结剂提取罐内,然后向罐内微通蒸汽,加热温度应≤40℃,开动搅拌机在不断搅拌的情况下投入液体烧碱(30%Na0H),待碱液温度达一定时继续搅拌,投入筛好的褐煤(含腐植酸约35%),含量低的褐煤应适当多投,可根据腐植酸含量高低而调整加入量,边投料边通蒸汽,同时不停搅拌,此时由于化学反应而放出热量产生少量气体、液位有所升高,为防止冒槽现象应酌情减少蒸汽加入量,维护反应温度,时间约2小时反应基本完全,可取少量提取液检查,其颜色为黑褐色,有粘结性,用母指和食指捏后拉开有连丝,冷却后粘结性增大,流动性变差,视为提出制液结束。
此时停蒸汽,不停搅拌待用。
2、原料煤的粉碎和粘结剂的加入原料煤先送入一级粉碎机,粉至3毫米以下,后经皮带机送入鼠笼粉碎机粉至1毫米以下,经皮带机送入双轴搅拌机内,此时由操作工视其送入的煤量酌情控制加液阀加入已提取好的粘结剂,在双轴搅拌机内不断的搅拌推进混匀后落入斜皮带机,送至分仓平皮带机,分仓堆沤备用(粘结剂的加入量是根据经验判断掌握调节,一般加液后的煤屑用手抓一把捏得拢,两指能捏散较为合适)。
3、煤棒制备沤化合格的原料煤送煤棒机挤压成型后经皮带机输送到煤棒烘干炉中,利用吹风气回收锅炉的尾气(温度~160℃)将煤棒烘干,再经皮带机输送到造气车间供造气炉制取半水煤气用。
4、半水煤气制取以空气和蒸汽为气化剂,在常压、高温下与煤棒中的炭作用,通过固定床(造气炉)蓄热间歇制气法得到半水煤气,根据氨合成必需的氢、氮气体比例调整空气和蒸汽加入量,保证合成氨系统的循环氢含量,造气过程由微机控制,分为五个阶段:①吹风②上吹制气③下吹制气④二次上吹⑤空气吹净②、③、④、⑤阶段制取的半水煤气经旋风除尘器、蒸汽过热器、显热回收器回收热量,进入洗气塔降温除尘后送入气柜。
以上五个阶段形成一个工作循环,周而复始。
每个工作循环根据原料煤的特性,确定各阶段的工作时间,烘干煤棒的一个工作循环时间120-140秒,为保证半水煤气生产的连续性,采用若干台半水煤气发生炉交替工作。
合成氨生产工艺简介

合成氨生产工艺简介目前国内生产合成氨的工艺大同小异,忽略各自的设备差异和工艺上的微小不同,我们可以将氨的生产过程,粗略的讲可分成一下几步:造气;脱硫;变换;变换后脱硫;铜洗;氨合成几个步骤,如下是此类流程的一个极简示意图:图1 合成氨的极简化流程1造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应,原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内,先鼓入空气,提高炉温,然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。
所制的半水煤气(主要成分为CO和H2,另有其他杂质气体)进入洗涤塔进行除尘降温,最后送入半水煤气气柜。
造气工段脱硫工段变换工段煤块水蒸汽CO, N2, H2H2S等其他杂质CO, N2, H2变换气脱硫工段CO2, N2, H2H2S等其他杂质甲醇合成工段少量CO, CO2,N2, H2精炼工段N2, H2极少量CO X等其他杂质氨合成工段N2, H2冷冻工段NH3液氨图2 造气工艺流程示意图2脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相,它不仅会腐蚀工艺管道和设备,而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒,因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。
气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔,脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。
脱硫液再生后循环使用。
图3 脱硫工艺流程图3变换工段气体从脱硫工艺中处理过后,已不含H2S等有毒气体。
变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应,生成CO2和H2。
经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿,并补充蒸汽后,经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后,进入低变炉,反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。
说明:合成气的中的CO(一氧化碳)经蒸汽转换成CO2(二氧化碳)与H2,转换后气体称为“变换气”。
图4 变换工艺流程图4变换气脱硫与脱碳经变换后,气体中的有机硫转化为H2S,需要进行二次脱硫,使气体中的硫含量在25mg/m3。
合成氨的工艺流程

合成氨的工艺流程1. 原料准备:合成氨的原料是氮气和氢气。
氮气通常是从空气中提取,而氢气则是通过蒸汽重整或其他化学反应得到。
这两种气体需要经过净化和压缩处理以确保其纯度和适当的压力。
2. 氮氢混合:氮气和氢气按照一定的比例混合到合成氨反应器中。
通常情况下,氮气和氢气的摩尔比是3:1,经过混合后形成氢气和氮气的混合气体。
3. 合成氨反应:混合气体经过压缩以提高反应速率,并在高温(通常在400-500摄氏度)和高压(通常在100-250大气压)下进入合成氨反应器。
在反应器中,混合气体经过催化剂的作用,发生一系列的化学反应,最终生成合成氨。
4. 分离和提纯:合成氨反应产物中还包含未反应的氮气和氢气,以及少量的副产物。
通过冷凝和减压操作,将未反应的气体和副产物从合成氨中分离出来。
之后,通过蒸馏或其他分离技术提纯合成氨,以得到符合工业标准的合成氨产品。
5. 储存和运输:合成氨产品可以被存储在压力容器中,并通过管道或其他方式进行运输到需要的地方,用于化肥生产或其他工业应用。
以上是合成氨的基本工艺流程,工艺中还有一些细节操作和工艺条件的优化,以确保合成氨的产率和纯度达到要求。
合成氨是一种重要的工业气体,广泛用于农业和工业领域。
它通过哈贝-玻斯过程(Haber-Bosch process)进行生产。
这个过程是由德国化学家弗里茨·哈贝和卡尔·博世于20世纪初发现的,如今,仍然是工业生产合成氨的主要方法。
在合成氨的工艺流程中,反应器是一个关键的组成部分。
工业上通常使用固定床催化剂反应器,其在高压和高温下通过催化剂的作用来促进氮气和氢气之间的反应。
这个过程对反应条件的要求极为严格,既要求高温高压,又要求催化剂的有效性和稳定性。
随着全球工业化的不断发展,对合成氨生产过程的节能减排和工艺的优化也提出了更高的要求。
在现代的合成氨生产过程中,节能减排已经成为了一个重要的发展趋势。
通过改进反应条件和提高生产效率,减少能源消耗,降低碳排放已经成为了工业化生产合成氨的重要目标。
合成氨各工序工艺详细流程

合成氨各工序工艺详细流程合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于合成各类农药、肥料、化学品等。
下面将详细介绍合成氨的工序和流程。
合成氨的工艺主要分为三个步骤:气体净化、气体压缩和反应制氨。
1.气体净化:合成氨的原料气体主要有空气和甲烷。
在进入反应装置之前,需要进行气体净化处理。
空气首先经过过滤装置去除微小杂质、灰尘和固体颗粒物。
然后通过制冷装置降低气体温度,使其中的水蒸气凝结成液体,然后被排放。
甲烷通过碳分子筛吸附去除杂质。
这样可以保证反应装置中气体的纯度和稳定性。
2.气体压缩:经过气体净化后的空气和甲烷被分别压缩到一定压力,以满足反应器中的需求。
通常使用压缩机进行压缩,然后将压缩后的气体分别输送到反应器中。
3.反应制氨:反应制氨是整个过程的关键步骤。
通常采用哈柏法(Haber-Bosch)来实现反应制氨。
反应器中,高温高压的空气与甲烷的混合气体通过催化剂床进行催化反应。
常用的催化剂是铁与铁-铝的混合物,也可以加入少量的钾、镁等元素。
反应是一个放热反应,反应温度一般在380-550°C 之间,压力一般在1.7-3.5 MPa之间。
催化剂的存在可以提高反应速率,但也会增加反应的等离子体强度,导致了碳催化剂和蒸汽的选择性降低,产生非氮气杂质。
反应过程中,氮气与氢气进行反应生成氨气。
原料气体经过催化剂床后,反应转化率不高,需要多次通过催化剂床进行反应。
一般采用多级反应器和中间冷却装置,提高氨气的产率和纯度。
经过多级反应后,氨气还需要进行冷却和净化处理,以达到合成氨的纯度要求。
以上是合成氨的工序和流程的详细介绍。
合成氨的过程需要进行气体净化、气体压缩和催化反应制氨。
这个过程需要确保原料气体的纯度和稳定性,通过压缩提高原料气体的压力,催化剂的存在可以提高反应速率和转化率。
经过多级反应,最终得到高纯度的合成氨。
合成氨工艺的不断优化和改进,可以提高合成氨的生产效率和氨气的纯度,降低生产成本。
合成氨的工艺流程

合成氨的工艺流程合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农药、化肥、塑料、纺织品和燃料电池等工业领域。
合成氨的工艺流程主要包括催化剂的选择、反应条件的控制、氨的分离和纯化等几个关键步骤。
下面将详细介绍合成氨的工艺流程。
1.催化剂的选择:2.原料准备:合成氨的原料主要包括空气和氢气。
空气中的氮气和氧气是制取氨的主要原料,而氢气则是为了提供还原剂。
为了保证原料的纯净度,通常会进行空气分离和氢气净化处理。
3.原料压缩:由于合成氨反应需要较高的压力,所以需要将原料气体进行压缩。
通常采用多级压缩机将氮气和氢气分别压缩到较高压力下。
4.原料进料与预热:将压缩后的氮气和氢气分别进入合成氨反应器前的预热器进行预热,提高其反应温度。
预热器中通常使用废热回收的方式,将反应后的热量传递给进料气体,以提高能量利用效率。
5.反应器:合成氨反应通常采用通过铁-铝催化剂催化的低温高压合成方法。
反应器中的催化剂床层通常采用多层填料堆积,以增加反应面积和接触时间,提高反应效率。
同时,反应器内部的温度和压力需要严格控制,一般为300-400℃和100-250atm。
6.反应气体的冷却与净化:经过反应后,反应气体中除了产生的氨气外,还会有未反应的氮气、氢气以及其他杂质气体。
这些气体需要经过冷却器和废热回收器进行冷却和净化处理,以去除其中的杂质。
7.氨的分离与纯化:在反应气体中,氨气的浓度相对较低,需要进行分离与纯化。
常用的方法是采用低温吸附分离技术,将氨气吸附在吸附剂上,然后通过加热解吸的方式将氨气从吸附剂中释放出来。
8.尾气处理:总的来说,合成氨的工艺流程包括催化剂的选择、原料准备、压缩、进料与预热、反应器、冷却与净化、分离与纯化以及尾气处理等主要步骤。
合理控制每个步骤的条件和参数,能够提高合成氨的产率和质量,减少能源消耗和环境污染。
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工艺流程说明:
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。
分离出的液氨进入液氨贮槽。
原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气
即造气。
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,燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。
整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。
固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成,为了调节氢氮比,在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气,这个过程通常称为吹风回收。
吹风阶段:空气从煤气炉的底部吹入,使燃料燃烧,热量贮存于燃料中,为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。
吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。
上吹制气阶段:从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽,和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。
向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。
下吹制气阶段:将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入,生成的半水煤气由炉底引出。
二次上吹制气阶段:水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层,将炉底残留的半水煤气排净,为下一步送入空气创造安全条件。
空气吹净阶段:从炉底部吹入空气,所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源,并将残留的半水煤气加以回收。
以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程,然后重新转入吹风阶段,进入下一个循环。
原料气的净化:除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质,将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗(脱除二氧化碳)、铜洗(脱除一氧化碳)、碱洗(脱除残余二氧化碳)等几个工段构成,主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。
脱硫:原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀,而且能引起催化剂中毒,必须予以除去。
脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。
干法脱硫是用固体硫化剂,当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附,脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。
一般先进行湿法脱硫,再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。
湿法脱硫所用的硫化剂为溶液,当含硫气体通过脱硫剂时,硫化物被液体剂吸收,除去气体中的绝大部分硫化氢。
CO变换:一氧化碳对氨催化剂有毒害,因此在原料气进入合成氨工序之前必须将一氧
化碳彻底清除。
除去一氧化碳的方法,工业上采用两段法。
第一步是把一氧化碳与水蒸汽作用生成氢和二氧化碳;第二步采用铜氨液洗涤法,液氨洗涤法或甲烷化法除去变换中残余的少量一氧化碳。
一氧化碳变换反应是在催化剂存在条件下进行的.以三氯化二铁为主体的催化剂,使用温度在350℃~550℃称为中温变换;使用活性高的氯化铜作催化剂,操作温度控制在180℃~260℃之间时称为低温变换.采用铜氨液洗涤法或液氨洗涤法除去残余一氧化碳要求一氧化碳的含量小于4%,只采用中温变换即可达到要求。
而甲烷化法要求变换气中的一氧化碳含量小于0.5%,应采用中温变换串联低温变换方法。
工业中,变换过程都有中温变换而并非所有过程都有低温变换。
水洗:脱除二氧化碳。
经过一氧化碳变换后的气体中一般含有15~18%的二氧化碳,二氧化碳的存在会使氨合成的催化剂中毒,并且对进一步脱除少量的一氧化碳过程带来许多困难,因此必须脱除中变气中的二氧化碳。
另一方面,二氧化碳又是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵等的重要原料,应完全回收利用。
工业上把脱除中变气中二氧化碳的过程称为脱碳。
脱除二氧化碳的方法分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法三种,它们均属于溶液吸收过程,利用了各种成分在溶剂中的溶解度不同或化学反应特性不同这一基本原理。
工业生产中以水洗法和有机胺催化热钾碱法应用最为广泛。
少量一氧化碳及二氧化碳的脱除:脱除残余一氧化碳和二氧化碳。
经过脱碳后的合成氨原料气中尚含3%左右的一氧化碳、0.1~0.3%左右的二氧化碳、0.1~0.2%左右的氧和微量的硫化氢等有害气体。
进一步清除这些有害气体,防止氨合成催化剂中毒,是原料气最后的净化步骤。
一般大型合成氨厂要求合成工序的原料气一氧化碳和二氧化碳总量应小于10ppm,中、小型厂要求不大于25ppm。
用含有铜盐的氨溶液吸收原料气中的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和氧的工艺过程,通常称为铜洗或精炼,净化后的气体成为铜洗气或精炼气,铜洗气含一氧化碳量应小于10ppm。
在适当的温度和催化剂存在的条件下,一氧化碳、二氧化碳与氢作用生成甲烷,称为甲烷化法。
与铜洗方法相比,它具有工艺简单、操作方便、费用低的优点。
另外,原料气的最后净化方法还有液氨洗涤法。
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氨的合成:
氨的合成是合成氨生产的最后一道工序,其任务是将经过精制的氢氮混合气合成为氨。
工业上合成氨的各种工艺流程一般以压力的高低来分类。
高压法:操作压力70~100MPa,温度为550~650度。
这种方法的主要优点是氨合成效率高,混合气中的氨易被分离。
故流程、设备都比较紧凑。
但因为合成效率高,放出的热量多,催化剂温度高,易过热而失去活性,所以催化剂的使用寿命较短。
又因为是高温高压操作,对设备制造、材质要求都比较高,投资费用大。
目前工业上很少采用此法生产。
低压法:操作压力10MPa左右,温度为400~450度。
由于操作压力和温度都比较低,故对设备要求低,容易管理,且催化剂活性较高,这是此法的优点。
但此法所用催化剂对毒物很敏感,易中毒,使用寿命短,因此对原料气的精制纯度要求严格。
又因操作压力低,氨的合成效率低,分离较困难,流程复杂。
实际工业生产上此法已不采用了。
中压法:操作压力20~60MPa,温度为450~550度。
其优缺点介于高压法与低压法之间,目前此法技术比较成熟,经济性比较好。
因为合成压力的确定,不外乎从设备投资和压缩功耗这两方面来考虑。
从动力消耗看,合成系统的功耗占全厂总功耗的比重最大。
但功耗决不取决于压力一项,还要看其它工艺指标和流程的布置情况。
总的看来,在15~30MPa的范围内,功耗的差别是不大的,因此世界上采用此法的很多。
本界面教学目的
1 弄清合成氨工艺流程、工段划分及物流走向
2 弄清各工段的任务及其与其它工段的关系
3 弄清各主要设备的作用
1 合成氨生产的主要过程和各主要过程的作用是什么?
2 画出合成氨工艺流程简图。
3 工业煤气有哪几种?组成如何?
4 间歇法制半水煤气时向燃料层通入空气的目的是什么?发生了哪些化学反应?应如何控制反应条件?
5 以蒸汽和空气为气化剂制半水煤气时,为什么要将一部分吹风气放空?
6 间歇法制半水煤气的工作循环包括拿几个阶段?各阶段的任务是什么?
7 合成氨原料气为什么要脱硫?脱硫方法有哪几类?各类脱硫方法的特点是什么?目前常用的脱硫方法有哪些?
8 变换工段的任务是什么?变换反应有哪些特点?
9 为什么原料气中的二氧化碳必须脱除?常用的脱碳方法有哪些?水洗法脱除二氧化碳的原理是什么?
10 清除原料气中少量一氧化碳的方法有哪些?各种方法的主要特点是什么?
11 氨合成反应有何特点?。