合成氨仿真实验指导书(正式)
氨合成工艺流程实验过程及数据
氨合成工艺流程实验过程及数据1.首先，将氮和氢气充入反应釜中。
(First, nitrogen and hydrogen gas are filled into the reaction kettle.)2.然后，将反应釜加热至适当温度。
(Then, heat the reaction kettle to the appropriate temperature.)3.接着，添加铁氧化物类的催化剂。
(Subsequently, add catalysts such as iron oxide.)4.随后，开始进行氨气的合成反应。
(Later, start the synthesis reaction of ammonia gas.)5.在反应过程中需要不断搅拌反应物。
(During the reaction, it is necessary to continuously stir the reactants.)6.同时，监测反应釜中氢气和氮气的压力变化。
(At the same time, monitor the pressure changes of hydrogen and nitrogen in the reaction kettle.)7.当压力达到设定数值时，停止供气，并开始收集产物。
(When the pressure reaches the set value, stop the gas supply and start collecting the product.)8.最后，进行产物的分离与提纯。
(Finally, separate and purify the product.)9.实验结果显示，合成氨气的产率达到了80%。
(The experimental results show that the yield of synthesized ammonia gas reached 80%.)10.氨气的合成工艺流程需要严格控制反应条件。
氨合成的实验报告
一、实验目的1. 了解氨合成的原理和方法；2. 掌握合成氨的基本操作；3. 通过实验，了解氨合成过程中的影响因素。
二、实验原理氨合成反应是一种可逆反应，其化学方程式为：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) + Q在一定温度、压力和催化剂的作用下，氮气和氢气反应生成氨气。
本实验采用铁基催化剂，在高温、高压条件下进行氨合成。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：合成氨装置、氮气钢瓶、氢气钢瓶、温度计、压力计、流量计、加热器、冷凝器、接收瓶、试管、酒精灯等。
2. 试剂：氮气、氢气、铁基催化剂、无水氯化钙、硫酸、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 检查合成氨装置，确保各部件连接牢固，无泄漏。
2. 将铁基催化剂放入反应器中，加入适量的无水氯化钙作为干燥剂。
3. 打开氮气钢瓶和氢气钢瓶，调节流量计，使氮气和氢气的流量比为1:3。
4. 将氮气和氢气分别通过无水氯化钙干燥剂，进入反应器。
5. 打开加热器，加热反应器至实验要求的温度（一般控制在400-500℃）。
6. 观察反应器内压力变化，当压力达到实验要求的压力（一般控制在10-20MPa）时，开始计时。
7. 在反应过程中，每隔一定时间，从接收瓶中取样，用硫酸酸化，观察氨气是否生成。
8. 实验结束后，关闭加热器，待反应器冷却至室温。
9. 收集剩余的氮气和氢气，测定其含量。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，随着反应进行，反应器内压力逐渐升高，说明氨气生成。
2. 在实验过程中，观察到氨气生成，使溶液呈碱性，证明氨气已生成。
3. 实验结束后，剩余的氮气和氢气含量测定结果显示，氮气和氢气基本反应完全。
4. 实验结果与理论计算结果基本相符，说明实验操作正确，氨合成反应进行顺利。
六、实验讨论1. 实验过程中，反应器内压力变化对氨合成反应的影响较大。
压力越高，氨合成反应速率越快，氨气产量越高。
2. 温度对氨合成反应的影响也较大。
在一定温度范围内，温度越高，氨合成反应速率越快。
合成氨合成工段仿真步骤及流程原理
合成氨合成工段仿真步骤及流程原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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合成氨及氨的喷泉实验
合成氨目的：认识氮气和氢气在催化剂作用下能合成氨。
用品：贮气瓶、硫酸洗瓶、Y形管、橡皮管、导管、玻璃管、三芯灯、广口瓶、双孔塞、铁研钵及杵、药匙。
还原铁粉（加有少量氧化铝和氧化钾）、亚硝酸钠、氯化铵、锌粒、稀硫酸、酚酞试剂。
原理：氮跟氢化合成氨是一个放热的可逆反应。
催化剂增加压力将使反应移向生成氨的方向，提高温度会将反应移向相反的方向，但温度过低又使反应速度过小。
工业生产中常用的压力为200～600大气压，温度为450～600℃，用金属铁作催化剂，转化率可提高到约8％。
在实验室里一般是在较低的温度和压力下进行的，只能认识氮气和氢气在催化剂作用下能合成氨，不要求收集氨气。
准备：1.制备催化剂在实验室里用还原铁粉或铁铈合金粉末作为催化剂，并加少量助催化剂（2％Al2O3和0.8％K2O），防止降低活性。
剂，可以把打火石约40颗放在铁研钵里研成细小粒状后，载在石棉绒上使用。
将石棉绒（作载体用）4克和加有Al2O3和K2O的还原铁粉3克混和均匀后，填充在一支长约20厘米、内径约1.5厘米的玻璃管里，做成一段长约7厘米的催化柱。
两端用铁丝网夹紧，防止松散。
如果用铁铈合金为催化2.制取氮气和氢气氮气可用加热分解亚硝酸钠和氯化铵饱和溶液的方法制取，氢气可用锌和稀硫酸反应制取，均见前面实验。
3.组装合成氨装置把盛有氮气和氢气的贮气瓶分别接在两个硫酸洗气瓶上，再用Y形管和催化管相连接。
操作：先要检验氢气的纯度，然后将氮气和氢气同时通入装置驱除空气，用小试管在尾气出口处收集后用爆鸣法检验。
调节氮气和氢气的流速，使它们通入的体积比为1∶3，同时用三芯灯先将整个催化管均匀加热后，再集中火力在催化剂的下面强热。
5～6分钟后可以看到无色的酚酞试液变成红色，这证明已有氨气生成。
注意事项：1.还原铁粉最好用新开瓶的。
Al2O3和K2O要求用纯度较高的。
一般须加热到500℃左右，使达到催化剂的活性温度。
2.气体要干燥，催化管、导管和用作载体的石棉绒都要烘干后用。
合成氨实验报告
化教论学生实验报告册《合成氨实验》一．实验目的．对实验原理的分析1、实验分析：合成氨实验是模拟工业合成氨的方法，在实验室中进行实验，由于实验室条件有限，无法完全按照工业要求，不过可以通过实验的设计，尽可能得使反应达到更好的效果2.、实验思路：分别通过不同的药品反应制取氮气和氢气，再使两种气体充分混合，进行反应如下：n2+3h2→2nh3(g) 3、实验条件的控制：nh3的合成是一个放热的、气体总体积缩小、可逆反应。
●在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，加入铁催化剂后，降低了反应的活化能●可逆反应为使反应顺利发生，要尽量将氨气在反应发生环境中排除，使反应正向进行，●加压有利于反应发生，但是实验室条件实现困难●适宜反应的温度在500摄氏度左右二三．实验操作过程合成氨四．实验相关思考提问篇二：化工厂合成氨认识实习报告前言自本世纪20年代起，合成尿素生产经历了60多年的发展，我国60年代中期引进荷兰斯塔米卡本公司的水溶液全循环法工艺。
1986年我国小型氮肥厂碳铵改产尿素的技术改造在山东邹城等三个小型氮肥厂水溶液全循环工艺实验装置上相继获得成功。
小型尿素装置的生产呈现出产量增加，能耗降低，产品质量提高的可喜局面。
目前我国大型厂多采用的是二氧化碳气提法和溶液全循环改良c法，小型厂绝大多数采用水溶液全循环法。
水溶液全循环制尿素是指将尿素合成反应后的物料分段减压；加热使其中未反应的甲铵分解和游离氨解析出来，并逐段将氨和二氧化碳冷凝成液氨和吸收成氨基甲酸铵水溶液，用泵加压返回合成系统中去循环利用。
水溶液全循环法制尿素一般可分为：原料的压缩和净化、尿素合成、循环吸收、尾气吸收与解析、蒸发和造粒几个工序。
本次认识实习报告所分析的为年产大约在4万吨左右的小型尿素生产厂的大体流程。
由于水溶液全循环法有大概三种形式，以下做出比较分析及选择。
1、传统水溶液全循环法中，未反应物经三段分解、三段吸收，流程较长，分解消耗热能较多；分解器冷凝温度低，在吸收冷凝循环中放出的热能都需要用冷却水带走，未能得到利用，只有一段分解气的少量热量用于一段蒸发，能耗高。
人工固氮技术──合成氨学习指导-精选学习文档
人工固氮技术──合成氨学习指导1、生产原理N2、H2为反应气体，用铁做催化剂，原理方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH<0实验室与工业生产的原理都是该反应。
所用原料为N2、H2及催化剂。
生产过程中注意的问题是原料及原料气的净化、催化剂的改进。
合成氨中的废渣主要有煤渣、炭黑，废气主要是H2S、CO2等，废液主要是有毒的含氰化物和含氨的污水，都需要回收利用。
2、生产过程简析工业合成氨包括造气、气体净化、氨的合成三个阶段。
(1)、原料气的制备(即造气)由原理知，生产原料应为N2、H2。
A、N2来源于空气N2来自于空气，利用液氧、液氮沸点的不同，可将液态空气加热，蒸发分离出O2、N2，这是利用物理方法得到。
也可用化学方法，用碳消耗空气中的O2生成CO2，然后除去CO2而得到N2。
B、H2来源于水和碳氢化合物C与H2O反应生成水煤气：C+H2O(g)CO+H2CO与H2O作用生成CO2：CO+H2OCO2+H2碳氢化合物与H2O反应生成H2：CH4+H2O3H2+COCH4+2H2O4H2+CO2该方法主要是利用石油、天然气、焦炉气等含有的大量碳氢化合物，使工业废气得以充分利用。
(2)、原料气的净化工业制硫酸的过程中，就存在SO2催化氧化前对气体净化的过程，防止杂质引起催化剂中毒。
合成氨的过程会出现同样的问题，故必须除去原料气体中的杂质气体，这就是原料气的净化。
A、常见的杂质气体常混有的杂质气体有H2S、CO、CO2、O2等。
B、常见的气体净化法H2S为酸性气体杂质，可用稀氨水吸收NH3·H2O+H2S=NH4HS+H2OCO可被氧化剂氧化为CO2CO+H2O=CO2+H2CO2可用碱溶液或K2CO3等盐溶液吸收除去CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3(3)、氨的合成与分离合成氨生产的简易流程示意图为：该流程示意图涉及到NH3合成所需的原料气及高温高压、催化剂等条件，同时为利于NH3的合成，又采用冷却的方法使氨分离。
合成氨工艺实训操作手册
合成氨工艺特种作业人员实训操作手册一、灭火器选择和使用安全操作步骤（1）准备工作：检査灭火器压力、铅封、出厂合格证、有效期、瓶体、喷管。
（2）火情判断：根据火情：选择合适灭火器迅速赶赴火场；正确判断风向。
（3）灭火操作：站在火源上风口；离火源3－5m距离迅速拉下安全环；手握喷嘴对准着火点，压下手柄，側身对准火源根部由近及远扫射灭火：在干粉将喷完前（3S）迅速撤离火场，火未熄灭应继续更换操作。
（4）检查确认：检查灭火效果：确认火源熄灭：将使用过的灭火器放到指定位置：注明已使用；报告灭火情况。
（5）清点收拾工具，清理现场。
二、正压式空气呼吸器的使用安全操作步骤（1）检查准备：检查高、低压管路连接情况；检查面罩视窗是否完好及其密封周边密闭性；检査减压阀手轮与气瓶连接是否紧密；检查气瓶固定是否牢靠；调整肩带、腰带、面罩束带的松紧程度，并将正压式呼吸器连接好待用；检査气瓶充气压力是否符合标准；检查气路管线及附件的密封情況；检查报警器灵敏程度；准备工作要在S分钟之内完成。
（2）佩戴过程：解开腰带扣，展开腰垫，手抓背架两侧，将装具举过头顶，身体稍前顺，两肘内收，使装具自然滑落于背部，按正确方法背好气瓶；手拉下肩带，调整装具的上下位置，使臀部承力，调整好位置；扣上腰扣，将腰带两伸出端向测后拉，收紧腰带；松开头跟带子，将头罩翻至面窗外部，外翻头罩；一只手抓住面窗突出部位将面罩置于面部，同时，另一只手将头罩后拉罩住头部，佩戴好面罩；两手抓住颈带两端向后拉，收紧颈带；两手抓住头带两端向后拉，收紧头带；手掌心捂住面罩接口，深吸一口气，应感到面窗向面部贴紧，检查完面罩的密封性；逆时针转动瓶阀手轮（至少两圈），完全打开瓶阀；使红色旋钮朝上，将供气阀与面窗对接并逆时针转动90°，正确安装好时，可听到卡滑入闩卡槽的“咔哒”声；（3）终止使用过程：捏住下面左右两侧的颈带扣环向前拉，即可松开颈带：然后同样再松开头带，将面罩从面部由下向上脱下，然后按下供气阀上部的橡胶保护罩节气开关，关闭供气阀，面罩内应没有空气流出；御下装具；顺时针旋转瓶阀手轮，关闭瓶阀；打开冲泄阀放掉空呼器系统管路中压缩空气，等到不再有气流后，关闭冲泄阀，完成系统放气。
合成氨的操作规程
合成氨的操作规程操作规程：合成氨1. 实验目的：合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于肥料、药品和化学工业等领域。
本实验旨在通过催化剂的作用，在适当的条件下，实现氮气和氢气的催化合成，产生氨气。
2. 实验原理：合成氨的基本反应为N2 + 3H2 →2NH3，该反应需要高温和高压的催化条件。
传统工业上主要采用哈柏—博氏法来合成氨气，该法采用铁、铁锆或铁铬催化剂，在高温（350-500℃）和高压（100-250atm）的条件下进行。
3. 实验步骤及操作规程：（1）准备操作环境：a. 确保实验室内通风良好，避免氨气泄漏造成人员伤害；b. 穿戴防护设备，如防护眼镜、实验服和手套等；c. 确保实验平台清洁整洁，没有易燃和易爆物品。
（2）操作前准备：a. 检查实验设备的完整性和可用性，如反应釜、催化剂、电炉等；b. 根据实验需要，将氮气和氢气储存罐连接到反应釜上，并确保连接处严密可靠；c. 将催化剂粉末装入适量的催化剂包，装入反应釜中；d. 在反应釜上设置压力表和温度计，以监测反应压力和温度。
（3）操作步骤：a. 打开氮气源和氢气源，分别调节流量计使其在适宜范围内；b. 打开反应釜的气阀，调节进气量，使气体在一定速度进入反应釜；c. 打开电炉，调节温度使其逐渐升高到所需反应温度；d. 根据实验要求控制反应时间，一般为几小时至一天不等；e. 反应结束后，关闭电炉和气阀，断开氮气和氢气源，停止气体进入反应釜；f. 等待反应釜冷却后，将催化剂包取出，检查反应产物。
（4）实验后处理：a. 将反应釜清洗干净，并妥善保管；b. 处理反应产物，如收集氨气、检测氨气纯度等。
4. 实验安全注意事项：a. 氨气具有刺激性气味，入侵人体可造成眼睛和呼吸道刺激，应避免直接接触；b. 实验时要保持通风良好，避免氨气积聚；c. 确保催化剂包装密封良好，避免催化剂散落或泄漏；d. 高温和高压环境下操作，注意防爆和防烫伤；e. 实验后妥善处理反应产物，避免对环境造成污染。
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合成氨尿素生产过程仿真实验指导书
一、实验目的
1．通过使用合成氨尿素生产仿真软件，进一步学习合成氨和尿素生产工艺原理，熟悉工艺步骤与重要参数，了解计算机控制系统对大型化工生产过程的作用。
2．通过操作计算机进行仿真实习，初步掌握生产中开停车，正常操作，事故处理等环节的内容，了解仿真与实际控制之间的关系，培养生产安全意识。
3．通过实验学习，提高理论联系实际和严谨求实的工作作风，以及独立思考与综合解决问题的能力
二、实验原理
本软件是在某化工厂年产30万吨合成氨和52万吨尿素装置的基础上，进行仿真开发而成。
软件操作界面与实际生产所采用的DCS软件完全一致，可在仿真机上反复进行开车、停车、正常操作，事故处理等训练。
本软件具有较强交互性，提供快门设定、工况冻结、成绩评定、事故设置、报警记录等各项功能。
通过仿真实习，可以建立起对大型化工生产过程的直观概念，对于各种类型的生产参数有明确的辨识。
进行仿真实习，主要分为两个环节：（1）学习和掌握合成氨与尿素生产的全部工艺原理、工艺流程、控制系统流程、仿真操作步骤；（2）在教师指导下，上机进行仿真实习。
第一环节必须完全理解和掌握，在第二环节中，必须严格按照操作手册执行各个步骤。
三、实验仪器
普通PC机一台，打印机一台
四、实验内容与步骤
1．实验内容
合成氨生产概况
合成氨生产过程包括以下三大主要步骤：
1）制气包括气化、CO变换工序
2）净化包括硫化物脱除、CO2脱除和最终净化工序
3）压缩和合成包括压缩、氨合成工序
其过程为：原料气的硫化物脱除→一段转化→二段转化→高温变换→低温变换→CO2脱除→甲烷化→压缩→氨合成→氨
尿素生产概况
尿素的工业生产以NH3和CO2为原料，在高温、高压下进行化学反应：
2NH3+CO2CO(NH2)2+ H2O + Q
现代尿素生产均采用循环回路流程。
其过程主要包括：尿素合成、循环回收、尿液浓缩、结晶造粒四部分。
NH3、CO2→合成→分离→浓缩→结晶造粒→尿素
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仿真软件概况
仿真软件分为两大部分：合成氨生产系统仿真与尿素生产系统仿真。
合成氨生产仿真主要涉及原料气脱硫，原料气一段蒸汽转化，转化气二段转化，高温变换，低温变换，给水，炉水，蒸汽系统，脱碳，甲烷化，冷凝液回收系统，合成系统，冷冻系统等部分，尿素生产仿真涉及压缩，合成，高低压循环，浓缩，工艺冷凝液处理等部分。
软件可实现冷态开车，正常操作，停车，事故设定，操作评分等功能，操作画面与生产所用的DCS画面基本一致，仿真相似度较高。
在实验过程中，主要进行单一工段的开停车操作和正常操作，通过记忆各种工艺条件和参数，在软件说明书规定的操作步骤指导下，逐步完成各种操作，从而对合成氨和尿素生产工艺的学习起到有益的辅助作用。
2．实验步骤
（1）理论学习：强化学习合成氨和尿素生产工艺原理与流程，DCS的基本
原理，化工仿真实验的研究方法。
（2）实验预习：明确实验目的和要求，掌握实验原理和方法及内容，熟悉实验流程、测试点、控制点、操作规程。
（3）上机实验：指导教师演示上机操作步骤，说明操作调节方法。
然后学生上机，根据实验目的，按照软件操作说明的指示完成操作，通过一定时数的练习，可由指导教师进行事故处理操作。
以合成氨合成系统冷态开车操作步骤为例：
1. 投用LSH109(104-F液位低联锁)，LSH111（105-F液位低联锁）；
2. 打开SP71，把工艺气引入104-F，PIC-182设置在2.6MPa投自动；
3. 显示合成塔压力的仪表换为低量程表（现场合成塔旁）；
4. 投用124-C(现场开阀VX0015进冷却水)，123-C(现场开阀VX0016进锅炉水预热
合成塔塔壁) ,116-C(现场开阀VX0014)，打开阀VV077，VV078投用SP35(在现场合成塔底右部进口处)；
5. 按103-J复位，然后启动103-J（现场启动按钮），开泵117-J注液氨（在冷冻
系统图的现场画面）；
6. 开MIC23,HCV11,把工艺气引入合成塔105-D，合成塔充压；
7. 逐渐关小防喘振阀FIC7，FIC8，FIC14（在仿真系统中，不做考虑，不用管这
3个阀门）；
8. 开SP1付线阀VX0036均压后（一小段时间），开SP1，开SP72（在合成塔图画
面上）及SP72前旋塞阀VX0035；
9. 当合成塔压力达到1.4MPa时换高量程压力表（图1现场合成塔旁）；
10. 关SP1付线阀VX0036，关SP72及前旋塞阀VX0035，关HCV-11；
11. 开PIC-194设定在10.5MPa，投自动（108-F出口调节阀）；
12. 开入102-B旋塞阀VV048，开SP70；
13. 开SP70前旋塞阀VX0034,使工艺气循环起来；
14. 打开108-F顶MIC18阀（开度为100）；
15. 投用102-B联锁FSL85；
16. 打开MIC17进燃料气，102-B点火（按102-B右黄杠），合成塔开始升温；
17. 开阀MIC14调节合成塔中层温度，开阀MIC15，MIC16，控制合成塔下层温度；
18. 停泵117-J，停止向合成塔注液氨；
19. PICA8设定在1.68MPa投自动；
20. LICA14设定在50%投自动，LICA13设定在40%投自动；
21. 当合成塔入口温度达到反应温度380时，关MIC17，102-B熄火，同时打开阀
门HCV11预热原料气；
22. 关入102-B旋塞阀VV048，现场打开氢气补充阀VV060；
23. 开MIC13进冷激起调节合成塔上层温度；
24. 106-F液位LICA-13达50%时，开阀LCV13，把液氨引入107-F。
在认真学习操作步骤后，在计算机上通过不断熟悉各类操作画面，正式进行仿真实验，该系统具备自动评分系统，通过上位机设定，可进行自动打分。
五、实验数据记录
在仿真程序运行期间，所有操作都被程序自动记录，作为操作评分的依据，本实验无手工记录数据内容。
六、实验数据处理与结果讨论
在完成某工段的一次完整操作过程中，主要是调整控制阀开度，保证各种监控与调节参数始终保持与设定值的平衡，操作过程中的数据变化由仿真程序自带的数学模型自动实现，无需进一步处理。
对实验结果的讨论也主要在于对人机交互操作的熟练程度和对工艺流程和指标的熟练程度，讨论方式主要以课堂交流为主。
七、思考题
1．在操作过程中，主要操作画面有几类？
2．通过使用本仿真程序，能否说明DCS的主要特征？
3．控制阀开度如何调节？本软件的调节手段有哪些？
4．使用仿真软件对化工工艺课程学习有何作用？。