合成氨的发展历程是怎样的
合成氨的发展历程及煤合成氨原理

合成氨的发展历程及煤合成氨原理一、合成氨的历程1.怎样固氮——问题浮出水面氨(Amonia),分子式NH3,1754 年由英国化学家普里斯特利(J.Joseph Priestley)加热氯化铵和石灰石时发现。
1784 年,法国化学家贝托雷(C.L.Berthollet)确定了氨是由氮和氢组成的。
从那以后很长一段时间,氨的主要来源是氮化物,而氮化物的主要来源是自然界中的硝石矿产。
19 世纪以来,人类步入了现代化的历程。
随着农业的发展,氮肥的需求量在不断提高;同时随着工业的突飞猛进,炸药的需求量也在迅速增长。
1809 年,在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地;但是面对人类不断膨胀的需求,自然界的生物和矿产资源毕竟有限。
然而全世界无论何处,大气的五分之四都是氮,如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式,那么,氮是取之不尽、用之不竭的。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式,成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题,而合成氨,作为固氮的一种重要形式,也变成了19 至20 世纪化学家们所面临的突出问题之一。
2.历经磨难,终成正果——从实验室到工业生产在合成氨研究屡屡受挫的情况下,德国物理化学家F·哈伯(Fritz Haber)知难而进,对合成氨进行了全面系统的研究和实验,决心攻克这一令人生畏的难题。
1912 年在德国奥堡(Oppau)建成世界上第一座日产30t合成氨的装置,1913 年9 月9 日开始运转,氨产量很快达到了设计能力。
一百多年来无数科学家们合成氨的设想,终于得以实现。
合成氨历经磨难,终于从实验室走向了工业化,它成了工业上实现高压催化反应的一座里程碑。
由于哈伯和博施的突出贡献,他们分别获得1918、1931 年度诺贝尔化学奖金。
3.艰难的探索N2+3H2=2NH3氨的合成反应式:N2+3H2=2NH3合成氨的化学原理,写出来,不过这样一个方程式;但就是这样一个简单的化学方程式,从实验室研究到最终成功、实现工业生产,却经历了约150 年的艰难探索。
合成氨的发明历史

合成氨的发明历史
合成氨的发明历史可以追溯到19世纪。
以下是该过程中的一些重要事件:
1. 1777年,卡尔·威廉·舍勒发现了氨气体并确定了其化学性质。
2. 1828年,弗里德里希·威勒发现了一种可以通过加热铵盐生成氨气体的方法。
3. 1850年,亚历山大·贝格发现一种通过将氨气体通入水中,然后收集溶解的氨水制备氨的方法。
4. 1902年,德国化学家弗里兹·哈伯和卡尔·博世发现了一种通过将氢气和氮气在高温和高压下反应的方法制备合成氨。
5. 1913年,德国化学家卡尔·博世和阿道夫·冯·巴耳发明了一种经济实用的合成氨反应器,促进了合成氨的大规模生产。
6. 1918年,德国的伯利恒钢铁公司在合成氨工艺中使用了博世和巴耳的方法,并开始大规模生产合成氨用于生产化肥。
7. 在20世纪上半叶,合成氨成为工业生产中重要的原料之一,被广泛用于生产化肥、炸药等产品。
总的来说,合成氨的发明历程经历了数个世纪,包括了许多重要的发现和创新,最终使得合成氨成为了一种广泛应用的化学品。
合成氨的历史

合成氨的历史利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题,从第一次实验室研制到工业化投产,约经历了150年的时间。
1795年有人试图在常压下进行氨合成,后来又有人在50个大气压下试验,结果都失败了。
19世纪下半叶,物理化学的巨大进展,使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的,增加压力将使反应推向生成氨的方向;提高温度会将反应移向相反的方向,然而温度过低又使反应速度过小;催化剂对反应将产生重要影响。
当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出:氮和氢在高压条件下是能够合成氨的,并提供了一些实验数据。
法国化学家勒夏特列第一个试图进行高压合成氨的实验,但是由于氮氢混和气中混进了氧气,引起了爆炸,使他放弃了这一危险的实验。
氮气和氢气的混和气体可以在高温高压及催化剂的作用下合成氨。
但什么样的高温和高压条件为最佳?用什么样的催化剂为最好?在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。
哈伯首先进行一系列实验,他并不盲从权威,而是依靠实验来探索,终于证实了能斯特的计算是错误的。
哈伯以锲而不舍的精神,经过不断的实验和计算,终于在1909年取得了鼓舞人心的成果,这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下,能得到产率约为8%的合成氨。
8%的转化率当然会影响生产的经济效益,怎么办?哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工,并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来,这个工艺过程是可行的。
于是他成功地设计了原料气的循环工艺。
根据哈伯的工艺流程,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。
工程师们改进了哈伯所使用的催化剂,两年间,他们进行了多达6500次试验,测试了2500种不同的配方,最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂。
开发适用的高压设备也是工艺的关键,当时能受得住200个大气压的低碳钢,却害怕氢气的脱碳腐蚀。
波施想了许多办法,最后决定在低碳钢的反应管子里加一层熟铁的衬里,熟铁虽没有强度,却不怕氢气的腐蚀,这样总算解决了难题。
合成氨

要实现合成氨的工业化生产,要尽可能加快反应 速率和提高产物产率,所以必须从反应限度和反 应速率两个方面选择合成氨的反应条件
化学反应的 方向 合成氨反应 能否自发进 行 怎样能促使 化学平衡向 合成氨方向 移动
化学反应的 限度
化学反应的 速率
怎样能提 高合成氨 反应速率
适 宜 的 合 成 氨 条 件
工 艺 流 程
2.合成氨反应的限度和平衡转化率:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
在298K时,△H
=-92.4kJ/mol
△S =-198.4J/(K· mol)
1).根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反 应能否自发进行
△H-T· △S =-33.34kJ/mol 在298K时,反应可以自发进行
N2+3H2
2NH3(放热反应)
2)、温度怎么选择?
①因为正反应方向是放热的反应,所以降低温度有利 于提高平衡混合物中氨的含量。 ②可是温度越低,反应速率越小,达到平衡所需要的时 间越长,因而单位时间内产量低,因此温度也不宜太低。
③催化剂要在一定温度下效果最好。 实际生产中温度一般选择在700K (主要考虑催化剂 的活性)左右。
适宜条件: 温度: 700K (速率较快,转化率适中催化剂活性最大) 压强: 2×10 ~5×10 Pa( 20MPa---50MPa ) (有利于氨的合成,对动力、材料强度、 设备制造要求适中) 催化剂:铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂) 使反应物在较低温度下较快的进行反应。 浓度:将生成的氨及时从混合气中分离出来, 且向循环气中不断补充 N2、H2(1:2.8)。
2).利用化学平衡的知识分析什么条件有利于氨的 合成 降低温度、增大压强有利于化学平衡向生产氨的 方向移动
哈伯合成氨的工艺发展历程

哈伯合成氨的工艺发展历程
哈伯合成氨是一种将氮气和氢气反应生成氨的重要工艺。
以下是哈伯合成氨的工艺发展历程:
1. 1908年,德国化学家威廉·哈伯和卡尔·博丁发现铁与铁锰合金在高温高压下可以催化氮气和氢气的反应生成氨。
2. 1918年,德国化学家卡尔·博施发现锰和促进剂对于反应速率有显著影响,进一步改善了反应条件。
3. 1921年,德国化学家弗里茨·穆尔卡布发现钾作为催化剂可以提高氨的产率,使得该工艺在实际应用中更加可行。
4. 1923年,德国化学家克劳斯·冯·布雷克发现镁铁矿作为催化剂比铁更有效,提高了反应速率和产率。
5. 1930年代,德国化学家卡尔·博施最终确定了铁铁锰合金与钾作为最佳的催化剂组合。
6. 1940年,哈伯法工艺在德国成功实现工业化生产,并被广泛应用于合成氨的生产。
7. 后来,随着科学技术的不断发展和进步,催化剂的选择和反应条件的优化得到了进一步改良和改进,提高了合成氨工艺的效率和经济性。
合成氨工业发展史

合成氨工业发展史一、人口增加与粮食需求农业出现在12000年以前,是人类企图用增加食物供给来增强自己生存的开始。
那时的人口约1500万。
在2000 年前,由于农业的发展使人口增加到2.5亿。
到1650年,人口又增长一倍,达到5亿。
然后,到1850年世界人口就翻了一番,高达10亿,这段历程仅仅花了200 年时间。
80 年后的1930年,人口超过了20亿。
这种增长速度还未减缓,到1985年地球上供养的人数已达50亿。
如果每年以1985年人口的2%水平继续增长下去的话,到2020年的世界人口将是100亿左右。
因此限制人口的增长势在必行。
目前,人口自然增长率在世界范围内正开始下降,据美国华盛顿人口局(1997年):2000年全球人口将由目前的58 亿增至61 亿,2025 年将达68 亿。
人口局称,人口增长最快的是全球最贫困的国家。
1996 年全球58 亿人中发展中国家的人口占了47 亿,占全球人口总增长率的98%。
中国人口增长的形势也不容乐观。
根据国家统计局的统计,中国人口已于1995年2 月15 日达到12亿。
据预测,到2000 年中国人口将突破13.5亿。
显然,人类将面临日益严重的问题是给自己提供充足的食物和营养,以及从根本上限制人口增长。
估计,到20 世纪末,严重营养不良的人数将达6.5 亿。
解决问题的出路,必然需要科学的帮助,化学看来是最重要的学科之一。
它之所以重要,首先是因为它能增加食物供给,其次它能给那些有意限制人口增长的人提供可靠的帮助。
在历史上,化学曾在扩大世界粮食供应过程中起过关键作用。
这就是合成氨的发明和现代农药的使用,以及它们的工业化。
二、合成氨工业发展史20 世纪初化学家们所面临的突出问题之一,是如何为大规模利用大气中氮找到一种实用的途径。
氮化合物是肥料和炸药所必不可少的。
但在当时,这种化合物的质量最优和最大来源是智利硝石。
但智利地处南美而且远离世界工业中心;可是全世界无论何处,大气的五分之四都是氮。
合成氨发展史

合成氨发展史合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化工、医药等领域。
其发展历程可以追溯到19世纪末,经历了多个阶段的探索和突破。
19世纪末,化学家哈伯发现了一种重要的合成氨方法,即通过氨气和氮气在高温高压条件下进行催化反应。
这一方法被称为哈伯—玻什合成,成为了合成氨的主要工业方法。
然而,由于该方法需要高温高压,能耗较大,工艺复杂,限制了其规模化生产。
20世纪初,化学家卡尔·博什提出了一种新的合成氨方法,即通过将氮气和氢气通过催化剂进行反应,产生合成氨。
这一方法被称为博什—霍尔斯过程,被广泛应用于合成氨工业生产中。
博什—霍尔斯过程具有能耗低、成本低、工艺简单等优点,使得合成氨工业得以快速发展。
随着合成氨工业的兴起,合成氨的应用范围也逐渐扩大。
在农业领域,合成氨被广泛用作氮肥的主要成分,为农作物提供充足的氮源,提高农作物的产量和品质。
在化工和医药领域,合成氨则用于合成各种化学品和药物,如合成纤维、合成树脂、合成染料等。
在合成氨的发展过程中,化学家们不断探索新的合成方法和改进工艺,旨在提高合成氨的产量和质量,降低生产成本。
例如,通过改进催化剂的性能和选择合适的反应条件,可以提高合成氨的转化率和选择性,提高工业化生产的效率。
此外,还有一些新型的合成氨方法正在研究和开发中,如电解法、光催化法等,这些方法有望在未来取得突破性进展。
总结起来,合成氨的发展史可以概括为从哈伯—玻什合成到博什—霍尔斯过程的演变。
随着合成氨工业的兴起,合成氨的应用范围不断扩大,对于农业、化工、医药等领域的发展起到了重要的推动作用。
未来,合成氨的发展仍将面临挑战和机遇,需要继续进行研究和创新,以满足社会和经济的需求。
合成氨的发展历程是怎样的

合成氨的发展历程是怎样的合成氨的发展历程是怎样的在探索合成氨崎岖的道路上,它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞,而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献,并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。
后来人们把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。
1900年,法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算,认为N2和H2在高压下可以直接化合生成氨,接着,他用实验来验证,但在实验过程中发生了爆炸。
他没有调查事故发生的原因,而是觉得这个实验有危险,于是放弃了这项研究工作,他的合成氨实验就这样夭折了。
后来才查明实验失败的原因,是他所用混合气体中含有O2,在实验过程中H2和O2发生了爆炸的反应。
稍后,德国化学家能斯特通过理论计算,认为合成氨是不能进行的。
因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。
后来才发现,他在计算时误用一个热力学数据,以致得到错误的结论。
在合成氨研究屡屡受挫的情况下,哈伯知难而进,对合成氨进行全面系统的研究和实验,终于在1908年7月在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨,产率仅有2%,却也是一项重大突破。
当哈伯的工艺流程展示之后,立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界野心的德国军政要员的高度重视,为了利用哈伯,德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。
而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。
从1911年到1913年短短的两年内,哈伯不仅提高了合成氨的产率,而且合成了1000吨液氨,并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。
到1913年的第一次世界大战时,哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂,为侵略者制造了数百万吨炸药,因而导致并蔓延了这场殃祸全球的世界大战。
这就是第一次世界大战德国为什么能够坚持这么久的不解之谜谜底。
当事实真相大白于天下时,哈伯爱到了世界各国科学家的猛烈抨击,尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时,更激起世界人民的愤怒。
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合成氨的发展历程是怎样的在探索合成氨崎岖的道路上,它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞,而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献,并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。
后来人们把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。
1900年,法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算,认为N2和H2在高压下可以直接化合生成氨,接着,他用实验来验证,但在实验过程中发生了爆炸。
他没有调查事故发生的原因,而是觉得这个实验有危险,于是放弃了这项研究工作,他的合成氨实验就这样夭折了。
后来才查明实验失败的原因,是他所用混合气体中含有O2,在实验过程中H2和O2发生了爆炸的反应。
稍后,德国化学家能斯特通过理论计算,认为合成氨是不能进行的。
因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。
后来才发现,他在计算时误用一个热力学数据,以致得到错误的结论。
在合成氨研究屡屡受挫的情况下,哈伯知难而进,对合成氨进行全面系统的研究和实验,终于在1908年7月在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨,产率仅有2%,却也是一项重大突破。
当哈伯的工艺流程展示之后,立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界野心的德国军政要员的高度重视,为了利用哈伯,德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。
而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。
从1911年到1913年短短的两年内,哈伯不仅提高了合成氨的产率,而且合成了1000吨液氨,并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。
到1913年的第一次世界大战时,哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂,为侵略者制造了数百万吨炸药,因而导致并蔓延了这场殃祸全球的世界大战。
这就是第一次世界大战德国为什么能够坚持这么久的不解之谜谜底。
当事实真相大白于天下时,哈伯爱到了世界各国科学家的猛烈抨击,尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时,更激起世界人民的愤怒。
人工合成氨实验的成功令人欢欣鼓舞,它对工业、农业生产和国际科技的重大意义是不言而喻的,但对三位杰出的科学家而言则是黑色的“水门事件”。
1949年前,全国仅在南京、大连有两家合成氨厂,在上海有一个以水电解法制氢为原料的小型合成氨车间,年生产能力共为46kt氨。
中华人民共和国成立以后,合成氨的产量增长很快。
为了满足农业发展的迫切需要,除了恢复并扩建旧厂外,50年代建成吉林、兰州、太原、四川四个氨厂。
以后在试制成功高压往复式氮氢气压缩机和高压氨合成塔的基础上,于60年代在云南、上海、衢州、广州等地先后建设了20多座中型氨厂。
此外,结合国外经验,完成“三触媒”流程(氧化锌脱硫、低温变换、甲烷化)氨厂年产50kt的通用设计,并在石家庄化肥厂采用。
与此同时开发了合成氨与碳酸氢铵联合生产新工艺,兴建大批年产5~20kt氨的小型氨厂,其中相当一部分是以无烟煤代替焦炭进行生产的。
70年代开始到80年代又建设了具有先进技术,以天然气、石脑油、重质油和煤为原料的年产300kt氨的大型氨厂,分布在四川、江苏、浙江、山西等地。
1983、1984年产量分别为16770kt、18373kt(不包括台湾省),仅次于苏联而占世界第二位。
现在已拥有以各种燃料为原料、不同流程的大型装置15座,中型装置57座,小型装置1200多座,年生产能力近20Mt氨。
目前,中国是世界上最大的化肥生产和消费大国,合成氨年生产能力已达4222万吨。
但合成氨一直是化工产业的耗能大户。
6月7日~8日,全国合成氨节能改造项目技术交流会在北京召开,明确了“十一五”期间合成氨节能工程在降耗、环保等方面要达到的具体目标。
会议根据“十一五”期间《合成氨能量优化节能工程实施方案》规划,确定的这一重点节能工程的目标是:大型合成氨装置采用先进节能工艺、新型催化剂和高效节能设备,提高转化效率,加强余热回收利用;以天然气为原料的合成氨推广一段炉烟气余热回收技术,并改造蒸汽系统;以石油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然气替代原料油改造;中小型合成氨采用节能设备和变压吸附回收技术,降低能源消耗。
煤造气采用水煤浆或先进粉煤气化技术替代传统的固定床造气技术。
到2010年,合成氨行业节能目标是:单位能耗由目前的1700千克标煤/吨下降到1570千克标煤/吨;能源利用效率由目前的42.0%提高到45.5%;实现节能570万~585万吨标煤,减少排放二氧化碳1377万~1413万吨。
据了解,十多年来,我国合成氨装置先后经过油改煤、煤改油、油改气和无烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造,先后在烃类蒸汽转化工段、变换工段、脱碳工段、控制系统等进行了数十项大型改造。
其中造气炉、炉况监测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。
但是,由于装置原料路线、资源供应、运输、资金与技术成熟度等诸多方面原因,合成氨节能技术改造的效果始终未能达到预期目标。
到2004年底,合成氨单位能耗平均为1700千克标煤/吨,吨氨平均水平与国际先进水平相差600~700千克标煤。
据了解,合成氨节能改造项目的具体实施由中国化工节能技术协会负责。
合成氨工艺流程合成氨是以碳氨为主要原料, 我司可承包的合成氨生成成套项目, 规模有4×104 吨/年, 6×104 吨/年, 10×104 吨/年, 30×104 吨/年, 其产品质量符合中国国家标准.1. 工艺路线:以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气-> 半水煤气脱硫-> 压缩机1,2工段-> 变换-> 变换气脱硫->压缩机3段-> 脱硫->压缩机4,5工段-> 铜洗-> 压缩机6段-> 氨合成-> 产品NH3采用甲烷化法脱硫除原料气中CO. CO2 时, 合成氨工艺流程图如下:造气->半水煤气脱硫->压缩机1,2段->变换-> 变换气脱硫-> 压缩机3段->脱碳-> 精脱硫->甲烷化->压缩机4,5,6段->氨合成->产品NH32. 技术指标:(1) 原料煤: 无烟煤: 粒度15-25mm 或25-100mm固定75%蒸汽: 压力0.4MPa, 1-3MPa(2) 产品: 合成氨:氨含量(99.8%)残留物含量(0.2%)3. 消耗定额: ( 以4×104 吨/年计算)(1) 无烟煤( 入炉) : 1,300kg(2) 电: 1,000KWH( 碳化流程), 1,300KWH( 脱碳流程)(3) 循环水: 100M3(4) 占地: 29,000M24. 主要设备:(1) 造气炉(2) 压缩机(3) 铜洗(4) 合成塔合成氨原料路线选择的探讨1.从合成氨工业的发展和资源与技术路线的关系对路线选择分析1.1何谓合成氨合成氨就是用氢元素去固定氮元素,即:N2+H2生成 2NH3。
N2+H2称原料气,没有固定的氮是一种惰性氮,不具有活性,无法利用。
因此,合成氨技术也称固氮技术。
氮的来源于空气,别无选择。
氮以何种方式进入原料气,因工艺路线不同而有区别。
氢的来源则来自于C或CmHn与H2O(蒸汽)的反应而获得,也就是说制氢的原料是C或CmHn及H2O。
这就形成了固体原料,液体原料、气体原料之分。
其中固体原料:焦炭、煤(无烟煤、烟煤、褐煤等)液体原料:重油、渣油、石脑油等。
气体原料:焦炉气、天然气、石油炼厂气1.2我国合成氨的发展历史解放前,我国仅2套合成氨装臵:大连及南京各一套,规模不大,以军工为目的,均以焦炭为原料。
解放后,兴建一批,例如:吉林、太原等为代表以焦炭为原料的合成氨和以四川为代表的以天然气为原料的合成氨厂。
大跃进年代,中国科学家侯德榜博士率工程技术人员进行了合成氨工艺装臵的研究、定型、推广并首创碳铵流程小合成氨厂。
六十年代,全国1500余家,几乎县县小化肥;原料路线,因地制宜,四川以天然气为主,如成都化肥厂、大邑化肥厂等;但绝大部份是以无烟煤、碳化煤球为原料;但毕竟规模太小,经历了生与死的考验,经过技改、扩能,大多数厂家过了经济关,存活下来,但仍是原来的原料路线。
六十年代至七十年代初,国内引进美国Kellogg(凯洛格)公司13套以天然气为原料的合成氨装臵配54万吨尿素,从根本上提升了中国化肥工业的技术和产能。
七十年代的中期,中国石油工业发展,又出现了一批国产化的以轻质油(石脑油)为原料的合成氨、甲醇厂。
随着石油化工的发展,石脑油为原料的资源越来越贫,而相应的厂家则没法生存。
八十年代,石油炼油发展迅速,提供大量的重油、渣油。
以重油为原料的卅万吨合成氨厂建了十余个,包括新疆、镇海、兰州、南京、大连、锦州等。
当时做可研报告时,重油价格仅为45元/吨。
随着炼油技术提高,重油资源越来越少,现在重油、渣油的价格已达1800——2000元/吨,以重油为原料的厂家几乎全部亏损,不得不选择改头。
以上冗长的阐述只想说明,在中国工业经济结构和工业技术条件的前提下,很难选择一条原料路线和工艺永恒正确,只能说在一个相当长的时间内能健康生存。
2.几种工艺路线的比较2.1流程比较不同原原料采用不同的工艺路线,大致流程如下:2.1.1以油为原料的工艺路线(省略)2.1.2以天然气为原料的流程简图该流程以Kellogg(凯洛格)技术为核心技术,工艺流程、技术均成熟可行,成达公司在Kellogg(凯洛格)的基础上、在甲烷转化方面又有所改进,属于安全、经济、清洁性生产流程。
2.1.3以无烟煤、焦炭、碳化煤球为原料的固定层间歇式发生炉的工艺流程简图该流程被国内煤、焦炭为原料的企业所用。
中、小化肥厂基本采用此工艺流程,但消耗高、环境恶劣、现已不宜采用。
2.1.4近几年开发的以烟煤、褐煤为原料的连续气化炉的工艺流程简图物、二氧化碳,液氮洗涤一氧化碳。
以上气化部分仅是典型流程,具体又分为德士古水煤浆流程、Shell(壳牌)煤粉气化、鲁奇炉气化、温克勤(Winkler)气化、科柏斯----托切克(K-T)以及国产的灰熔聚气化炉。
该流程工艺技术仍不够成熟,仍在试验摸索阶段,风险较大。
2.2几种流程的投资比较几种流程装臵相比,天然气装臵的投资最省。
天然气装臵的投资远比煤头装臵低,如果15万吨天然气为原料的合成氨装臵固定投资为2.81亿,同等规模的投资大致如下:天然气装臵: 2.81亿固定层煤装臵: 4.5亿连续气化装臵: 6--6.5亿2.3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。