化工合成氨工艺原理及流程分析(ppt 34页)
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合成氨工艺简介课件
数据分析与优化
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
感谢您的观看
THANKS
合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
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THANKS
合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
化学工艺学课件合成氨工艺30页PPT
生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
合成氨PPT演示文稿
净 化
合 成
分 离
液氨
合成氨的实地照片
(五)合成氨工业的发展
阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
小结：
工业合成氨:
(1)原理: (2)条件: (3)生产过程: (4)三废处理:
练习：
１．合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得， 其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率 的是（ Ｃ ） A．增大压强 B．降低温度 C．增大水蒸气浓度 D．加催化剂
催化剂
CH4+2H2O===4H2+CO2
催化剂
(四)工业合成氨的四个生产过程:
想一想:制取原料气的过程中常混有 CO,CO2 和H2S 的气体杂质有__________
四个生产过程:
造气, 净化，合成，分离
(五)工业合成氨的工业流程:
(五)工业合成氨的工业流程:
1、用图式表示合成氨的流程：
原料气 的制取
N2(g) + 3H2(g)
高温高压
催化剂
2NH3 (g) (放热)
(三)工业合成氨的原料选择
思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里?
N2主要来源于空气 ____ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于水和碳氢化合物 ____ C+H2O===CO+H2
CH4+H2O===3H2+CO
２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨 的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其 先后顺序为（ Ｂ） A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当 人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。 然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ====
合成氨工段生产工艺(PPT课件)
3.1合成氨定义 氨合成反应在较高压力和催化剂存在的 条件下进行。 N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol
8
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 热力学计算表明，低温、高压对合成氨 反应是有利的。当采用铁催化剂时，由 于改变了反应历程，降低了反应的活化 能，使反应以显著的速率进行。
9
3/合成氨催化剂
2015
合成氨生产工艺
1
目录
1 氨的性质 2 合成氨工业产品的用途 3 合成氨催化剂 4 合氨的生产设备成 5 合成氨的生产工艺
2
1/氨的性质
氨的性质
分子式NH3，无色气体,有刺激性 恶臭味，熔点-77.7℃。沸点33.35℃。 蒸气与空气混合物爆炸极限16～ 25%(最易引燃浓度17%)
•液 态 氨 将 侵 蚀 某 些 塑 料 制 品 , 橡 胶和涂层。
14
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
对于合成氨反应中的铁催化剂：O2、CO、 CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。这 种中毒是暂时性中毒：利用纯净的氢、 氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化 剂的活性又能恢复。
15
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
含P、S、As的化合物则可使铁催 化剂永久性中毒。催化剂中毒后， 往往完全失去活性。
3
2/合成氨工业产品的用途
氨气用途
工业上用氨气来通过氧化制造硝 酸，而硝酸是重要的化工原料。
还可以制造化肥。
氨水用途
广泛应用于实验室、军事、制药 工业、纱罩业
4
2/合成氨工业产品的用途
氨水的用途
1
军事
作为一种碱性 消毒剂，用倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
18
8
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 热力学计算表明，低温、高压对合成氨 反应是有利的。当采用铁催化剂时，由 于改变了反应历程，降低了反应的活化 能，使反应以显著的速率进行。
9
3/合成氨催化剂
2015
合成氨生产工艺
1
目录
1 氨的性质 2 合成氨工业产品的用途 3 合成氨催化剂 4 合氨的生产设备成 5 合成氨的生产工艺
2
1/氨的性质
氨的性质
分子式NH3，无色气体,有刺激性 恶臭味，熔点-77.7℃。沸点33.35℃。 蒸气与空气混合物爆炸极限16～ 25%(最易引燃浓度17%)
•液 态 氨 将 侵 蚀 某 些 塑 料 制 品 , 橡 胶和涂层。
14
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
对于合成氨反应中的铁催化剂：O2、CO、 CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。这 种中毒是暂时性中毒：利用纯净的氢、 氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化 剂的活性又能恢复。
15
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
含P、S、As的化合物则可使铁催 化剂永久性中毒。催化剂中毒后， 往往完全失去活性。
3
2/合成氨工业产品的用途
氨气用途
工业上用氨气来通过氧化制造硝 酸，而硝酸是重要的化工原料。
还可以制造化肥。
氨水用途
广泛应用于实验室、军事、制药 工业、纱罩业
4
2/合成氨工业产品的用途
氨水的用途
1
军事
作为一种碱性 消毒剂，用倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
18
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
合成氨工艺流程课件
合成氨工艺流程课件一、氨的分子结构和性质氨（NH₃）是一种无机化合物，由氮元素和氢元素组成。
它的分子结构是由一个氮原子和三个氢原子组成的四边形结构。
氨的分子量是17，它的液体形式在常温下存在，并且具有强烈的刺激性气味。
氨是一种碱性物质，可以与酸反应生成铵盐。
它还可以作为有机化合物的碱催化剂，在许多化学反应中起到关键作用。
二、合成氨的原料和反应合成氨的主要原料是氢气和氮气。
首先，氢气和氮气在高温高压下进行反应，生成氨和水。
这个反应是一个可逆反应，可以通过改变温度和压力来调节反应速率和产物比例。
三、合成氨的工艺流程合成氨的工艺流程主要包括以下步骤：1.反应前：原料氢气和氮气要进行预处理，如净化、加压等，以保证反应所需的质量和压力。
2.反应中：在高温高压条件下，氢气和氮气发生合成反应生成氨和水。
这个过程需要严格的温度和压力控制，同时需要避免催化剂的中毒和失活。
3.反应后：生成的氨和水通过分离和精制，得到高纯度的氨产品。
同时，未反应的氢气和氮气可以进行循环利用，降低能源消耗。
四、催化剂和反应条件合成氨的反应是在催化剂的作用下进行的，催化剂可以降低反应的能量障碍，提高反应速率。
常用的催化剂是铁催化剂，但是催化剂的活性受到反应温度、压力、原料质量等多种因素的影响。
反应温度和压力也是影响合成氨反应的重要因素。
在一定范围内，提高温度和压力可以提高反应速率和产物浓度。
但是，过高的温度和压力会增加能源消耗和设备负担，甚至可能造成安全事故。
因此，在合成氨工艺流程中，要根据实际情况选择适宜的反应温度和压力。
五、氨分离和循环利用氨的分离方法主要有冷凝法和化学吸收法。
冷凝法是通过冷却将氨从混合气体中冷凝下来，然后进行分离。
化学吸收法是利用化学试剂与氨反应，将氨从混合气体中吸收下来，然后进行分离。
两种方法都有各自的优缺点，要根据实际情况选择适合的分离方法。
未反应的氢气和氮气可以进行循环利用，降低能源消耗。
在循环利用过程中，需要对氢气和氮气进行净化处理，以去除杂质和恢复催化剂的活性。
合成氨生产工艺讲义ppt课件
接下去的中温变换和低温变换（简称中变 和低变），各自在不同的温度下使气体中的 CO与水蒸气反应，生成等量的CO2和H2,从 而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。这 个反应叫做变换反应。
以上转化工序和变换工序构成了合成氨装 置的造气系统，制出了合成氨所用的粗原料 气，主要成分是H2和CO2
粗原料气进入脱碳工序，在这里用一种 MDEA溶液把气体中的CO2吸收掉，随后又使溶 液加热并减压，把CO2释放出作为副产品。溶液 循环使用。 来自脱碳的工艺气，首先按氢氮比约为3：1 配入来自空分的氮气，然后进入甲烷化工序，把 工艺气中残余的少量CO2和CO经甲烷化反应变 成水蒸气和CH4。水蒸气经过冷凝排出，而CH4 对后续工序是无害的惰性气体。 脱碳和甲烷化合称净化，即把粗原料气净化 为合成氨所需要的纯净的氢氮混合气。
156
300
500
500
1500
五、本装置生产规模（设计值）
合成氨产能 年操作时间 年操作时数 12万吨/年 333天 8000小时 （小时产量15吨）
（日产量360.36吨）
第二节
本装置合成氨工艺全流程、装置特点和催化 剂知识简介 一、本装置合成氨工艺全流程方块示意图如 下：
说明： 来自焦化装置的焦炉气送入合成氨装置界区后， 首先经过电捕焦油器和脱硫工序，脱除焦炉气中 的焦油、尘及硫化物后，送至转化工序。在这过 程中，焦炉气用焦炉气压缩机压缩3.75Mp（G）。 压力3.75Mpa（G）焦炉气送入转化工序，先进 入饱和塔被工艺水饱和增湿，然后经加热炉，再 进入转化炉，在此引入来自空分的氧气。氧气在 炉内燃烧掉一部分CH4，放出热量供转化反应。 出转化炉的焦炉气中残余的CH4已经很少了。
化工工艺学课件合成氨
反应器
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
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2022/3/23
合成氨流程简介-32
2
2022/3/23
合成氨流程简介Biblioteka 323一、原料气压缩和脱硫
原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51×105Pa，温度加热至 390℃，进入钴-钼加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫， 然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。
2022/3/23
氧化锌 是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除 噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高， 可将出口气中硫含量降至0.1PPm以下。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
17
3．原料气的一段蒸汽转化
经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1PPm以下，与水蒸汽混合后进行转 化反应，生成氢气和CO （CO 将在下一变化工序中去除）：
2022/3/23
合成氨流程简介-32
12
十、氢回收
经氨回收后的气体进入分子筛干燥器，将气体中的NH3，H2O彻 底清除，然后送入冷箱，CH4、Ar、部分N2液化为液体与未液 化的氢气进入分离器，氢气被富集为富氢气，送往合成气压缩 机循环段入口。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
13
十一、氨的贮存
2022/3/23
合成氨流程简介-32
11
九、氨回收
合成驰放气入吸收塔底部，被水吸收，吸收后气体中含氨量为 0.02％，大部分气体送往氨冷器冷却后送氢回收装置。
氨吸收塔底部流出的氨水，经加热后入汽提塔，从汽提塔顶蒸出 的气氨在冷凝器中冷凝为液氨。
汽提塔底流出的氨水浓度为0.1％经冷却后分别送往吸收塔作吸收 剂循环使用。
再生溶液（贫液）从再生塔底部流出 ，经溶液泵升压后分两路（顶部和中 部）送入吸收塔。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
7
五、甲烷化
来自吸收塔顶的脱碳气， 进入甲烷化炉反应，从炉 底流出进入热交换器冷却 ，甲烷化气中（CO+ CO2 ）小于10ppm。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
8
六、合成气的压缩
甲烷化后的工艺气进入合成气压缩 机低压缸、高压缸压缩到101×105Pa ，冷却到40℃后入第一氨冷器冷却 至5℃，与一氨冷出口的循环气在管 路中汇合，进入二氨冷降温到-10℃ ，此时大部分气氨被冷凝。
出循环段的气体经热交换器升温后 进入合成塔。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
9
七、氨的合成
压力104×105Pa、温度239℃、氨含量 4.12％的循环气，流经合成塔在铁催化 剂上进行合成反应。
出塔气的压力为100×105Pa，414℃，氨 含量16.3％入废热锅炉回收热量，部分 气氨在换热器内冷凝为液氨，然后合成 气再进入一氨冷，然后与新鲜气汇合成 为循环气，形成合成循环回路。
2022/3/23
合成氨流程简介-32
6
四、脱碳
低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸 收气体中CO2含量降到0.4％，再经上 塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO2 含量0.1％工艺气去甲烷化工序。
吸收塔底流出富液，经水力透平做功 后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出 水蒸汽和CO2，然后向下流经再生塔 四层填料。
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八、冷冻
来自一氨冷、二氨冷及气体冷却器的气氨分别进入 冰机，经压缩后与从氨闪蒸槽来的气氨相汇合，进 入二段压缩至15.6×105Pa，100℃，经水冷器冷却 至40℃后，气氨液化为液氨入氨收集器，再入氨闪 蒸槽、产品氨加热器与来自闪蒸槽的冷氨进行交换 使之冷却过冷至13℃，重新作为冷冻剂送往第一、 二氨冷装置，构成冷冻循环回路。
本装置设有两台球型氨罐，每个贮存量为2500吨， 操作压力与温度分别为3.8×105 Pa和 3℃。
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转化工段
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1.天然气蒸汽转化工艺流程
天然气
预热器
脱硫
空 气
预热
蒸 预热
汽
蒸 汽
去 变 废热锅炉 换
二段转化
一段转化
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4．转化气的二段转化
为了进一步转化，需要更高的温度。在二段炉中加入预热后的空 气，利用H2和O2的燃烧反应，产生高热，促使CH4进一步转化。
30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介
2010.10
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本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合 成氨1000吨（年产30万吨）缩微仿真模型。整个装置主要包括
（1）天然气脱硫与压缩； （2）工艺空气压缩； （3）天然气蒸汽转化； （4）CO变换； （5）CO2脱除； （6）甲烷化； （7）合成气压缩； （8）氨合成； （9）冷冻； （10）氨回收； （11）氢回收
CH4+H2O ＝ CO+3H2 CnH2n+2+nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2 由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。
在实际生产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。 在一段炉中 ，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行
转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度 控制在800℃左右。
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二、转化
经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段 蒸汽转化，转化气温度在983℃左右，残余CH4在0.9％ 以下入废热锅炉回收工艺气热量。
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三、变换
工艺气温度降为370℃左 右进入铁铬系催化剂的 高温变换炉顶部，从底 部流出高变气温度降为 204℃再入低温变换炉。 低温变换在铜锌系催化 剂中进行反应，CO含量 降到0.36％。
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2. 原料气脱硫
天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而 不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须 尽可能地除去原料气中的各种硫化物。
加氢转化 指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机 硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利 于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷 氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。