合成氨工段生产工艺
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2015
合成氨生产工艺
目录
1 2 3 4 5
氨的性质
合成氨工业产品的用途 合成氨催化剂 合氨的生产设备成 合成氨的生产工艺
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。
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 内件外有保温层，操作时进塔的冷气体流 过内、外筒间的环隙，从而避免外筒温度 过高。 外筒只承受高压，可用低合金高强度钢制 作。内件虽然是在高温下操作，但是只承 受氨合成塔进出口的压力差。
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 为了使进氨合成塔的气体能加热到反应温 度，同时又能冷却反应后气体，在塔内还 设有换热器。换热器有列管式、螺旋板式 和波纹板式，其中以列管式采用最多。
3
医药 用稀氨水医治 晕倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
4
其它 也用作洗涤剂、 中和剂、生物 碱浸出剂
合成氨工艺流程图
3/合成氨催化剂
3.1合成氨定义 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在
催化剂的作用下合成氨。
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整 个合成氨生产过程的核心部分。
3/合成氨催化剂
4/合成氨生产设备
4.1 合成压缩机
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 氨合成塔是在高压、高温下用来使氮气和 氢气发生催化反应进行氨合成的设备。 现在工业上氨合成是在压力 15.2~30.4MPa、温度 400~520℃下进行 的，为防止高压、高温下氢气对钢的腐蚀， 氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒 体耐高温的内件组成。
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
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，用于 消毒沙林类毒 剂。
2
有机工业 用作胺化剂， 生产热固性酚 醛树脂的催化 剂
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的 氨。
FexNH2+[H]→FexNH3xFe+NH3
3/合成氨催化剂
3.3催化剂的寿命 催化剂在使用过程中，其活性从小到大， 逐渐达到正常水平，接着，催化剂活性 在一段时间里保持稳定，然后再下降， 一直到衰老而不能再使用。
wk.baidu.com
3/合成氨催化剂
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
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。
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化 学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
xFe+N2→FexN
3/合成氨催化剂
3.2催化机理
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面
上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步 生成—NH、—NH2和NH3
3/合成氨催化剂
3.2催化机理
FexN+[H]→FexNH
FexNH+[H]→FexNH2
5/合成氨生产工艺
4.2 合成塔
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。
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。
合成氨生产工艺
目录
1 2 3 4 5
氨的性质
合成氨工业产品的用途 合成氨催化剂 合氨的生产设备成 合成氨的生产工艺
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。
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 内件外有保温层，操作时进塔的冷气体流 过内、外筒间的环隙，从而避免外筒温度 过高。 外筒只承受高压，可用低合金高强度钢制 作。内件虽然是在高温下操作，但是只承 受氨合成塔进出口的压力差。
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 为了使进氨合成塔的气体能加热到反应温 度，同时又能冷却反应后气体，在塔内还 设有换热器。换热器有列管式、螺旋板式 和波纹板式，其中以列管式采用最多。
3
医药 用稀氨水医治 晕倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
4
其它 也用作洗涤剂、 中和剂、生物 碱浸出剂
合成氨工艺流程图
3/合成氨催化剂
3.1合成氨定义 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在
催化剂的作用下合成氨。
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整 个合成氨生产过程的核心部分。
3/合成氨催化剂
4/合成氨生产设备
4.1 合成压缩机
4/合成氨生产设备
4.2 合成塔 氨合成塔是在高压、高温下用来使氮气和 氢气发生催化反应进行氨合成的设备。 现在工业上氨合成是在压力 15.2~30.4MPa、温度 400~520℃下进行 的，为防止高压、高温下氢气对钢的腐蚀， 氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒 体耐高温的内件组成。
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
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，用于 消毒沙林类毒 剂。
2
有机工业 用作胺化剂， 生产热固性酚 醛树脂的催化 剂
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的 氨。
FexNH2+[H]→FexNH3xFe+NH3
3/合成氨催化剂
3.3催化剂的寿命 催化剂在使用过程中，其活性从小到大， 逐渐达到正常水平，接着，催化剂活性 在一段时间里保持稳定，然后再下降， 一直到衰老而不能再使用。
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3/合成氨催化剂
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
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。
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化 学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
xFe+N2→FexN
3/合成氨催化剂
3.2催化机理
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面
上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步 生成—NH、—NH2和NH3
3/合成氨催化剂
3.2催化机理
FexN+[H]→FexNH
FexNH+[H]→FexNH2
5/合成氨生产工艺
4.2 合成塔
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。
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。