合成氨工艺
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。
合成氨工艺
合成氨工艺————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：合成氨工艺流程(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
①一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下：CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。
因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
②脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程在200MPa的高压和500℃的高温和催化剂作用下，N2+3H2====2NH3,经过压缩冷凝后，将余料在送回反应器进行反应，合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料生产方法生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
①天然气制氨。
天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。
以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。
重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。
空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤（焦炭）制氨。
随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。
液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。
液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运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。
化工工艺学合成氨知识点总结
化工工艺学合成氨知识点总结一、合成氨的定义和应用合成氨是一种无色气体，化学式为NH3，具有强烈的刺激性气味。
合成氨广泛应用于农业、化工和医药等领域。
在农业中，合成氨作为氮肥的主要成分，用于提高作物产量；在化工中，合成氨用于制备尿素、硝酸等化工产品；在医药中，合成氨用于制备药物原料和医疗设备。
二、合成氨的制备方法1. 海勃基法：通过合成氢气和氮气的混合气体，经过高温高压的反应，生成合成氨。
该方法具有反应效率高、产品纯度高的优点，但设备复杂、生产成本较高。
2. 卡斯纳赫法：通过在催化剂的作用下，使氮气和氢气发生反应生成合成氨。
该方法具有反应速度快、催化剂使用量少的特点，但合成氨的纯度较低。
3. 氨合成过程：氨合成是一种重要的合成氨方法，其主要步骤包括氮气和氢气的吸附、氢气的解离、氮气和氢气的氧化反应、氮气和氢气的反应等。
三、合成氨工艺流程1. 氢气制备：通过甲烷重整反应或气化反应，将天然气或煤制气产生的合成气转化为氢气。
2. 氮气制备：通过空分设备或压缩空气制氮设备，将空气中的氮气分离出来。
3. 氢气和氮气的混合：将制备好的氢气和氮气按照一定的比例混合。
4. 反应器反应：将混合气体送入反应器中，在催化剂的作用下进行氨合成反应。
5. 分离和纯化：将反应产生的氨气通过冷凝和吸附等分离技术，去除杂质，提高氨的纯度。
6. 储存和运输：将纯净的合成氨储存于气体储罐中，通过管道或压缩瓶等方式进行运输。
四、合成氨工艺的优化和改进1. 催化剂的研发与改进：不断研发新型催化剂，提高反应速率和选择性，降低能耗和催化剂使用量。
2. 反应条件的优化：通过调节反应温度、压力和气体比例等参数，优化反应条件，提高合成氨的产率和纯度。
3. 能源利用的改进：采用新型的能源供应方式，如使用太阳能、风能等可再生能源，减少对传统能源的依赖。
4. 废气处理的改进：对于合成氨生产中产生的废气进行处理，减少对环境的污染。
5. 生产工艺的改进：通过改进工艺流程和设备结构，提高生产效率，降低生产成本。
合成氨典型工艺流程及特点
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合成氨的典型工艺流程主要包括以下六个步骤：1. 原料气制备，原料气主要包括氢气和氮气。
合成氨各工序工艺详细流程
合成氨各工序工艺详细流程
一、蒸汽炒烧式合成氨工艺
1、反应原料预处理及收集：以天然气为反应原料进行洁净预处理，将其中的硫氢离子捕集处理；
2、冷凝：利用空冷凝器将原料液冷凝后进入反应釜；
3、蒸汽炒烧：将原料液放入釜中增温，增温到某个温度时，将蒸汽灌进反应釜并炒烧反应；
4、气-液回收：将反应釜中产生的氰气和氨气经过冷凝式压缩凝结回收；
5、洗涤液回收：将氰气和氨氧化后产生的洗涤液回收处理；
7、回收固体：将反应釜中凝聚的氯化磷等固体物质回收并进行进一步处理；
二、NH3-NH3-N2反应式氨的制备
1、原料准备：准备碘化氨、碳氢气、氮气等原料进行反应；
2、液-液混合：将碳氢气、碳氢气、氮气和碘化氨通过特定设备混合液化；
3、反应：将液态原料放入反应器中，加热反应工艺，由气相催化剂催化反应，化学反应过程中产生的氨收集回收；
4、冷凝：将反应后的气体回收到冷凝器中，通过冷凝介质冷凝凝结；
5、收集：将氨从冷凝罐中收集。
合成氨生产的三个过程
合成氨生产是一个复杂的过程，包括三个主要阶段：原料气制备、净化、氨的合成。
以下是每个阶段的详细描述：一、原料气制备合成氨生产的第一步是制备原料气，即氮气和氢气的混合气体。
这个过程通常使用天然气或煤作为原料。
天然气蒸汽转化法：天然气的主要成分是甲烷，通过蒸汽转化反应，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气。
然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。
煤为原料：以煤为原料时，首先通过气化炉将煤转化为煤气，煤气中含有大量的氢气和一氧化碳。
然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。
二、净化在合成氨生产中，原料气需要经过净化处理，以除去其中的杂质。
脱硫：硫化物是原料气中的主要杂质之一，必须将其除去。
通常使用催化剂或化学吸收剂将硫化物转化为硫化氢，然后通过酸碱洗涤法将其除去。
脱碳：一氧化碳是原料气中的另一种杂质，它会对氨的合成反应产生不利影响。
通过使用催化剂或化学吸收剂将一氧化碳转化为二氧化碳，然后通过碱洗法将其除去。
氢气提纯：经过脱硫和脱碳处理后，原料气中的氢气纯度仍然不够高。
因此，需要进行氢气提纯，通常使用变压吸附或低温分离等方法将氢气纯度提高到99%以上。
三、氨的合成经过净化的原料气进入氨的合成阶段。
合成反应：在高温高压下，氮气和氢气在催化剂的作用下反应生成氨气和水蒸气。
这个反应是放热反应，需要控制温度和压力以确保反应的顺利进行。
气体分离：合成反应完成后，气体混合物需要进行分离。
通常使用冷凝法将水蒸气冷凝成液体水，然后通过蒸馏法将氨气从气体中分离出来。
氨的精制：经过气体分离后得到的氨气可能含有其他杂质，如硫化氢、二氧化碳等。
因此，需要进行氨的精制，通常使用化学吸收法或物理吸附法将杂质除去，以提高氨的纯度。
产品储存和运输：经过精制后的氨可以储存在专门的储罐中，也可以通过管道输送到下游用户。
在储存和运输过程中，需要注意安全措施，防止泄漏和事故发生。
总之，合成氨生产是一个复杂的过程，包括原料气制备、净化和氨的合成三个主要阶段。
合成氨工艺流程详解
合成氨工艺流程详解
《合成氨工艺流程详解》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于生产化肥、燃料和塑料等。
合成氨工艺是通过Haber-Bosch过程进行的，下面将详细介绍合成氨工艺的流程。
1. 原料准备
合成氨的主要原料是氮气和氢气。
氮气来自空气分离，而氢气通常是通过天然气蒸汽重整来生产。
这两种气体经过先进的处理和净化，保证了反应过程的纯净度和稳定性。
2. 催化剂制备
合成氨的制备需要采用催化剂，通常是铁或钴等金属催化剂。
这些催化剂需要经过一系列特殊的处理和制备工艺，以保证其表面活性和稳定性，从而提高反应的效率和产率。
3. 氮氢气混合
经过处理和净化后的氮气和氢气被混合到一定的比例，通常是3:1的比例。
这样的混合气体通过加热和压缩，使得反应物具备更高的能量和活性，有利于反应的进行。
4. 催化反应
混合气体经过预热后进入反应器，反应器内填充着催化剂，以提供表面反应条件。
在高温和高压下，氮气和氢气发生催化反应，生成合成氨。
这个反应过程是一个放热反应，所以需要控制反应温度和排放反应热。
5. 分离和提纯
产生的混合气体经过冷却后进入分离装置，将产生的合成氨和未反应的氮氢气体进行分离。
分离得到的合成氨会进一步进行脱水和提纯处理，使其符合工业用途的级别。
通过以上的工艺流程，合成氨可以有效地得到，而且具有较高的产率和纯度。
这个工艺流程成为了化工工业中的一种重要生产方式，为生产化肥和其他化工产品提供了重要的原料支持。
合成氨生产工艺
合成氨生产工艺一、工艺简介合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于农业、医药、化工等领域。
其生产工艺主要包括制氢、合成气制备、合成反应和分离纯化四个步骤。
二、制氢制氢是合成氨生产的第一步，主要通过蒸汽重整和部分氧化两种方法实现。
其中，蒸汽重整法是最常用的方法，其基本流程包括：1. 原料准备：将天然气或石油燃料送入加热炉中加热至800℃以上。
2. 蒸汽重整：将加热后的原料与水蒸汽混合进入催化剂床层，在高温高压下进行催化反应，生成含有H2和CO的合成气。
3. 纯化分离：通过多级冷却器和吸收器将含有H2和CO的合成气进行纯化分离，得到高纯度的H2。
三、合成气制备在制得高纯度H2后，需要将其与空气或纯O2混合以得到所需比例的合成气。
主要有以下两种方法：1. 高温空气法：将高纯度H2与空气按一定比例混合后，送入燃烧室进行燃烧，生成含有N2、H2和CO的合成气。
2. 纯氧法：将高纯度H2与纯O2按一定比例混合后，送入燃烧室进行燃烧，生成含有N2、H2和CO的合成气。
四、合成反应在得到所需比例的合成气后，需要将其送入催化剂床层进行催化反应。
主要包括以下两个步骤：1. 吸附：将NH3前体分子（如N2和H2）吸附到催化剂表面。
2. 反应：通过催化剂表面上的反应作用，将吸附在表面上的NH3前体分子转化为NH3。
五、分离纯化在完成合成反应后，还需要对产生的NH3进行分离纯化。
主要包括以下几个步骤：1. 压缩：将产生的NH3气体压缩至液态。
2. 分离：通过冷凝器和分离器对液态NH3进行分离。
3. 纯化：通过蒸馏塔或吸收塔等工艺对NH3进一步纯化。
六、工艺优化为了提高合成氨生产的效率和降低成本，需要对工艺进行优化。
主要包括以下几个方面：1. 催化剂的选择和制备：选择适合反应条件的催化剂，并采用先进的制备方法提高催化剂活性和稳定性。
2. 生产过程控制：通过自动控制系统对生产过程进行实时监测和调整，以保证生产效率和产品质量。
3. 能源利用：采用先进的节能技术，如余热回收、废气回收等，降低能耗和成本。
合成氨工艺
合成氨工艺概述合成氨工艺是通过将氢气和氮气在合成氨催化剂的作用下，以一定的温度和压力条件下反应而得到的一种合成气体。
合成氨是一种重要的工业原料，广泛应用于化肥、医药、塑料等各个领域。
工艺流程合成氨的工艺流程主要分为氮气净化和压缩、氢气制备和净化、合成氨合成、合成氨回收和净化等几个步骤。
氮气净化和压缩首先，从空气中获取的氮气需要进行净化处理，以去除其中的氧气、二氧化碳和其他杂质。
常用的氮气净化方法有压力摩尔吸附和分子筛吸附等。
净化后的氮气会被压缩，以提高后续步骤中的反应效率。
氢气制备和净化氢气可以通过多种方法进行制备，如天然气蒸汽重整、煤炭气化或通过水电解产生的氢气。
制备过程中，还需对氢气进行净化处理，以去除其中的杂质。
通常的净化方法有吸附剂吸附、压力摩尔吸附和膜隔离等。
合成氨合成在合成氨合成反应中，氢气和氮气通过合成氨催化剂引发的反应生成合成氨。
合成氨催化剂通常采用铁、铑、镍等金属催化剂。
合成氨反应是一个放热反应，需要一定的高温和高压条件来推进反应。
合成氨回收和净化在合成氨合成反应完成后，需要将合成氨进行回收和净化。
回收合成氨主要有采用冷凝、吸附和压缩等方法，使合成氨液化或制成合成氨水溶液。
随后，对合成氨进行净化处理，去除其中的杂质和不纯物质，得到高纯度的合成氨。
工艺优化为了提高合成氨工艺的效率和经济性，有以下几个方面的优化措施：1.催化剂的选择和改良：合成氨反应中催化剂的性能直接影响反应效率和产率。
因此，选择合适的催化剂以及对催化剂进行改良，如增强抗中毒性能和提高稳定性，能够提高合成氨工艺的效率。
2.工艺条件的优化：通过调整反应温度、压力、进料比例等工艺条件，可以提高合成氨反应的效率和产率。
例如，提高反应温度和压力，可以促进反应速率和转化率。
3.废气回收利用：合成氨工艺中产生的废气中含有一定量的未反应氢气、氮气和其他有机物。
对废气进行回收利用可以降低生产成本并减少对环境的影响。
4.节能措施：采用节能设备和技术，如换热器、制冷循环等，能够有效降低能耗，提高合成氨工艺的能源利用效率。
合成氨生产工艺
合成氨生产工艺合成氨，是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、合成涂料、塑料、化学纤维等。
合成氨的生产工艺主要有哈柏法、洛夫法和庙门法等。
其中，哈柏法是最主要的合成氨生产工艺。
哈柏法是以氮气和氢气为原料，经过一系列反应生成合成氨的工艺。
首先，从空气中获取氮气，经过压缩、除尘等处理后进入合成氨装置。
氢气则主要通过天然气蒸汽重整或煤气重整反应获得。
在合成氨装置中，氮气和氢气通过压缩机加压，然后进入催化转化器。
转化器内装有铁-铁酸催化剂。
氮气和氢气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化氮。
一氧化氮经过再次加压后进入反应塔。
反应塔中存在多个铁-铁酸催化剂层。
一氧化氮在催化剂层间不断与氢气反应生成亚硝酸，然后再与氢气反应生成胺。
胺在反应塔中流动，最终通过冷却器冷却并与废气分离，得到合成氨产品。
合成氨生产过程中，催化剂起到至关重要的作用。
铁-铁酸催化剂由于其高的活性和选择性，被广泛应用于合成氨生产中。
同时，催化剂的选择和设计对反应效率和产品纯度也有着重要影响。
目前，研究人员也在不断探索新型催化剂的开发，以提高合成氨生产过程的效率和环保性。
合成氨生产工艺中，还存在一些技术难题需要克服。
一方面，氮气和氢气为非常活性的气体，对设备和催化剂耐压性能要求较高。
另一方面，合成氨生产过程中产生的废气中含有一定的氨气和一氧化碳等有害物质，需要进行处理和净化，以保护环境和人体健康。
总结起来，哈柏法是目前合成氨生产中最主要的工艺。
通过合理选择催化剂和优化反应条件，可以高效地生产出优质的合成氨产品。
然而，合成氨生产工艺仍面临一些挑战，需要通过技术进步和创新来不断完善。
合成氨工艺流程详解
合成氨工艺流程详解
第一步，氮气和氢气制备。
氮气可以通过空分装置从空气中分离得到，氢气可以通过蒸汽重整、加气鼓风等工艺得到。
两种气体需要经过严格的
处理，包括除尘、除湿、除CO2等。
第二步，催化剂的制备。
合成氨反应需要使用催化剂，一般使用铁、钴、钼等金属催化剂。
制备催化剂时需要先制备金属盐溶液，再与载体进
行混合、干燥、焙烧等处理步骤，最后制得活性催化剂。
第三步，反应器的设计。
合成氨反应一般通过用反应管搅拌气液相过
程来实现，在反应器中加入氮气、氢气和催化剂。
反应器的设计需要考虑
反应温度、压力、催化剂种类及其活性等因素，以确保反应的高效进行。
合成氨反应的主要反应过程为：N2+3H2->2NH3
反应发生在高温高压下，通常反应温度在300-500摄氏度之间，反应
压力在100-250atm之间。
催化剂起到了加速反应速率的作用，而反应速
率与催化剂的活性有关。
合成氨工艺的特点是需要消耗大量的能量，工艺设备的运行和维护费
用也很高。
此外，合成氨反应的平衡位置靠近氨气一侧，所以需要通过一
系列措施来提高氨的合成率，如适当降低反应温度、增加反应压力、优化
催化剂的选择等。
综上所述，合成氨工艺是一项复杂而重要的化学反应过程。
通过控制
反应条件、催化剂的选择和改进工艺设备，可以提高合成氨的产率和质量，满足不同领域的需求。
合成氨工艺简介
摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法,也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法;即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体,俗称半水煤气;在已制得的半水煤气中,除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外,还含有许多杂质和有害气体;由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能;为保护触媒,延长其使用寿命,保证合成氨生产的正常进行,半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除,这就需要对混合气体进行净化处理,并且要求连续性作业,以达到化学反应稳定进行,从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点;一合成氨的生产方法简介氨的合成,必须制备合成氨的氢、氮原料气;氮可取之于空气或将空气液化分离而制得,氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气;氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取,亦通过焦碳,无烟煤,重油等为原料与水作用的方法制取;由于我国煤储量丰富,所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用;合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气;2．净化：任何制气方法所得的粗原料气,除含有氢和氮外,还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧,这些物质对氨合成催化剂均有害,需进行脱除,直至百万分之几的数量级为止;在间歇式煤气炉制气流程中,脱硫置于变换之前,以保护变换催化剂的活性;3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮,以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行;4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压,在催化剂作用下合成氨气;二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮,由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法;反应方程如下：C+H2O=CO +H2 1CO+O2=CO2 22．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素,无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等;硫化氢对合成氨生产有着严重危害,但不能与铁反应生成硫化亚铁,而且进入变换及合成系统能使铁催化剂中毒,进入铜洗系统使铜液的低价铜生成硫化亚铜的低价沉淀,使操作恶化,铜耗增加;所以半水煤气总的无机碳化物和有机硫化物必须在进入变换、合成系统前除去;以煤为原料采用间歇式造气炉制半水煤气时,通常先将煤气进行湿法氧化法脱硫,使硫化氢含量降低至30～50毫克/立方米以下,然后经中温变换,使有机硫转化为硫化氢;然后,在脱除二氧化碳过程中和铜氨液洗涤过程中进行更精细的除净;下面介绍螯合铁法脱硫螯合铁法是采用为氧化催化剂,完成的析硫过程;由于铁离子在碱性脱硫溶液中不稳定极易生成沉淀而从溶液中析出,为此,必须添加螯合剂以使和稳定存在于液相;HS— + 3Fe3+络——>2Fe2+络 + S + H＋再生塔中再汽化为络,即4Fe2+络+ O2 + 2H2O ——> 4Fe3+络 + 4OH—3.变换变换方法：COg+ H2Og==CO 2+ H2 g工艺流程：半水煤气进入变换炉反应前,先混合蒸汽预热到673K,为此由脱硫塔的半水煤气加压后首先进入饱和塔的底部,与塔内自上而下的热水逆流接触,使气体温度升高,并被水蒸气所饱和然后由塔顶引出,在管道内与外供之高压蒸汽混合后主热交换器和中间热交换器进入炉内一般,此时约80%的CO被交换为H2,反应热使温度升至420度左右进入交换炉二段,此时气体CO含量降至%以下,液体温度为430度由炉底逸出依次经过水加热器、热水塔、冷凝塔降温后进行二次脱硫;4.脱碳经变换二次脱硫后气体中含有大量CO2,还有少量的CO等其它有害气体,它们会使氨的合成催化剂中毒,必须除去;工业上脱碳的方法很多,通常用碳酸丙烯酯PC法脱CO 2;含有一定浓度的原料气进入吸收塔内,气体CO2被逆流下的丙碳PC吸收;净化气中CO2脱至所要求的浓度由塔顶排出,成为可使用的工艺气;吸收CO2后的PC富液经涡轮机回收能量,在后一级闪蒸槽内闪蒸,再到常压闪蒸槽进行常压闪蒸,常压闪蒸液在气提塔内经空气气体提再生;再生后的PC贫液经循环液泵送回吸收塔循环使用,气提空气由通风机从气提塔底送入;一级闪蒸气中含有CO2及部分工艺气,对于合成氨变换气脱碳,一级闪蒸气可全部或部分返回压缩与原料气汇合,以吸收N 2与H 2气;为减少PC的损失,各排放气排出系统先经过水洗回收PC;问题：吸收需要高压低温,如何实现：压缩机产生高压,换热器产生低温;PC的回收：解吸,还可以回收CO2解吸需要高温和低压,如何实现;物料在此过程中如何流动5.铜洗变换气经过净化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H 2S等有害气体,工业上常用铜洗法精制原料气;铜洗法的溶液醋酸铜氨溶液是又醋酸铜和氨通过化学反应后制成的一种溶液,简称铜液,其组成为CuNH32Ac醋酸亚铜络二氨吸收CO、CO2和O2、H2S反应如下：同理：吸收和解吸,物料的输送,能量的综合利用;6合成氨的合成是高温高压下,在触媒存在条件下而生成的;反应式如下：3H2+N2——2NH3+Q由上式可知反应产生较大的热量,我们采用后置式废热式锅炉回收,并副产蒸汽;为了保持合成塔塔壁温度不合成过高,冷态气体先从塔壁自上而下,然后经塔外预热器预热后进入合成塔出口气经废热式锅炉回收热量后,进塔外预热器预热为入塔气体;此采用无油滑往复循环机,故循环机位置设于合成塔进口处;附图1 变换车间工艺流程图。
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15
哪一步是控制步骤，取决于反应条件。
外扩散是否成为控制阶段，取决于气速和催化剂的活性。 由于高气速还可以提高生产能力，所以采用了足够大的 气速，因此外扩散通常不会成为控制阶段。
氨合成的催化剂，活性不太高，具有许多内孔，它的内表面 比外表面要大几万倍。反应过程是内扩散控制还是化学动力 学控制，取决于反应温度和催化剂颗粒的大小等因素 。
14
氨合成动力学
氢氮混合气在铁催化剂表面上发生的反应大体包括下列几步：
气体向催化剂表面（外表面和内表面）扩散。
气体在催化剂表面发生活性吸附。
(气) (吸附)
(气) (吸附)
吸附的氮和吸附的氢发生反应生成氨
(吸附) (吸附)
(吸附)
生成的氨从(吸催附化)剂(吸表附面)解吸 (吸附)
(吸附)
(气)
解吸的氨 (从吸催附化）剂(吸表附面)向气体主流(吸扩附散) 。
弗里茨·哈伯 （1868.12.9-1934.1.629）
吸收
7
年米塔希经过了多达 次试验，测试了 种不同的配方，研究成 功以铁为活性组分、含钾铝促进剂的铁合成催化剂，铁基催 化剂活性好、比锇催化剂价廉、易得，从而使合成氨生产得 以实现工业化。
7
吸收
合成氨的原料及原则流程
合成氨的直接原料：氢气和氮气
Kp
pNH 3 p p 0.5 1.5
N2 H2
1 p
yNH 3 y y 0.5 1.5
N2 H2
13
y (1yyi)2
pKp
R1.5 (1R)2
氢氮比 氢氮比即，为了求取氨浓度值最大时的值，应对上式 求导数。当导数为时，可求得。这就是说当值等于时，值最大。
温度 温度对平衡氨浓度的影响，可以根据值判断。温度越低, 值 越大，而且增长的程度也剧烈。因此，研制低温催化剂是当前合 成氨的一个重要发展方向。 压强 可以看出压强越大，平衡浓度也越大。 惰气含量 惰气存在，降低氮氢的有效分压，是平衡氨含量降低
由于化学反应（含化学吸附）的活化能比扩散活化能高很多 倍，温度对前者的影响比后者大。所以很有可能是低温时是 化学动力学控制，高温时是内扩散控制。
不同颗粒催化剂的反应结果
低温时，不受颗粒大小影响为动力学控制，高温时，使用 小颗粒效果好，表明高温时大颗粒催化剂是内扩散控制。
17
. 催化剂
氨合成时采用以铁为主体的催化剂。铁催化剂按下列组 成配料： ∼， ∼， ∼， ∼， ∼，若干。
来源于空气，空气液化分离 来源于水（电解）和焦炭，煤及含有烃（天然气和 重油等）等各种燃料与水蒸汽作用气化。
8
氨合成原则流程
氨的生产过程：原料的生产；原料气的净化；氨的合成；氨的 分离。
造 原料
净
氨 的 合
氨 的 分
氨
气
化
成
离
循环气
9
氨合成的理论基础
氨合成的热力学基础
（） 化学反应与反应热
N HNQ H 0 . 5 2 1 . 5 2 3
⑵氨的化学性质较活泼，能与酸反应生成盐。如与磷酸反 应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生 成氨基甲酸铵，脱水后成为尿素；与二氧化碳和水反应生成 4
吸收
5
、氨的用途 ⑴制造化学化肥的原料。除液氨本身可作为化学肥料外， 农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥，都以氨为原 料。 ⑵生产其他化工产品的原料。基本化学工业中的硝酸、纯 碱、含氮无机盐，有机化学工业中的含氮中间体，制药工业 中的磺胺类药物、维生素、氨基酸，以及化学纤维和塑料工 业中的各种产品都需要直接或间接地以氨为原料。 ⑶应用于国防工业和尖端技术中。作为制造三硝基甲苯、 三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料；作为 生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂。 ⑷应用于医疗、食品行业中。作为医疗食品行业中的冷冻、5
氨的合成反应是放热、体积缩小的可逆反应： 按照一般规律，反应热只与温度有关。但是合成氨是在高 压下进行的，在高压下气体的规律已偏离理想状态。因此 反应热与温度、压力和气体的组成有关。
10
() 化学平衡及平衡常数
在高压下，气体的行为偏离理想状态的规律，平衡常 数可通过下式求出：
K f fN 0 2 .5 fN •3 fH H 1 .2 5N 0 .2 5N •31 H H .5 2•p N 0 .p 2 5N •p 31 H H .5 2 K •K p
吸收
6
二、合成氨工业发展简介
氨的合成反应式：⇌ 年 法国物理学家吕∙查德利指出氨合成的条件：高温、高压、催 化剂。 年，德国人弗里茨·哈伯以锇为催化剂 在～和～℃温度下进行了 合成氨研究，得到％的氨。年成功地 建立了能生产氨的试验装置。因此获 得年瑞典科学院诺贝尔化学奖。 他成功地设计了原料气的循环工艺 合成氨的哈伯法。
大家好
1
第二章 典型化工产品工艺学 §. 合成氨生产
2
主要内容
合成氨概述 合成氨的原料及原则流程 氨合成的理论基础 氨合成的工艺条件 原料气的生产 原料气的净化 氨的合成 合成氨生产的发展趋势
3
4
合成氨概述
一、氨的性质及用途 、氨的性质 ⑴在常温常压下，氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气
体，比空气轻[比重为]。在、℃，或在常温下加压到～，就能 将氨变成无色的液体，同时放出大量的热量。液氨的相对密 度为（℃）。若将液氨在压力下冷却至℃，就能凝结成略带 臭味的无色结晶。液氨容易气化，降低压力可急剧蒸发，并 吸收大量的热。氨极易溶于水，可制成含氨～（质量分数） 的商品氨水。
支撑骨架，增强催化剂的抗病毒能力，延长催化剂的使用 寿命。
催化剂中毒
暂时中毒:少量氧和氧化物的存在将使活性铁氧化
催化剂的活性成分是铁。使用时将催化剂装在反应器内 用原料气使铁的氧化物还原成铁。这种铁具有海绵状结构， 内表面积很大。
（ ，）
支撑骨架。增大比表面，提高催化剂的活性； 可以促使催化剂的金属电子逸出功降低，有助于氮的活性 吸附；
18
可以降低熔炼时物料的熔点和粘度，起到助熔剂的作用， 提高催化剂的稳定性。
或：
Kp
Kf K
式中 和 为各组分的逸度和逸度系数。
11
() 影响平衡时氨浓度的因素
在氨的合成应中，设为总压，、、、分别代表、、、惰气的 摩尔分数，则
yN 2yH 2yN3H yi1
原始氢氮比: R y H 2 yN2
12
yN2
1 y yi 1 R
yH2
R(1yyi ) 1R
在反应达到平衡时