化肥厂合成氨装置生产原理及工艺流
化肥厂合成氨装置生产原理及工艺流 共78页
合成氨的生产方法因原料的不同主要有烃类蒸 汽转化法、重油部分氧化法、煤部分氧化法。作为 大型合成氨装置原料的烃类主要有天然气、油田伴 生气、重油和石脑油等。
合成氨的理论能耗约为22.3GJ/t·NH3,实际生 产要达到理论值是不可能的，现在合成氨生产最好 的能耗指标按天然气、渣油、煤原料分别为28.3 GJ/t·NH3、35.8 GJ/t·NH3和41.8 GJ/t·NH3。
氢源 正常生产时来自合成氨装置后部工序自产氢氮 气。也是最理想的氢源，它具有压力稳定、氢气浓 度适中、有害杂质少等优点。 开停工期间的氢源来自化工一厂。必须加入原 料气压缩机入口，配氢量少，脱硫效果不好，会造 成触媒中毒。配氢太多，由于氢气组份轻，容易造 成压缩机超速跳车，所以要求氢气压力必须稳定。
4.3 一段转化反应 在大型合成氨厂中，烃类蒸汽转化反应分两段进
行，即一段转化和二段转化。一段转化在外部供热的 管式转化炉内进行，二段转化在自热式的固定床层反 应炉中进行。
气态烃如天然气、油田伴生气等，其主要成分均 是甲烷，另外还含有少量其他低级烃，如乙烷等。因 此气态烃的蒸汽转化实际上主要就是甲烷的转化的反 应。
CO2气提 NH3气提 CO2气提
渣油，兰炼供，26万吨 天然气，长庆油田，3.5亿M3 渣油，总厂炼油厂供，26万吨
30
（30） 45
52
布朗流程
（52） 72
凯洛格流程
NH3气提 CO2气提
天然气，吐哈油田，3.5亿M3 天然气，大庆油田，4.6亿M3
30
52
渣油制氨谢尔流程 NH3气提 渣油，本厂或兰炼供，26万吨
合成氨生产原理及工艺流程
大庆石化公司化肥厂 2019年10月
1、合成氨概述与中石油合成氨企业状况
合成氨工艺流程简述
合成氨工艺流程简述合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于肥料、化肥、塑料、合成纤维等领域。
合成氨的工艺流程经过多年的发展和改进，已经相当成熟。
下面将简要介绍合成氨的工艺流程。
首先，合成氨的生产主要通过哈伯-玻斯曼工艺进行。
该工艺是利用氮气和氢气在一定的温度和压力下，经过催化剂的作用，反应生成氨气。
此工艺的主要步骤包括氮气和氢气的准备、反应器的设计、催化剂的选择、生产过程的控制等。
氮气和氢气的准备是合成氨工艺的第一步。
氮气主要来自空气分离装置，而氢气则通过蒸汽重整、水煤气变换等方式制备。
在这一步骤中，需要确保氮气和氢气的纯度和稳定性，以保证后续反应的顺利进行。
接下来是反应器的设计。
在哈伯-玻斯曼工艺中，通常采用高压反应器进行氮气和氢气的反应。
反应器的设计需要考虑到温度、压力、催化剂的选择等因素，以确保反应过程能够高效进行，并且保证反应器的安全性。
催化剂的选择是合成氨工艺中的关键一步。
通常采用铁、铑、钼等金属作为催化剂，以促进氮气和氢气的反应。
催化剂的选择需要考虑到反应速率、选择性、稳定性等因素，以提高氨气的产率和纯度。
生产过程的控制是合成氨工艺中的最后一步。
在反应过程中，需要控制温度、压力、气体流速等参数，以确保反应的高效进行。
此外，还需要对产物进行分离、纯化，以获取高纯度的氨气。
总的来说，合成氨工艺流程包括氮气和氢气的准备、反应器的设计、催化剂的选择和生产过程的控制。
通过这些步骤，可以高效地生产出高纯度的氨气，满足各种工业领域的需求。
合成氨工艺的不断改进和优化，将为化工行业的发展提供重要支持。
化肥厂生产过程及工艺流程
化肥厂生产过程及工艺流程1.煤制合成氨装置H2+N2→NH3（1）气化装置由水煤浆制备工序来的水煤浆送入煤浆槽储存待用。
浓度约为63％的水煤浆通过煤浆给料泵加压输送到气化炉顶部工艺烧嘴，并与空分装置来的纯氧分别进入气化炉在6.5MPa(G)，约1400℃工艺条件下，水煤浆与纯氧进行部分氧化反应，生成粗合成气。
反应后的粗合成气和溶渣进入气化炉下部的激冷室。
在激冷室中，粗合成气经冷却、洗涤，将粗合成气中的大部分碳黑洗去，并和粗渣分开。
出激冷室的粗合成气直接进入文丘里洗涤器和碳洗塔进一步洗涤，除去粗合成气中残留的碳黑，然后将水蒸汽／干气比约1.3～1.5的合成气送至变换工序。
溶渣被激冷室底部通过破渣机进入锁斗，定期排入渣池，渣池设有捞渣机将粗渣捞出，装车运往园区免烧砖项目。
渣池中含细渣的灰水通过渣池泵送至真空闪蒸器。
碳洗塔的液位通过控制进入塔内的灰水量来维持，碳洗塔内的黑水分两股排出，一股黑水去高压闪蒸器；另一股由灰水循环泵送至气化炉也进入高压闪蒸器，黑水经减压，闪蒸出黑水中溶解的气体并通过变换冷凝液加热器回收闪蒸汽的热量，通过高压闪蒸分离器，闪蒸出的气体至变换或火炬，水送入脱氧水槽。
（2）净化装置a. 变换变换工序主要反应式为：COS+H2O——CO2+H2S+QCO+H2O——CO2+H2+Q由气化送来粗煤气经煤气水分离器分离掉少量的冷凝液及灰尘后，经中温换热器温度升高至250℃，进第一中温变换炉。
第一中温变换炉分上、下两段，炉内装有两段三层耐硫变换触媒，层间配有煤气激冷管线调温，出第一中温变换炉变换气CO含量为24％(干)，温度为420℃左右。
变换气经中温换热器降温后进淬冷器，用本工段产生的高温冷凝液淬冷至240℃，然后进入第二中温变换炉，炉内装有两段耐硫变换触媒，出口变换气CO浓度为 4.0％(干)，温度为358℃左右，进入中变废热锅炉，产生1.0MPa(G)的低压蒸汽，使变换气温度降温进入低温变换炉，低温变换炉装两段耐硫变换触媒，出口变换气CO浓度为 1.0％(干)，温度升至为222℃左右，进入低变废热锅炉，产生0.4MPa(G)的低压蒸汽，变换气温度降至163℃；经第一水分离器分离出冷凝液后的变换气进入锅炉给水加热器，温度降至140℃，然后进入脱盐水加热器温度降至70℃、进变换气水冷器温度降至为40℃，进水洗塔，在塔底进行气液分离后，气体经塔顶40℃洗涤水洗涤除去NH3后送至甲醇洗工段。
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程
《合成氨工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业和化工领域。
合成氨的工艺流程主要包括催化剂制备、氮气和氢气的制备以及氨的合成三个主要步骤。
首先是催化剂的制备。
合成氨工艺中使用的主要催化剂是铁-
铝催化剂，它的制备需要经过一系列的化学反应和物理处理。
首先在高温下将铁酸钾和铝酸钾还原成铁铝合金，然后通过高温煅烧和还原处理，最终得到合成氨反应所需的铁-铝催化剂。
其次是氮气和氢气的制备。
氮气主要通过空气分离装置来获取，空气中的氮气含量大约为78%，通过空气分离装置可以将氮
气和氧气分离开来。
而氢气则主要通过蒸汽重整和部分氧化甲烷法制备，蒸汽重整法主要是通过将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，而部分氧化甲烷法则是通过将甲烷与氧气在高温下反应生成氢气和二氧化碳。
最后是氨的合成。
氮气和氢气经过净化后，进入合成氨反应器进行催化反应。
在高压和适当温度的条件下，铁-铝催化剂的
作用下，氮气和氢气会发生氮合成反应，生成氨。
这个反应是一个放热反应，因此需要控制反应温度及高压下的反应速率，避免能量过度损失。
综上所述，合成氨的工艺流程复杂且涉及多个步骤。
通过精确
控制每个步骤的条件和参数，可以确保生产安全高效地进行，从而满足氨的需求并为化工及农业领域提供丰富的原料。
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨工作原理与工艺流程摘要：氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的，其反应式为3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩... 合成氨工艺包括：往复循环机工艺流程，透平循环机工艺流程，合成塔工艺流程。
一.往复循环机工艺流程经合成反应，水冷器冷却、氨分离器分离后的混合气体，进入循环机气缸压缩提高压力，再送入系统与新鲜气混合进入合成塔。
关键词：氨工作；原理；工艺流程Abstract: The basic principle of ammonia synthesis, ammonia by gaseous hydrogen and nitrogen in ammonia catalyst under reaction, the reaction equation: 3H2+N2 =2NH3 + heat which is a reversible exothermic, volume shrinkage... In synthetic ammonia process includes: reciprocating circulation machine process, turbine circulation machine process, synthetic tower process.Key words: ammonia; principle; technical process一、氨合成的基本原理氨是由气态氢和氮在氨触媒的作用下反应生成的，其反应式为：3H2+N2=2NH3+热量这是一个可逆、放热、体积缩小的反应，对其反应机理存在着不同的观点，一般认为：氮在铁催化剂上被活性吸附，离解为氮原子，然后逐步加氢，连续生成NH、NH2和NH3。
即：N2（扩散）→2N（吸附）→2NH(吸附）→2NH２（吸附）→ 2NH３（脱附）→2NH３（扩散到气相）由质量作用定律和平衡移动原理可知：1.温度升高，不利于反应平衡而有利于反应速度。
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。
简述合成氨的生产工艺流程
简述合成氨的生产工艺流程摘要：氨作为重要的化工产品，在人们的生产生活中占有重要地位。
农业中用到的大部分氮肥，包含尿素、硝酸铵、氯化铵等复合肥都是以氨为原料的。
据统计，世界每年合成氨产量不少于一亿吨，大部分都是用做原料来生产化肥，所以合成氨的重要性不言而喻，本文将结合安徽晋煤中能化工股份有限公司的车间操作规程，对合成氨的生产工艺流程进行分析和整理。
关键词：合成氨；生产工艺；反应一、氨合成的基本原理氨合成反应是在高温、高压、并有催化剂存在条件下进行的放热、体积缩小、可逆的反应。
其化学反应式如下：N2+3H22NH3+Q由于氨合成反应是可逆、放热、体积缩小的反应，根据化学平衡移动定律（勒沙特列原理），提高压力，降低温度，降低进塔氨含量，控制合适的氢氮比，有利于反应向生成氨的方向进行，即有利于氨的合成。
二、氨合成的反应机理在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一多相气体催化反应，多相气体催化反应的历程一般由以下几个步骤所组成：1、气体反应物扩散到催化剂外表面；2、反应物自催化剂外表面扩散到毛细孔内表面；3、气体被催化剂表面（主要是内表面）活性吸附；4、吸附状态的气体在催化剂表面上起化学反应，生成产物；5、产物自催化剂表面解吸；6、解吸后的产物从催化剂毛细孔向外表面扩散；7、产物由催化剂外表面扩散至气相主流。
以上七个步骤是氢和氮自气相空间向催化剂表面接近，其绝大部分自外表面向催化剂的毛细孔的内表面扩散，并在表面上进行活性吸附。
吸附氮与吸附氢及气相氢进行化学反应，依次生成NH, NH2, NH3,后者自表面脱附后进入气相空间。
三、安徽晋煤中能化工股份有限公司氨合成的工艺流程氨的合成主要包含脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序，下面主要针对徽晋煤中能化工股份有限公司的氨的合成部分进行阐述。
来自压缩七段出口的新鲜气，经七段油分分离后，在冷交气体出口氨冷前补入，进入氨冷器冷却后，进入氨分离器分离液氨，并在下部进入冷交换器管内上行（降低水冷后气体），由上部出来进入循环机加压，加压后的气体先进入油分离器分离油滴，然后进入热交与水加热器来的热气预热交换后进入合成塔（为调节炉温在油分离后至水冷进口设置一近路管线，在油分离器后至合成塔底部及g3冷激设副线以便调节催化剂床层温度）。
合成氨 工艺流程
合成氨工艺流程
《合成氨工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、塑料、药品等行业。
它的工艺流程一直以来都备受关注，因为合成氨的生产需要高温、高压和复杂的催化反应。
下面我们来了解一下合成氨的工艺流程。
首先，合成氨的工艺流程主要分为两步：氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成。
氮气一般来自空气中的分离，氢气则通常是通过蒸汽重整、乙烷裂解等方式制备。
其次，氮氢气混合气的合成是合成氨的关键步骤。
这一步通常使用哈勃－波希过程，即在高温高压下，利用铁、铁钾、铁钼等金属作为催化剂，使氢气和氮气在反应器中发生化学反应，生成合成氨。
在这个过程中，需要对反应温度、压力和催化剂进行精确控制，以确保合成氨的产率和质量。
最后，合成氨的后续处理包括冷凝、脱碳、洗涤等步骤，以去除反应器中产生的杂质和副产物，使得合成氨的纯度达到要求。
这样就得到了可供工业生产和应用的合成氨。
综上所述，《合成氨工艺流程》涉及氮气和氢气的制备、氮氢气混合气的合成和合成氨的后续处理等关键步骤，通过精确控制各项参数和操作条件，才能产生高质量的合成氨，为化工行业提供了重要的原料。
合成氨工艺原理
合成氨工艺原理合成氨不论采用什么原料和生产方法,大体上包括三个工艺过程:（1)原料气的制造；（2）原料气的净化（包括脱硫、变换脱除CO，碳化、脱碳脱除CO2,精炼脱除微量的CO、CO2、H2S、O2等)；(3)氨的合成和为了满足气体净化及合成各工序工艺条件提供能量补偿的压缩工序.生产出氨以后再根据需要加工成碳铵、尿素、硝铵等.其详细原理如下(以煤为原料）：一、造气工段合成氨生产所用的半水煤气,要求气体中(CO+H2）与N2的比例为3:1左右.因此生产上采用间歇地送入空气和蒸汽进行气化，将所得的水煤气配入部分吹风气制成半水煤气.即以石灰碳化煤球、无烟块煤为原料,在高温下交替与空气和过热蒸汽进行气化反应（C+O点燃CO2+Q 、2C+O点燃2CO+Q 、2CO+ O点燃2CO2+ Q2H2O（气)+C△CO+2H2-Q制得半水煤气,半水煤气经过除尘,余热回收,水洗降温制得合格的半水煤气，供后工段使用.二、脱硫工段从造气工段的半水煤气中，除氢气和氮气外，还含有27％左右CO、9％左右的CO2以及少量的硫化物,这些硫化物对合成氨生产是有害的.它会腐蚀设备、管道，会引起催化剂中毒,会损坏铜液成份。
因此，必须除去少量硫化物，其原理:用稀氨水（10—15tt）与硫化氢反应（NH3+H2S=NH4HS）将H2S脱除至0。
07g/m3(标）以下,使半水煤气净化，以满足合成氨生产工艺要求。
三、变换工段将脱S后的半水煤气（含CO25％—28%)由压缩工段加压后经增温、加热，在一定的温度和压力下，在变换炉内借助催化剂的催化作用，使半水煤气中CO与H 2O(气）进行化学反应，转变为CO2和H2（CO+H2O（气)催化剂高温CO2+H2+Q），制得合格的变换气，以满足后工段的工艺要求。
其次，系统中设有饱和热水塔、甲交、一水加、二水加、冷却塔等换热设备,以便合理利用反应热和充分回收余热，降低能耗，同时降低变换气温度。
四、碳化与脱碳工段1、碳化将变换气中26％左右的CO2用浓氨水与其反应（CO2+ H2O+ NH3=NH4HCO3）生成碳酸氢铵副产品，同时制得合格的原料气.2、脱碳工段用MEDA脱碳溶液将变换气中26％左右的CO2除去，制成合格的原料气，供后工段使用。
国内典型合成氨装置工艺介绍
103-J改转子；并联101-JA； 净化使用ACT-1活化剂，更换规整填料；
司，成达
合成回路改塔后分氨、增加小合成塔1105-D工程公司 Nhomakorabea10
五大机组电子调 五大机组电子调速器改造，采用ITCC系统进行控制 速器改造
康吉森公 司
投用时 间
1984.4 1986.2
1990.8 1988.9
1993.9 1997.7 2002.7 2005.1 2008.8
每排42根转化管的底部都同一根集气管相连，后者靠近 一段炉的底部，每根集气管的中部有一上升管，这九根上升 管又把气体引到炉顶上一根装有水夹套的输气管线，再由此 把气体送至二段转化炉103-D的入口。一段炉的热量是由 200个顶部烧嘴供应的。部分转化后的混合气含有12.91%的 甲烷。
二段转化炉103-D所需工艺空气由蒸汽透平压缩机101-J （提供约65%的空气量）和电动压缩机101-JA（约35%）提 供。定量中压蒸汽与工艺空气混合，经过一段炉对流段空气/ 蒸汽混合气预热盘管被加热到599℃，经过二段炉的喷嘴与 来自一段炉的工艺气在燃烧室进行混合燃烧（空气中的氧与 一段转化气中的氢燃烧），接着在内衬耐火材料的圆筒式反 应炉内通过镍触媒进一步转化残余甲烷。二段转化炉出口气 含有0.38%的甲烷，温度约为1000℃，进入第一废热锅炉 101-CA/CB、第二废热锅炉102-C，被来自101-F的锅炉水 继续冷却，冷却后的转化气温度降低到371℃。
合成氨工艺的5个过程：
1、油田气脱硫：
R-SH+H2＝RH+H2S H2S+ZnO＝H2O(汽)+ZnS 2、转化：
CH4+H20(汽)＝CO+3H2 CH4+2H2O(汽)＝CO2+4H2 3、变换：
化肥厂工艺反应原理简介.
化肥厂生产装置工艺反应原理简介化肥厂技术科2008-12-15第一章合成氨装置工艺原理1、合成氨工艺反应机理化肥厂合成氨装置工艺采用烃类蒸汽转化法。
整套工艺共有七个主反应，按照工艺流程顺序分别为钴钼加氢反应、氧化锌脱硫反应、转化反应（包括一段转化和二段转化反应）、变换反应（包括高温变换和低温变换反应）、脱碳反应、甲烷化反应、合成氨反应。
合成氨装置的原料为油田伴生气、空气和水蒸气，这三种原料经过上述七个主反应最后生成产品氨。
注: ①第三步转化反应分为一段和二段转化反应的原因是：如果要求在一段转化反应就使原料气中的甲烷完全转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳，则必须要加大水碳比或者提高温度。
前一种方法必将导致耗用过多的水蒸气，而后一种方法对于采用外加热方式的一段反应炉来说对设备材质的要求也会更高。
因此在自热式的二段转化炉内通过气体自身燃烧放热，只需要在炉内做一层耐火衬里就能既解决高温对设备材料的要求又能增加反应温度，可使原料气中的甲烷完全转化，同时二段转化工段在加入空气助燃的同时又加入了合成氨反应所需的氮气。
②第四步变换反应分为高温变换和低温变换反应的原因是：采用Fe3O4催化剂的高变反应只能使96-98%的一氧化碳转化为二氧化碳，要想使一氧化碳含量降低到0.2-0.5%的指标范围内，只有在单质铜催化剂存在下的低温变换反应才能达到，如果在高温变换反应中应用单质铜催化剂，由于单质铜催化剂较昂贵会增加催化剂的使用成本，而且由于单质铜催化剂的作用温度低将导致废热的利用价值降低。
2、工艺流程简述油田伴生气加压至4.05MPa，经预热升温到371℃在脱硫工序脱硫后与水蒸汽混合，进入一段转化炉进行转化制H2反应，一段转化炉出来的转化气进入二段转化炉，在此引入空气，转化气在二段炉内燃烧掉一部分H2，放出热量以供进一步转化，同时获得N2。
二段转化气经余热回收后，进入变换系统，气体中的CO与水蒸汽反应，生成CO2和H2，从变换系统出来的气体经脱碳、甲烷化后为合成氨提供纯净的氢氮混合气，氢氮混合气经压缩至14.0MPa，送入合成塔进行合成氨反应。
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 工艺流程
合成氨工艺流程
合成氨是重要的化工原料，广泛应用于农药、合成树脂、炸药等行业。
下面介绍一种典型的合成氨工艺流程。
合成氨的工艺流程主要分为加压式和非加压式两种。
其中，加压式工艺流程由催化剂床、冷凝器、分离塔等组成。
首先，将氢气和氮气按一定比例通过压缩机加压，送入到催化剂床中。
催化剂床通常采用铁、铁钼等金属作为催化剂，能够促进氢气和氮气的反应。
高压下，氢气和氮气发生化学反应，生成氨气。
接下来，气体混合物进入冷凝器，在冷凝器中进行冷凝处理。
由于氨气的沸点较低，因此在适当的温度下，氨气会凝结成液态。
而其他非凝结的气体（如副产物、未反应的氢气等）则通过管道排出。
然后，分离塔用于进一步净化气体。
分离塔内部设有多层，每层都装有堵塞物，可以增加气体接触面积，提高分离效果。
分离塔的底部设置一个气体收集系统，用于收集纯氨气。
在加压式工艺流程中，催化剂床是关键环节。
催化剂床的选择直接影响着氨气的产率和质量。
通常，催化剂床由铁和钼组成，具有较高的催化活性和稳定性。
另一种工艺流程是非加压式工艺流程。
非加压式工艺流程通过改变热力学条件来实现合成氨的产生。
这种工艺流程中，氨气
和废气通过冷凝和吸附的方式分离，氨气经过脱水处理后得到纯氨。
总之，合成氨的工艺流程包括加压式和非加压式两种。
加压式工艺流程通过催化剂床、冷凝器和分离塔等工艺单元来进行合成氨的产生和净化，而非加压式工艺流程则通过改变热力学条件来实现。
选择合适的工艺流程和催化剂床，可以提高合成氨的产率和质量，同时降低生产成本，具有重要的实际应用价值。
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨工作原理与工艺流程
合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、化肥生产等领域。
合成氨工作原理和工艺流程对于理解合成氨的生产过程至关重要。
合成氨的工作原理基于哈伯-博什过程，即将氮气和氢气在高温高压条件下催化反应生成氨气。
这一过程主要依靠催化剂来实现，常用的催化剂有铁、铑等金属催化剂。
通过调节温度、压力和催化剂的选择，可以控制合成氨的产量和纯度。
工艺流程主要包括氧气空分、氢气制备和合成氨制备三个步骤。
首先，采用空分装置将空气中的氧气与氮气分离，提供纯净的氮气作为合成氨的原料。
然后，通过水蒸气重整或甲烷重整反应，将天然气或煤气中的甲烷转化为氢气。
最后，将氮气和氢气送入催化转化器，在合适的温度和压力下，通过催化反应合成氨气。
合成后的氨气经过冷却、净化等处理，得到符合工业要求的合成氨产品。
合成氨工艺流程中的关键问题包括合成氨产量和能耗。
为了提高产量，可以通过增加催化剂和提高反应温度来促进反应；为了降低能耗，可以优化气体循环和压缩等工艺条件，充分利用能量。
此外，环境保护也是合成氨工艺中需重视的问题，需要合理处理副产物和废气，减少对环境的影响。
综上所述，合成氨的工作原理是依靠哈伯-博什过程进行氮气和氢气的催化反应，工艺流程包括氧气空分、氢气制备和合成氨制备三个步骤。
在工艺中，需要考虑合成氨产量、能耗和环境保护等问题，以实现高效、可持续的生产。
化工合成氨工艺原理及流程分析
化工合成氨工艺原理及流程分析合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、塑料、炸药等工业产品。
化工合成氨的工艺原理及流程分析包括以下几个方面：氨合成反应原理、催化剂选择、反应器类型、反应条件等。
氨合成反应原理：合成氨的反应原理是通过氮气与氢气在适宜的温度、压力和催化剂条件下发生氨合成反应。
反应的化学方程式为：N2 + 3H2 → 2NH3、该反应是一个放热反应，反应热释放为-92 kJ/mol。
催化剂选择：在氨合成中，催化剂起到提高反应速率的作用。
常用的催化剂有铁、铑及铂铑合金等。
其中，铁是最常用的催化剂，它在常压、常温下较容易活化氮分子直接反应生成NH3反应器类型：氨合成反应器主要分为固定床反应器和流化床反应器两种。
固定床反应器是将氨合成催化剂装填在固定的反应器床层中，氮气和氢气在催化剂上发生反应。
流化床反应器则是将催化剂悬浮在气流中，气体通过床层时与催化剂接触反应。
反应条件：氨合成反应需要控制的反应条件包括合适的温度、压力和气体物质的配比。
一般来说，较高温度有利于增加反应速率，但过高会使催化剂失活。
常用的反应温度在300-550摄氏度之间。
反应压力的选择要保证合理的反应速率，一般在100-300atm之间。
氮气和氢气的配比一般为1:3，即1 mol氮气需要3 mol氢气参与反应。
1.氮气和氢气的净化：通过气体净化系统处理供应的氮气和氢气，去除其中的杂质，保证进入反应器的气体纯度。
2.反应器：将纯化后的氮气和氢气以合适的压力和比例输入反应器。
反应器内设置催化剂床层，使氮气和氢气在催化剂上发生反应生成氨。
3.冷却器：反应结束后，将反应后的气体通过冷却器冷却，使氨气在较低温度下凝结成液态。
4.分离器：将液态的氨与未反应的氢气和氮气通过分离器分离，以得到干净的合成氨。
5.回收和再利用：未反应的氢气和氮气可经再循环回收，以减少原料的消耗和降低生产成本。
总结：化工合成氨工艺原理及流程分析包括了氨合成反应原理、催化剂选择、反应器类型、反应条件等。
合成氨工艺原理
合成氨工艺原理
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于制备化肥、塑料、纤维素等产品。
合成氨的工艺原理主要包括两个步骤：氮气催化还原和氢气催化氧化。
氮气催化还原是指将氮气转化为氨气的化学反应。
该反应在催化剂的存在下进行，常用的催化剂有铁、钨等金属或金属合金。
氮气和氢气首先通过压缩机进行压缩，然后以适当的比例进入反应器中。
在反应器内，氮气分子被催化剂吸附并激活，形成活性吸附态。
氢气分子也被吸附到催化剂表面，并与氮气分子进行反应，生成氨气。
反应完成后，氨气被分离出来，纯度达到要求后可以作为成品使用。
氢气催化氧化是指将氢气转化为水的反应过程。
这一步骤是为了去除反应残留的氢气，同时防止反应产物中的氢气杂质。
在氮气催化还原后，残留的氢气与氧气一起进入氢气催化氧化反应器。
催化剂通常是铁氧化物或铝氧化物等，它们可以催化氢气和氧气反应生成水。
反应完成后，反应器中的氢气和水蒸气一同进入冷凝器，通过冷却和分离，分离出纯净的水。
以上就是合成氨的工艺原理，通过氮气催化还原和氢气催化氧化，在合适的条件下，可以高效地制备出纯度高的氨气。
这个工艺过程在化工工业中被广泛应用，为各行各业提供了重要的原料。
合成氨工艺流程原理
合成氨工艺流程原理
《合成氨工艺流程原理》
合成氨是一种重要的化工原料，它可以用于制造氮肥、农药、化肥等产品。
合成氨的工艺流程原理是通过一系列化学反应将氮气和氢气结合成氨气。
合成氨工艺流程主要包括哈伯-玻斯曼工艺和卡尔-博施工艺两种方式。
这两种工艺都是在高温高压下进行的，通过催化剂的作用将氮气和氢气转化成氨气。
首先，氮气和氢气通过压缩机分别压缩到一定压力下。
然后，它们会进入催化剂反应器，与催化剂发生化学反应。
在高温高压条件下，氮气和氢气发生结合反应，生成氨气。
这是一个热力学上不利的反应，需要在适当的温度和催化剂条件下进行，才能得到较高的转化率和产率。
在哈伯-玻斯曼工艺中，氮气和氢气的混合比例为3:1，而在卡尔-博施工艺中，混合比例为1:3。
两种工艺都需要在高温高压条件下进行，因此反应器需要特别设计以承受高压和高温的环境。
通过以上工艺流程，氮气和氢气能够被合成成氨气，从而得到合成氨。
这种工艺流程在化工行业中具有重要的应用价值，对于提高化工产品的产能和质量都有着关键的作用。
因此，合成氨工艺流程原理的研究对于化工行业具有重要的意义。
小合成氨厂生产原理及过程ppt课件
⑶.污染溶液
在脱除CO2的过程中，硫化氢被溶液吸收同时在再 生过程中生成单质硫，在系统内积蓄，沉积在换热器 中影响设备的换热效果；沉积在塔器内件中，影响塔 器的吸收效率。因此严重的影响正常操作，使生成负 荷下降。
⑷.污染环境
硫化氢是剧毒物质，人体吸收微量的硫化氢即发生 头痛晕眩等症状，吸入过多可致猝死。放空气或设备、 管道泄漏出来的气体中硫化氢均沉积在地面，对环境 造成不同程度的污染。根据国家工业卫生标准，大气 中硫化氢的含量不允许超过10㎎/m3。
煤气。 一般而言，循环时间短，炉温波动小，气体质量和产量较
稳定。但是时间过短，会引起阀门频繁切换，易造成阀门损 坏。小合成氨厂块煤气化根据煤质情况一般一个工作循环控 制在2～2.5分钟。一个工作循环中的各阶段时间分配也随燃 料的性质和工艺操作来制定。而煤气炉的制气过程控制是由 微机控制系统来集中控制的。
小合成氨厂生产的基本条件和技术
1.原料气的制造
制造合成氨的基本原料是氢和氮，氮来自空气，而自然 界没有元素态的氮可以直接获取，绝大部分氢均存在于各种 燃料之中，也就是存在碳氢化合物之中。对于有些固体燃料 而言，含氢很少或基本不含氢，例如焦炭，但也可以借助与 水蒸气的化学反应而转化得到氢。因此可以说，只要有燃料 就能获得氢气。
脱硫后的富液由塔底出来，进入富液槽，然后由富液泵加 压送到喷射再生槽的喷射器，在喷射器内自吸空气并在喉管 及扩散管内进行反应，然后液气一起进入再生槽，由底部经 筛板上翻，进行PDS溶液的氧化再生和硫泡沫的浮选，再生后 的贫液流入贫液槽，再由脱硫泵送入脱硫塔循环使用。
再生槽浮选出来的流泡沫自动溢流到硫磺泡沫槽，在硫回 收岗位进行溶硫反应，提炼出固体硫磺，溶液回收回系统。
⑴.酸性气体的脱除
合成氨的生产方法及原理
合成氨的生产方法及原理
嘿，你知道合成氨是咋回事不？这可是个超级重要的化工过程呢！合成氨的生产方法主要是哈伯法。
先把氮气和氢气按一定比例混合，然后在高温高压和催化剂的作用下，让它们发生反应生成氨。
这就好比一场激烈的化学反应大战，氮气和氢气就是勇敢的战士，催化剂就是神奇的魔法棒，让它们快速结合在一起。
生产步骤呢，首先要制备纯净的氮气和氢气。
氮气可以从空气中分离得到，氢气可以通过水煤气反应或者其他方法制取。
然后把它们压缩到合适的压力，送入合成塔。
在合成塔里，催化剂发挥着关键作用，加速反应的进行。
这一步可得小心操作，要是出了岔子，那可就麻烦啦！比如压力控制不好，或者催化剂失效，那可就糟糕透了。
合成氨的过程安全性和稳定性那是相当重要啊！毕竟这涉及到高温高压的环境，稍有不慎就可能引发危险。
所以工厂里都有严格的安全措施，各种监测设备时刻盯着反应过程。
这就像给化学反应加上了一把安全锁，让它稳稳地进行。
那合成氨有啥用呢？应用场景可多啦！农业上，氨可以用来生产化肥，让庄稼长得壮壮的。
没有合成氨，咱们的粮食产量能有这么高吗？工业上，氨还可以用来制造其他化学品。
这就像一个万能的小助手，在各个领域都
能发挥大作用。
实际案例也不少呢！比如某个化肥厂，通过合成氨生产出了高质量的化肥，农民们用了这些化肥，庄稼丰收了，那叫一个高兴啊！这效果，简直杠杠的。
合成氨就是这么厉害，它为我们的生活带来了巨大的改变。
它就像一个默默奉献的英雄，虽然不那么起眼，但却不可或缺。
所以啊，咱们得重视合成氨的生产，让它更好地为我们服务。
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进一步转化残余甲烷。控制补入的空气流量，可同时
满足合成氨反应对氮气的需要。 1.氢气与空气中的氧燃烧反应方程式如下： H2 + 0.5 O2 ＝ H2O + 242 KJ/mol
2. 二段转化反应的影响因素 二段转化是一段转化的延续，其工艺条件大部分 受一段转化的制约，如压力、水碳比等在一段炉已基
反应平衡没有影响，降低温度、增加过量的水蒸汽
或脱除反应生成物CO2，均有利于变换反应向右方向 进行。
2. 影响变换反应的因素 (1)温度 烃类蒸汽转化法合成氨厂普遍采用两段变换。第一 段用高变催化剂，大部分CO在这一段变换反应掉，操作 温度在330～485℃，温升不超过120℃，高变出口CO含
量为2～4％。第二段用低变催化剂，CO浓度在这一段趋
本确定，二段转化的主要影响因素是温度。影响其温
度的主要因素有：一段炉出口气体温度，空气的预热 温度及空气的加入量等。
3. 转化催化剂
催化剂一般都是由活性组分、助催化剂及载体组
成,镍是烃类蒸汽转化催化剂的活性组分,含量一般为 15～30％。 (1) 催化剂的中毒 反应气体中的某些杂质如硫、砷、氯及其化合物等，
际参加化学反应，所以其寿命很短，根据油田气含硫量及
生产负荷不同，我厂合成氨装置每年约更换4炉氧化锌触 媒。
4.3 一段转化反应
在大型合成氨厂中，烃类蒸汽转化反应分两段进
行，即一段转化和二段转化。一段转化在外部供热的 管式转化炉内进行，二段转化在自热式的固定床层反 应炉中进行。 气态烃如天然气、油田伴生气等，其主要成分均
重油部分氧化法流程
3、装置目前存在的问题及解决办法；
合成氨装置总体运行平衡，能耗、产量、运行平稳率
均处于中油九套合成氨装置第一名。目前存在问题有： 3.1油田气经常不足. 经常在90%以下负荷运行，能耗大幅上升。经统计： 100%负荷能耗34.5GJ/T.NH3，90%负荷上升到35.3
GJ/T.NH3，80%则上升36.8 GJ/T.NH3。负荷频繁波动不仅
度适中、有害杂质少等优点。
开停工期间的氢源来自化工一厂。必须加入原 料气压缩机入口，配氢量少，脱硫效果不好，会造
成触媒中毒。配氢太多，由于氢气组份轻，容易造
成压缩机超速跳车，所以要求氢气压力必须稳定。
4.2 氧化锌脱硫反应 氧化锌脱硫是目前在工业上采用的脱硫效率最高的方 法，它能以极快的速度将H2S和部分有机硫全部“吃掉” ，净化后气体中硫含量可降到0.1ml/m3甚至更低。 合成装置有两台氧化锌反应炉，可以并联、串联，或 任意切除一台，以便正常生产时更换触媒。由于氧化锌实
向平衡值，温度范围180～260℃，温升不超过45℃，低 变炉出口CO浓度为0.2～0.5％。 (2) 压力 (3) 水气比（或H2O/CO比)
4.6 脱碳反应原理,影响吸收、再生的因素 1. 脱碳的基本原理 凯洛格型合成氨厂采用的是苯菲尔特法脱碳，吸 收剂为碳酸钾溶液。溶液的吸收和再生化学方程式为
3.4 101-CA内漏
4、大庆石化公司化肥厂合成氨生产原理
油田气经加压至4.05MPa，经预热升温在脱硫工序脱硫 后，与水蒸汽混合，进入一段转化炉进行转化制H2，随后进 入二段转化炉，在此引入空气，转化气在炉内燃烧放出热 量，供进一步转化，同时获得N2。工艺气经余热回收后，进
入变换系统，将CO变为CO2 ，随后经脱碳、甲烷化反应除去
对能耗影响较大，同时对设备的运行维护也不利。
3.2一段炉炉管透火。
该炉管为2000年更换，使用7年多，10月停车处理
123根泄漏炉管，现在炉顶仍有两处透火，用氮气保护 特护运行，制定事故预案，准备2008年大修更换整炉炉 管。 3.3 二段炉偏烧，出口气体CH4超过设计值，影响装置
能耗，2008年大修检查处理。
合成氨生产原理及工艺流程
大庆石化公司化肥厂 2007年10月
1、合成氨概述与中石油合成氨企业状况
1.1合成氨概述
合成氨是生产量最大的化工产品之一，主要应用于生产 尿素。第一套工业化合成氨生产线于1913年建成，日产30吨 合成氨。 20世纪60年代,美国凯洛格公司开发了以天然气为 原料的大型合成氨装置，单套日产氨能力达到600吨，70年 代建设的氨厂日产能力达1000吨，使合成氨工业进入一个新 的发展阶段，世界合成氨的生产能力飞速增长，目前年产量
CO和CO2，分离出的CO2送往尿素工艺。工艺气进入分子筛系 统除去少量水份，为合成氨提供纯净的氢氮混合气。氢氮 混合气经压缩至14MPa，送入合成塔进行合成氨的循环反应 ，少量惰性气体经过普里森系统分离进行回收利用。产品 氨送往尿素工艺和氨罐保存。
合成氨生产工艺主要化学反应过程： 1、油田气脱硫： R-SH+H2＝RH+H2S H2S+ZnO＝H2O(汽)+ZnS CH4+2H2O(汽)＝CO2+4H2
彻底，产物也是由H2、CO、CO2等气体组成，其总反应 过程可用下式表示： CnH2n + 2n H2O(汽)＝ n CO + (2n+1) H2
4.4 二段转化反应
二段转化反应是在一个自热式的内衬耐火材料的
圆筒式反应炉内进行的，在此引入空气，空气中的氧 气与一段转化出口气中的氢气发生燃烧，燃烧热用来
达到1亿3700多万吨，我国截止2004年底合成氨总量已达到
4200万吨/年的生产能力。 2006年，据中国石油化工研究会 不完全统计，在建尿素装置还有300多万吨（合成氨约180万
吨）。
合成氨的生产方法因原料的不同主要有烃类蒸 汽转化法、重油部分氧化法、煤部分氧化法。作为 大型合成氨装置原料的烃类主要有天然气、油田伴 生气、重油和石脑油等。
4.7 甲烷化反应原理、影响甲烷化反应的因素、甲烷
化催化剂
1.甲烷化反应的化学方程式： CO + 3 H2 ＝ CH4 + H2O + 206.284KJ/MOL CO2 + 4 H2 ＝ CH4 + 2 H2O + 165.127KJ/MOL 这两个的反应都是强放热反应，造成显著的温升，绝
热温升的数值大体是:
每反应1％CO温升72℃ 每反应1％CO2温升60℃ 甲烷化反应随温度或压力的提高而加速。如果前部反 应不好，会造成甲烷化催化剂超温，烧坏触媒。
(3) 压力
(4) 溶液的循环量
3. 系统的腐蚀与缓蚀 在脱碳工序，系统的腐蚀有以下几种情况 (1)在60℃以上，CO2气体冷凝液对金属材料的酸性
腐蚀，所以在产生这种酸性腐蚀较严重的部位，都
采用不锈钢材质。 (2)碱性溶液引起金属材质侵蚀性腐蚀。 (3)碱液的应力腐蚀。 (4)冲刷腐蚀。。 (5)氯根(Cl-)对不锈钢的腐蚀。 4. 防止溶液起泡 5. 防止溶液结晶
降低，负荷增加过快，温度控制不当、水碳比的失调 ，都会促进触媒结碳；二是催化剂本身的缺陷。
(3) 催化剂的还原和氧化 烃类蒸汽转化催化剂通常是以氧化态供货的，因此 在开车时要进行还原处理。氧化态催化剂中的活性组分 以氧化镍形式存在，通常以氢或一氧化碳气体作为还原 剂，将氧化镍还原为金属镍，其反应方程式如下： NiO + H2 ＝ Ni+ H2O
是甲烷，另外还含有少量其他低级烃，如乙烷等。因
此气态烃的蒸汽转化实际上主要就是甲烷的转化的反 应。
甲烷的水蒸汽转化过程，其反应方程式为： CH4 + H20(汽) ＝ CO + 3 H2 - 206.58KJ/moL 天然气和油田伴生气中的少量其它低级烃，如乙烷、
丙烷等，它们在高温下与水蒸汽的转化反应进行得很
2、转化：
CH4+H20(汽)＝CO+3H2 3、变换：CO+H2O(汽)＝CO2+H2 4、脱碳：K2CO3＋CO2＋H2O ＝ 2KHCO3 5、甲烷化：CO+3H2＝CH4+H2O 6、氨合成：N2＋3H2＝2NH3 CO2+4H2＝CH4+2H2O
以上六步化学反应是主要反应过程，每一步均会对下 一工况产生影响。其原理及控制方法如下： 4.1 加氢脱硫反应 加氢转化反应是指原料烃中的有机硫及其它组分，在
合成氨的理论能耗约为22.3GJ/t·NH3,实际生
产要达到理论值是不可能的，现在合成氨生产最好 的能耗指标按天然气、渣油、煤原料分别为28.3
GJ/t·NH3、35.8 GJ/t·NH3和41.8 GJ/t·NH3。
1.2中国石油化肥企业生产工艺类型简介
厂名 设计生产能力 万吨/年 合成氨 宁化厂1套 宁化厂2套 乌石化1套 乌石化2套 30 尿素 52 合成氨 工艺类型 渣油制氨德士古流 程 凯洛格流程 渣油制氨德士古流 程 布朗流程 尿素 工艺类型 原料及来源、年消耗量
、Topse工艺、ICI工艺、Branu深冷净化工
艺等。其工艺流程大同ຫໍສະໝຸດ 异。Kellogg基本示意流程如下：
Branu深冷净化工艺 采用了深冷净化流程脱除合成气中过量的氮气、甲烷及氩 气。Branu深冷净化工艺示意流程见下图：
原Kellogg工艺的技术改造主要有增设预转化炉、 净化采用BASF的MEDA吸收技术，及这些模块的组合。大 庆合成氨装置2005年技术改造后，在中油系统已处于领 先地位，在国内同类型装置，处于前列。与云天化等厂
略有差距，主要是我们的改造投资、新技术交流、设备
更新等存在一定的差距。比如小空压机，云天化采用进 口压缩机，我们采用国产的，仅此一项，多耗电折合综 合能耗0.17GJ/TNH3。
2.2、重油部分氧化法
该法适应于重油、渣油及煤制氨，也可用于天然气及
石脑油制氨。该法又分为催化氧化法和非催化氧化法。具 有代表性的有以重油、渣油这原料的Texaco(德士古)气化 工艺、Shell（谢尔）气化工艺、BASF气化艺、以及以煤为 原料的鲁奇加压气化法、珂柏斯法（K-T）、温克勒法和 Shell法，其工艺流程大同小异，基本示意流程如下：