合成氨工艺简介
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介工艺危险特点：1 高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽，气体物料一旦过氧（亦称透氧），极易在设备和管道内发生爆炸。
2 高温、高压气体物料从设备管线泄露时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因郜流速物料与裂（喷）口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸。
3 气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解，在附近管道内造成积炭，可导致积炭燃烧和爆炸。
4 高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织，还会加剧氢气、氮气对钢材的氢蚀和渗氮，加剧设备的疲劳腐蚀，使其机械强度减弱，引发物理爆炸。
5 液氨大规模事故性泄露会形成低温云团引起大范围人群中毒，遇明火还会发生空间爆炸。
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成氨，为一种基本无机化工流程。
现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。
工艺流程1 原料气制备（制备H2、CO、N2的粗原料气）1-1煤气化煤气化是用气化剂对煤或焦炭等固体燃料进行热加工，使其转变为可燃性气体的过程，简称造气。
气化剂主要是水蒸气、空气（或氧气）及它们的混合气体。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；空气煤气：以空气为气化剂制取的煤气，主要成分为N2和CO2。
合成氨生产中也称之为吹风气。
水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气，主要成分H2和CO。
混合煤气：以空气和适量水蒸气为气化剂。
半水煤气：以适量空气和水蒸气做气化剂，所得气体组成符合([H2]+[CO])/[N2]=3.1~3.2的混合煤气，即合成氨的原料气。
1-1-1 以空气为气化剂-空气煤气，其主要成分为空气和二氧化碳C + O2 = CO2C + 1/2O2 = COC + CO2 = 2COCO + 1/2O2 = 2CO21-1-2 以水蒸气为气化剂-水煤气，其主要成分为氢气和一氧化碳。
C + H2O = CO + H2C + 2H2O = CO2 + 2H2CO + H2O = CO2 + H2C + 2H2 = CH41-1-3 间歇式生产半水煤气1-1-3-1固定床煤气发生炉右图为间歇式固定床煤气发生炉燃料层分区示意图。
合成氨工艺流程简介
合成氨工艺流程简介在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。
合成氨生产工艺简介
合成氨生产工艺简介
合成氨以煤为原料，采用固定层间歇法制气，制出合格的半水煤气送至气柜。
经静电除尘后的半水煤气进入脱硫塔，经湿法脱硫后去氢氮气压缩机加压后，半水煤气进入饱和塔，传热传质后，进入变换炉，经变换炉将其中的一氧化碳转化为二氧化碳和氢气，进入变脱进一步脱除硫化物，再经过脱碳工段脱除二氧化碳后，进入压缩机加压，经铜洗脱除其中少量的一氧化碳、二氧化碳，进入压缩机七段加压，然后进入合成塔，在高温高压催化剂作用下进行合成反应生成氨，再经氨分离器和冷凝塔分离出液氨，减压、计量后送往液氨仓库备用。
尿素由氨库来液氨经液氨泵加压送往尿素合成塔。
同时由氢氮压缩机三段出口的气体通过脱碳之后，其中二氧化碳气体经二氧化碳压缩机压缩后送入尿素合成塔，由循环系统回收的氨基甲酸铵一氨水溶液；也回到尿素合成塔，在塔内CO2和NH3反应生成尿素熔融物，出塔后多次减压分解，再经过加热蒸浓，液相熔融尿素进入造粒塔后成尿素产品，再经包装制成成品尿素。
未反应的NH3和CO2经回收循环再使用。
甲醇由合成压缩机六段出来的气体，经滤油进入甲醇合成塔，经冷却分离后，进入粗甲醇储槽，经计量后，经商品泵装桶或装槽车销售。
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介一合成氨工艺简介中小型氮肥厂是以煤为要紧原料，采纳固定层间歇气化法制造合成氨原料气。
从原料气的制备、净化到氨的合成，通过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。
工艺流程简图如下所示：该装置要紧的操纵回路有：（1）洗涤塔液位；（2）洗涤气流量；（3）合成塔触媒温度；（4）中置锅炉液位；（5）中置锅炉压力；（6）冷凝塔液位；（7）分离器液位；（8）蒸发器液位。
其中触媒温度操纵可采纳全系数法自适应操纵，其他回路采纳PID操纵。
二要紧操纵方案（一）造气工段操纵工艺简介：固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时刻里具体分为五个时期；(1)吹风时期约37s；(2)上吹时期约3 9s；(3)下吹时期约56s；(4)二上吹时期约12s；(5)吹净时期约6s.l、吹风时期现在期是为了提升炉温为制气作预备的。
这一时期时刻的长短决定炉温的高低，时刻过长，炉温过高；时刻过短，炉温偏低同时都阻碍发气量，炉温要紧由这一时期操纵。
般工艺要求现在期的操作时刻约为整个循环周期的18％左右。
2、上吹加氮制气时期在现在期是将水蒸汽和空气同时加入。
空气的加入增加了气体中的氮气含量，是调剂H2/N2的要紧手段。
然而为了保证造气炉的安全该段时刻最多不超过整个循环周期的26％。
3、上吹制气时期该时期与上吹加氯制气总时刻为整个循环的32％，随着上吹制气的进行下部炉温逐步下降，为了保证炉况和提升发气量，在现在期蒸汽的流量最好能得以操纵。
4、下吹制气时期为了充分地利用炉顶部高温、提升发气量，下吹制气也是专门重要的一个时期。
这段时刻约占整个循环的40％左右。
5、二次上吹时期为了确保生产安全，造气炉再度进行吹风升温之前，须把下吹制气时留在炉底及下部管道中的半水煤气吹净以防不测，故进行第二次上映。
这段时刻约占7％左右。
6、吹净时期这段时刻要紧是回收上行煤气管线及设备内的半水煤气。
约占整个循环的3％。
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：
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H 2，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, N 2, H 2 H 2S 等其他杂质 CO, N 2, H 2变换气脱硫工段CO 2, N 2, H 2H 2S 等其他杂质 甲醇合成工段少量CO, CO 2, N 2, H 2精炼工段N 2, H 2 极少量CO X 等其他杂质 氨合成工段N 2, H 2冷冻工段NH 3 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”。
合成氨工艺安全简介
合成氨概述（十二）
❖ 3、氨危险特性 ❖ 泄漏的氨气会危及人畜生命安全。遇
水则变成有腐蚀性的氨水；受热容器内 压力增大，有爆炸危险；氨气在空气中 达到爆炸极限浓度，遇火源会引起燃烧 爆炸；有油存在时，更增加燃烧危险。
❖
合成氨概述（十三）
❖ 4、事故处置 ❖ 泄漏处置：人员迅速撤离泄漏污染区
到上风处，并隔离至安全地带，切断火 源。 应急人员应戴正压式呼吸器，穿防 化服。切断气源，用酸性雾状水中和、 稀释、溶解，然后抽排（室内）或强力 通风（室外）。
合成氨概述（八）
❖原料气来源主要分类 ❖ 1、油头 （ 石化企业） ❖ 2、气头 （ 石化企业） ❖ 3、煤头（ 焦化企业）
合成氨概述（九）
合成氨生产工艺危险性
❖ 高 温 （最高达500℃以上） ❖ 高 压 （最高达320kgf/c㎡） ❖ 易燃烧、爆炸 （油品 H2 CO NH3 H2S CH4） ❖ 易中毒 、窒息 （ CO NH3 H2S N2 ） ❖ 腐蚀性强 （H2S CL根） ❖ 副反应多 ❖ 部分涉及放射性物品 （钴-60）
❖ 四是当火势蔓延到氨设备和氨管道区域， 燃烧产生的高温导致氨设备和管道发生物理 爆炸，大量氨气泄漏，引起氨燃烧、爆炸。
❖ 造成重大人员伤亡的主要原因：一是起火
事故案例
❖ 火势从起火部位迅速蔓延，聚氨酯泡沫塑料 大面积燃烧，产生高温有毒烟气，同时伴有 泄漏的氨气等毒害物质。二是主厂房内部分 逃生通道被锁闭，火灾发生时人员无法及时 逃生。三是主厂房内没有报警装置，部分人 员对火灾知情晚，使一些人丧失了最佳逃生 时机。四是宝源丰公司未对员工进行安全培 训，未组织应散演练，员工缺乏逃生自救互 救知识和能力。
❖8
氢
氢气
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。
合成氨工艺简介
02
随着科技的不断进步，合成氨 技术将不断优化和改进，提高 生产效率和降低成本。
03
合成氨技术的未来发展趋势将 更加注重环保、节能和可持续 性，以适应人类社会发展的需 要。
06
相关问题和探讨
节能减排技术在合成氨工艺中的应用
节能技术
节能技术贯穿于合成氨工艺的全过程，包括原料的预处理、反应条件的优化、 能源回收等环节。通过采用先进的节能技术，可以显著降低合成氨工艺的能耗 ，提高能源利用效率。
合成氨工艺简介
汇报人： 日期:
目录
• 合成氨的历史和发展 • 合成氨工艺流程 • 合成氨工艺的原理和特点 • 合成氨工艺的操作和维护 • 合成氨的应用和前景 • 相关问题和探讨
01
合成氨的历史和发展
合成氨的发明历程
1805年，戴维(Humphry Davy)将氢气通过金属进行反 应实验。
1909年，哈勃(Fritz Haber)发明了工业合成氨的方法。
合成氨工艺的操作和维护
工艺参数的监控和调节
温度监控
合成氨工艺的反应温度是关键参数之一，需要 实时监控并调节。
压力监控
反应压力也是关键参数，需要精确控制以获得 最佳的反应效果。
气体组成分析
分析反应气体组成，判断反应是否进行完全，同时根据分析结果调整工艺参数 。
设备的维护和保养
1 2
设备清洁
定期对设备进行清洁，以防止灰尘和杂质对设备 性能的影响。
催化剂的活性
催化剂的活性可以通过温度、压力、气体组成等因素来调节。
合成氨工艺的特点和优缺点
工艺流程
合成氨工艺通常包括天然气或煤的气化、净化、压缩、合成等环 节。
优点
合成氨工艺具有原料来源广泛、工艺成熟、产量大等优点。
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。
合成氨工艺简介
合成氨工艺简介嘿，朋友们，今儿咱们来聊聊一个听起来挺高大上，但实际上和咱们生活息息相关的工艺——合成氨。
你或许没直接听过这名字，但你知道吗？家里用的化肥、医院消毒用的氨水，还有汽车尾气净化器里的催化剂，这些都离不开合成氨的功劳。
想象一下，咱们吃的粮食蔬菜，为啥能长得那么好？除了农民伯伯的辛勤耕耘，还有合成氨的一份力呢。
合成氨，简单来说，就是把空气中的氮气“变”成氨气。
这听起来就像魔法一样，对吧？但实际上，这背后的工艺可是相当讲究。
咱们知道，空气里氮气特别多，占了快八成，但它这家伙特别“懒”，不爱跟其他元素打交道。
科学家和工程师们就想了个办法，用高温高压加上催化剂，给氮气找了个“伴儿”——氢气，俩人在高温高压下“一见钟情”，就成了氨气。
这过程，就像给氮气找了个对象，促成了一段“好姻缘”。
合成氨这活儿，可不是随便哪个工厂都能干的。
得有专业的设备，还得有经验丰富的工人来操作。
这工艺啊，对环境要求也高，得保证安全，还不能污染空气。
所以，每次看到那些合成氨工厂正常运转，我就觉得特别不容易，真是“台上一分钟，台下十年功”。
说起来，合成氨的历史也不短了。
从一百多年前开始，人们就开始研究怎么合成氨，那时候条件可艰苦了，但科学家们还是坚持下来了。
现在，咱们有了这么先进的工艺，真是得感谢那些前辈们的付出。
合成氨啊，真是个好东西。
它不光能让咱们的粮食丰收，还能让咱们的生活更干净、更健康。
下次你看到化肥袋子，或者听到氨气的名字，别忘了想想它背后的故事，那可是人类智慧和汗水的结晶啊。
总之，合成氨这工艺，虽然听起来复杂，但实际上和咱们的生活紧密相连。
它就像咱们生活中的一个老朋友，默默地付出，不求回报。
咱们得好好珍惜它，让它继续为咱们的生活添砖加瓦。
合成氨工艺介绍
合成氨工艺一：以煤为原料的合成氨工艺以煤为原料的大型合成氨工艺流程如图1-1所示，各种工艺流程的区别主要在煤气化过程。
典型的大型煤气化工艺主要包括固定床碎煤加压气化工艺、德士古水煤浆加压气化工艺以及壳牌干煤粉加压气化工艺。
①固定床碎煤气化固定床碎煤加压气化，以鲁奇炉为代表，是指一定粒度范围(5。
50mm)的碎煤，在1.0。
3.0MPa 的压力下与气化剂逆流气化的反应过程。
碎煤加压气化最先由德国鲁奇公司开发成功，是当今世界上用于生产城市煤气、合成天然气、合成气的重要煤气化技术。
在鲁奇加压气化工艺中，气化压力3.0MPa，可使用弱粘结性烟煤和褐煤，由于采用加压气化，碳转化率高达90%左右，单炉生产能力大大提高，所得煤气的热值也高，但是其缺点是不能使用强粘结性、热稳定性差、灰熔点低的煤种及粉状煤，且生成气中CH4含量较高，生产过程中有大量焦油和含氰废水存在，使整个工艺流程复杂化，与其配套的后序工艺为耐硫一氧化碳变换、鲁奇和林德公司的低温甲醇洗、法国液化空气公司的液氮洗及空分装置、甲烷蒸汽转化、高温变换、S-100型径向流合成塔。
由于采用加压气化及热能的综合利用系统，使其吨氨能耗降至50GJ左右，单炉生产能力也大大提高② 德士古水煤浆加压气化工艺美国德士古发展公司(Texaco DevelopmentCorporation TDC)从开发重油气化工艺中得到启发，于1948年首先提出水煤浆气化的概念，取名为德士古煤气化工艺，简称Texaco法。
通过不断的改进整个装置在工艺设计中充分考虑了工艺的先进性和能量的综合利用，使吨氨能耗可以降至46～47 GJ。
水煤浆制氨工艺不论在工艺路线、工艺设计上都是煤制氨工业的一个新起点。
20世纪90年代，我国渭河化肥厂引进美国Texaco公司的水煤浆加压气化技术的新型工艺装置其方法是将煤制成一定浓度(65%～70%)的水煤浆，然后在高温高压下进行气化，气化压力可高达6.4MPa，压缩功耗大大降低，碳转化率高达96%以上，而且合成气中CH4 含量较低(0.01%左右)，是一种高效低污染的煤气化工艺。
合成氨工艺介绍
一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。 4
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。
N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温 高压",下为:"催化剂")
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 工艺流程 1.合成氨的工艺流程
催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如，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。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，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，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。
合成氨生产工艺介绍[整理]
![合成氨生产工艺介绍[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/d91ca5ee5122aaea998fcc22bcd126fff7055d8f.png)
合成氨生产工艺介绍[整理]合成氨是现代农业、化学工业、燃料等领域的重要原料。
工业合成氨的生产工艺主要是通过哈-博士过程进行的，简称H-B法。
这种方法是将空气中的氮气与氢气在催化剂的存在下进行化学反应，生成氨气。
1. 哈-博士过程的原理H-B法是将氮气和氢气分别通过加热、压缩和清洗等方式处理后，再将两气混合到催化剂层上进行反应。
催化剂通常选用铁、铑、钼等金属催化剂，也可以采用物理和化学合成的单一和复合催化剂。
在反应过程中，氢气在催化剂层上与氮气发生反应，生成氨气，同时放出大量的热量。
生成氨气后，氢气和氮气的剩余量将被回收再利用。
2. 生产工艺流程H-B法合成氨气的生产工艺流程主要包括氢气制备、氮气制备、氢氮混合、压缩、催化反应、分离纯化和氨气回收等环节。
（1）氢气制备：通过蒸汽重整、水气变换和煤制氢等方法将天然气、石油、煤等原料转化为氢气。
（2）氮气制备：常用的方法有空气分离法和氧化铵法。
空气分离法将空气经过压缩、冷却、除尘、空气分离等步骤制备氮气。
氧化铵法则是将高浓度的氨水与纯碳粉混合后在加热反应生成氮气。
（3）氢氮混合：通过控制氢气和氮气的比例制备合适的混合气体。
（4）压缩：利用压缩机将氢氮混合气体压缩至高压。
（5）催化反应：将高压氢氮混合气体经过加热后，进入催化反应器内，在催化剂作用下氮气和氢气发生化学反应生成氨气。
（6）分离纯化：将合成气中的氨气、氢和氮等组分进行分离和纯化，得到高纯度的氨气。
（7）氨气回收：将产生的氨气收集回收，同时将未反应的氢气和氮气回收再利用。
3. 工艺的优缺点H-B法的主要优点是工艺稳定，生产量大，产品纯度高，而且氨气的制备设备易于实现自动化控制，操作简单。
它是目前世界上最为成熟的合成氨气工艺。
但是，H-B法也存在一些缺点。
首先，该工艺所用的原材料，也就是天然气、石油、煤等等，属于有限资源，且成本较高。
其次，反应过程中可能产生一定的有毒和有害物质，对环境和人体健康造成影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合成氨工艺简介
标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
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 (1)
CO+O2=CO2 (2)
2．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：CO（g）+ H2O(g)==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Cu（NH3）2Ac（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。