化学工艺学米镇涛答案

化学工艺学米镇涛答案【篇一：科研论文(合成氨工艺综述)】t>（题目：合成氨工艺综述学生姓名：学号：学院：化工学院班级：二〇一四年三月合成氨工艺综述摘要：本文总结了全国合成氨的主要生产方法，从工艺选择、合成氨原料来源、原料及组成、工艺流程，以及合成氨当今的技术结构进行了重点的分析介绍。

关键词：合成氨；工艺技术；原料；流程合成氨是由氮和氢在高温高压下并在催化剂的作用下合成的，世界上除少量从焦炉气中回收外，工业上绝大多数合成氨是由合成法制得。

生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重油、煤炭等等。

其合成的工艺技术也有多种，其中以天然气蒸汽转化法和水煤浆气化法制取合成气最为常见。

一合成氨原料及组成（一）气态烃原料合成氨的气态原料主要包括天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等等，其中天然气的主要组份为：90%以上的甲烷和少量氮气、氢气。

焦炉气的主要成分是：50%多的氢气和25%的甲烷，还有一些其他碳氢化合物。

炼厂干气的主要成分是：气体碳氢化合物为主，以及氮气和氧气，还有一氧化碳和二氧化氮。

（二）液态烃原料合成氨的液态烃原料有：重油、渣油。

其不同厂的渣油成分有些细微的差别，但其主要成分碳含量86%以上，氢含量基本在11%以上还有一些别的物质。

（三）固态原料固态原料主要是煤，有有烟煤、无烟煤、褐煤等等。

物质不同其燃烧值也不同，无烟煤热值最高，烟煤其次。

这也就说明无烟煤的碳含量最高，为89%-98%。

二合成氨工艺技术（一）以天然气为原料制造合成氨工艺技术以天然气为原料制造合成氨的生产过程采用的是蒸汽转化法和加氧催化法，其中以蒸汽转化法为主。

主要流程是天然气和蒸汽在一段转化炉中在催化剂的作用下将天然气中的烷烃转化为以氢气和一氧化碳为主的合成气。

合成气在经过二段转化炉，同时在加入空气，这样一方面使得残余的甲烷进一步燃烧，另一方面配入合成氨所需要的氮气，使得原料气中的氢氮比达到3:1；从二段转化炉出来的转化气中含有一定的一氧化碳，在经过变换工段把一氧化碳变化成二氧化碳，由于二氧化碳对合成氨是无用且有害的气体，会使得合成氨的催化剂中毒，所以必须进行脱除，分别进入低温甲醇洗和液氮洗；脱碳后的气体经过压缩机送往合成塔进行氨的合成。

在世界上合成氨的生产工艺主要有凯洛格传统工艺、凯洛格节能工艺、凯洛格kaap工艺、托普索工艺、ici amv 工艺、布朗工艺等。

其生产工序大都相同，主要的区别在于所选择的设备结构、净化方法、氨合成压力等等。

他们的程序大都是5步骤：天然气的压缩与脱硫、转化、变换、气体净化、合成。

（二）以渣油为原料制造合成氨工艺技术渣油为原料的工艺流程主要有两种，德士古渣油制氨和壳牌渣油工艺。

1.德士古的工艺流程：将渣油加压至9.8兆帕和高压蒸汽混合，在和氧气一起气化生成一氧化碳，氢气等。

含有一氧化碳的气体经过炭黑洗涤塔之后进入变换炉，把一氧化碳的含量降至2.5%，然后变换后的气体冷却后进行低温甲醇洗，主要是脱除合成气中的酸性气体及别的杂质。

然后进入液氮洗工段除合成气中的少量一氧化碳、甲烷、氩气等少量杂质。

最后出来的气体经过压缩送入氨合成塔进行合成。

由于氨合成塔出来的气体氨，经过闪蒸后加压冷却使其变成液态便于储存。

2.壳牌渣油工艺流程：经输油泵送来的2.3兆帕渣油，由高压渣油泵加压至6.9兆帕送往油气化炉顶部烧嘴。

由空分来的液氧经过气化成气态氧气，在与高压蒸汽混合送入气化炉，在炉内反应生成水煤气。

从气化炉下部出来直接进入废热锅炉内五组盘管，管外为锅炉给水副产10兆帕的高压蒸汽，气体经过热量回收后经过气化节能器再回收一部分的热量后，进入激冷管出去气体中的炭黑，出激冷管分离器再经过锅炉给水预热器进入炭黑洗涤塔。

由洗涤塔上部出来水煤气送往一氧化碳变换工段，脱除酸性气体，经过液氮洗后将氢氮比调制3:1合成气送往合成气压缩机。

从合成气压缩机出来的合成气压为11.39兆帕，先经过出口换热器将气体送入卧式氨合成塔，合成塔出口气先经过废热锅炉副产高压蒸汽回收热量，在进入进出口换热器换热后送往组合氨压缩机，加压后经过氨冷凝器冷凝成液氨流入氨储罐。

（三）以煤为原料制造合成氨工艺技术目前国内外煤造气技术比较多，适合合成氨大型化生产的主要为气流床煤气化技术。

其中的壳牌粉煤气化技术和ge（原德士古）加压水煤浆气化技术是行业内的典型代表。

两种技术的主要流程都是先气化、两端变换、低温甲醇洗、液氮洗，再经过加压后送入氨合成塔进行合成。

两种技术的主要区别是气化工段的不同，下面分别介绍：1.scgp煤气化生产工艺流程（1）粉煤制备及输送。

原料煤经过破碎、研磨和干燥处理后，将90%小于100目的煤粉风送至储仓，然后送到加压锁斗，用氮气将其充压到所需要的压力后，再将煤粉压力输送至压力加料料斗，从料斗排出来的粉煤，借可调氮气流将高密度的粉煤流连续稳定的输送到气化炉。

（2）气化。

加压粉煤、氧气和蒸汽通过气化烧嘴喷入炉膛，在4兆帕压力和1400-1600摄氏度下进行反应。

为了防止引起结垢，合成气上升至炉顶用除尘后温度约为300摄氏度进行冷激，使得气体降至900摄氏度后送往废热锅炉。

粉煤中的灰渣最后固化成颗粒，聚集到底部炉渣锁斗中，定期排除。

（3）合成气的净化处理。

经过激冷后的气化炉出口的900多度的合成气，先经过废热锅炉回收热量，再经过陶瓷过滤器出去气体中的灰尘，送往水洗涤器去除卤化物和微量固体物，经过水洗冷却至约40度的合成气送往脱硫系统。

经过脱硫系统后的含硫量降至20毫克/立方米的合成气送往燃气轮机发电组进行发电。

脱硫装置再生排除的硫化氢气体，送入硫回收装置回收硫元素。

2.ge加压水煤浆气化工艺【篇二：化学工艺学教学大纲】txt>一、课程基本信息1.课程代码：2.课程名称：化学工艺学3.学时/学分：32/24.开课系（部）、教研室：化学化工系、物化及化学工程教研室5.先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、化学工程基础6.面向对象：化学专业二、课程性质与目标1.课程性质：化学工艺学是根据化学、物理和其他学科的成就，来研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术上先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。

是化学专业的专业方向课，是主干课程。

2.课程目标：通过对本课程的学习，可使学生了解化工生产中各类重要反应单元及具有代表性产品的生产工艺。

学习过程中对于典型反应过程，要求理解并掌握工艺原理、选定工艺条件的依据、流程的组织和特点、各类反应设备的结构特点和优缺点等，了解能量回收利用方法、副产物回收利用等。

本课程旨在培养学生的化工工艺意识、工程观点和实际分析、解决问题的能力。

三、教学基本内容及要求第一章绪论(一) 教学基本要求（1）了解化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别。

（2）了解化学工艺学研究范畴。

（3）了解现代化学工业的特点与发展方向。

（4）了解化学工业的原料资源和主要产品。

（二）教学基本内容1.1化学工艺学的研究范畴1.2化学工业的发展历史及其在人类社会中的作用1.3现代化学工业的特点和发展方向1.4化学工业的原料资源和主要产品（三）教学重点和难点重点：化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别、化学工艺学研究范畴、化学工业的原料资源和主要产品。

难点：化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别、化学工艺学研究范畴。

（四）思考题1.化学工艺学学科与化学工程学学科之间联系和区别。

2.化学工业的原料资源和主要产品。

第二章化学工艺的共性知识（一）教学基本要求（1）了解无机化学矿、石油、天然气、煤、生物质及其加工利用。

（2）了解再生资源的开发利用、空气和水。

（3）掌握转化率、选择性和收率定义及计算。

（4）掌握生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义。

（5）掌握反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响。

（6）掌握催化剂的基本特征及分类、工业催化剂使用中的有关问题。

（7）掌握反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

（二）教学基本内容2.1化学工业原料资源及其加工利用2.2化工生产过程及流程2.3化工过程的主要效率指标2.4反应条件对化学平衡和反应速率影响2.5催化剂的性能及使用2.6反应过程的物料衡算基础（三）教学重点和难点重点：无机化学矿、石油、天然气、煤、生物质及其加工利用、转化率、选择性和收率定义及计算、生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义、反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响、催化剂的基本特征及分类、工业催化剂使用中的有关问题、反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

难点：转化率、选择性和收率定义及计算、生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义、反应条件如温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率影响、反应过程的物料衡算、热量衡算方法。

（四）思考题1. 解释生产能力和生产强度、平衡转化率和平衡产率定义。

2. 温度、浓度、压力对化学平衡和反应速率有何影响。

第三章烃类热裂解（一）教学基本要求（1）掌握烃类裂解的反应规律。

（2）理解裂解原料性质及评价。

（3）掌握裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学分析。

（4）了解裂解过程中裂解温度和停留时间等工艺参数和裂解深度等操作指标。

（5）理解管式裂解炉、急冷、热量回收及清焦等工艺过程。

（6）了解预分馏的目的与任务及工艺过程。

（二）教学基本内容3.1热裂解过程的化学反应3.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.3管式裂解炉及裂解工艺过程3.4裂解气的预分馏及净化3.5裂解气的压缩3.6裂解气的精馏分离系统（三）教学重点和难点难点：裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学分析、裂解过程中裂解温度和停留时间等工艺参数和裂解深度等操作指标。

（四）思考题1.烃类裂解的反应规律。

2.对裂解反应机理及反应的化学热力学和动力学进行分析。

第四章芳烃转化过程（一）教学基本要求（1）了解芳烃来源与生产方法。

（2）掌握脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。

（3）掌握芳烃转化的原理、方法、流程。

（4）理解提炼工艺流程的共性（二）教学基本内容4.1 概述4.2 芳烃的转化4.3 c8芳烃的分离（三）教学重点和难点重点：芳烃的生产方法、脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应、芳烃转化的原理、方法、流程、提炼工艺流程的共性。

难点：脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应。

（四）思考题1. 解释脱烷基化、岐化与烷基转移、异构化、烷基化反应的特性。

2. 总结提炼工艺流程的共性。

第五章合成气的生产过程（一）教学基本要求（1）了解合成气的生产方法和应用。

（2）了解天然气蒸汽转化过程工艺原理、条件、流程和主要设备。

（3）掌握硫化物和二氧化碳的脱除。

（4）掌握煤气化过程的生产原理、方法及主要设备，co变换。

（二）教学基本内容5.1气—固催化反应的本征动力学5.2催化剂颗粒中的扩散5.3催化剂的失活5.4非催化气—固相反应动力学5.5气—液相反应过程的宏观动力学（三）教学重点和难点重点：天然气蒸汽转化过程工艺原理、条件、流程和主要设备、硫化物和二氧化碳的脱除。