氨合成工艺.ppt

（二）我厂使用的催化剂
（1） 型号：NC(ICI74-1)型，为铁系催化剂 （2）生产厂家：南化公司 （3）催化剂的组成和作用
外观：黑色，有金属光泽，带磁性，不规则
主要成分：Fe2O3、FeO（活性组分：即真正起作 用的是单质铁）
添加剂： ①促进剂：K2O，提高活性； ②CaO， 增强抗毒能力； ③Al2O3，增加催化剂对气体的吸附作用，
（2）未反应的和补充的新鲜气经升压后返回合成塔 继续进行氨的合成反应，氨合成产生的反应热用于 副产3.75MPaG，400℃过热蒸汽 。
二、液氨简介
主要物理性质
在标准状态下，密度为0.77×103Kg/m3，沸点-33.35℃， 熔点-77.7℃， 20℃时液氨比重为0.667，饱和蒸汽压为0.87 MPa，液NH3挥发性极大，极易溶于水，水溶液成碱性，纯 NH3对于大部分物质无腐蚀，但有水存在时对许多金属有腐蚀 作用。
加速反应。
（三）催化剂中毒 催化剂与原料气中的某些组分发生作用，其活性降低或丧
失，叫催化剂中毒。 催化剂中毒分暂时性中毒、永久性中毒（使催化剂活性持 久不可恢复 ）。 能降低催化剂活性或缩短催化剂寿命的化合物通称为“毒 物”
暂时毒物 氧及含氧的化合物 CO、CO2、H2O
毒物
永久毒物
硫及其化合物 氯及其化合物 磷及其化合物
N2
H2S COS
V% 48.16 32.74 17.57 0.06 0.1389 0.5094 0.776 0.0382
氨合成流程主要有由三部分组成
（1）合成气压缩
（2）合成塔中进行氨合成 （3）氨的冷凝分离
由于氨合成反应具有较大的热效应，氨合成流程 中还有回收其热能、副产蒸汽的过程。
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氨合成
氨合成
主要内容
氨合成岗位任务 液氨简介 氨合成反应 氨合成催化剂 工艺流程简介
一、氨合成岗位任务
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨 流程中的核心部分。
（1）在高温、高压和催化剂的存在下将氢氮混合气在合成 塔中合成为氨 ，反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品氨。
分离提纯后的氨以2.16Mpa，37℃液体形式送往尿素装置，若尿素不 用时，则用冷氨泵以0.45 Mpa，-33℃的液体形式送往氨贮罐。
氨对人体危害
液氨及其高浓度的氢氧化物对皮肤及眼睛有强烈 的腐蚀作用，液氨也可以冻伤人体。高浓度的气氨 也可造成严重的腐蚀。
三、氨合成反应
（一）合成氨反应的方程式
3H2+N2 ←→2NH3+Q
（二）反应特点：
1 可逆反应 2 放热反应 4 有催化剂参加的反应
3 体积缩小
(三) 影响合成反应的条件
砷及其化合物
氢氮原料气送往合成系统之前应充分清除 各类毒物，以保证原料气的纯度，一般规 定(CO十CO2)≤10ppm。
催化剂的中毒和老化是不可避免的，但通过改善 气体质量和稳定操作能延长催化剂使用寿命。
五、工艺简介
煤→气化→变换→净化→氨合成
从气化来的粗煤气 ：
组分 CO
H2 CO2 CH4
Ar
氨合成塔的操作压力为11.46Mpa
（3）氢氮比
H2/N2=3时，平衡氨含量具有最大值。
（4）惰气含量
惰性气体（CH4、Ar等）不参加反应 ，其 在系统中的积累，使生产能力下降 。
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四、氨合成催化剂
（一）对氨合成触媒的一般要求
⑴低温活性好 ⑵耐热抗毒性好，寿命长。 ⑶机械强度高，阻力小。 ⑷原料易得，价格便宜。
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（1）温度 ①化学反应速率 温度升高，可使反应速率提高 ②化学平衡 合成反应是放热的，温度升高，反应会逆向进行，不利于
氨的生成 。 基于以上两点，反应温度不能过高或过低。
再者，反应温度与所使用的催化剂有关，在使用催化剂的 初期，因催化剂的活性好，故可降低操作温度；而在催化剂 使用的中、末期，可适当提高操作温度，用其增加反应速度 来抵偿催化剂活性的衰减。
一般控制在400～500℃之间(依催化剂类型而定)。
（2）压力对合成氨反应的影响
由于氨合成反应是体积减少的反应，氨的平衡含量随压力 升高而增加。提高压力，对氨合成反应的平衡和反应速率都 是有利的。即：压力越高，反应速度越快、平衡氨含量越高
但压力高时，对设备材质、加工制作要求高，同时压力 高，原料气压缩功 大，能耗大。