化工合成氨工艺原理及流程分析(ppt 34页)
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合成氨工艺简介课件
数据分析与优化
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
感谢您的观看
THANKS
合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
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合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
化学工艺学课件合成氨工艺30页PPT
生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
化学工艺学课件合成氨工艺
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
合成氨PPT演示文稿
净 化
合 成
分 离
液氨
合成氨的实地照片
(五)合成氨工业的发展
阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
小结：
工业合成氨:
(1)原理: (2)条件: (3)生产过程: (4)三废处理:
练习：
１．合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得， 其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率 的是（ Ｃ ） A．增大压强 B．降低温度 C．增大水蒸气浓度 D．加催化剂
催化剂
CH4+2H2O===4H2+CO2
催化剂
(四)工业合成氨的四个生产过程:
想一想:制取原料气的过程中常混有 CO,CO2 和H2S 的气体杂质有__________
四个生产过程:
造气, 净化，合成，分离
(五)工业合成氨的工业流程:
(五)工业合成氨的工业流程:
1、用图式表示合成氨的流程：
原料气 的制取
N2(g) + 3H2(g)
高温高压
催化剂
2NH3 (g) (放热)
(三)工业合成氨的原料选择
思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里?
N2主要来源于空气 ____ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于水和碳氢化合物 ____ C+H2O===CO+H2
CH4+H2O===3H2+CO
２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨 的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其 先后顺序为（ Ｂ） A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当 人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。 然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ====
合成氨工段生产工艺(PPT课件)
3.1合成氨定义 氨合成反应在较高压力和催化剂存在的 条件下进行。 N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol
8
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 热力学计算表明，低温、高压对合成氨 反应是有利的。当采用铁催化剂时，由 于改变了反应历程，降低了反应的活化 能，使反应以显著的速率进行。
9
3/合成氨催化剂
2015
合成氨生产工艺
1
目录
1 氨的性质 2 合成氨工业产品的用途 3 合成氨催化剂 4 合氨的生产设备成 5 合成氨的生产工艺
2
1/氨的性质
氨的性质
分子式NH3，无色气体,有刺激性 恶臭味，熔点-77.7℃。沸点33.35℃。 蒸气与空气混合物爆炸极限16～ 25%(最易引燃浓度17%)
•液 态 氨 将 侵 蚀 某 些 塑 料 制 品 , 橡 胶和涂层。
14
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
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。这 种中毒是暂时性中毒：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。
15
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
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。
3
2/合成氨工业产品的用途
氨气用途
工业上用氨气来通过氧化制造硝 酸，而硝酸是重要的化工原料。
还可以制造化肥。
氨水用途
广泛应用于实验室、军事、制药 工业、纱罩业
4
2/合成氨工业产品的用途
氨水的用途
1
军事
作为一种碱性 消毒剂，用倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
18
8
3/合成氨催化剂
3.2催化机理 热力学计算表明，低温、高压对合成氨 反应是有利的。当采用铁催化剂时，由 于改变了反应历程，降低了反应的活化 能，使反应以显著的速率进行。
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3/合成氨催化剂
2015
合成氨生产工艺
1
目录
1 氨的性质 2 合成氨工业产品的用途 3 合成氨催化剂 4 合氨的生产设备成 5 合成氨的生产工艺
2
1/氨的性质
氨的性质
分子式NH3，无色气体,有刺激性 恶臭味，熔点-77.7℃。沸点33.35℃。 蒸气与空气混合物爆炸极限16～ 25%(最易引燃浓度17%)
•液 态 氨 将 侵 蚀 某 些 塑 料 制 品 , 橡 胶和涂层。
14
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
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。这 种中毒是暂时性中毒：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。
15
3/合成氨催化剂
3.4催化剂中毒
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。
3
2/合成氨工业产品的用途
氨气用途
工业上用氨气来通过氧化制造硝 酸，而硝酸是重要的化工原料。
还可以制造化肥。
氨水用途
广泛应用于实验室、军事、制药 工业、纱罩业
4
2/合成氨工业产品的用途
氨水的用途
1
军事
作为一种碱性 消毒剂，用倒和昏厥， 并作皮肤刺激 药和消毒药。
18
化工工艺学合成氨幻灯片PPT
（1）原料的预热温度：其高低应根据原料烃的 组成及催化剂的性能而定。 （2）对流段内各加热盘管的布置
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
(3) 转化系统的余热回收
现代大型氨最重要的特点是充分回收生产过程的余热， 产生高压蒸气作为动力。
29 合成氨工业
（四）、烃类蒸气转化主要设备
顶部烧嘴炉（图）
炉型 侧壁烧嘴炉
1、一段转化炉
梯台炉 冷底式（图）
1、外部供热的蒸汽转化法
2、内部蓄热的间歇操作法
3、自热反应的部分氧化法
11 合成氨工业
二、煤气化原理
（一）、化学平衡
1、以空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为： C+O2= CO2； △H0298=-393.77kJ/mol C+1/2O2=CO； △H0298=-110.59kJ/mol C+CO2=2CO； △H0298=-172.284kJ/mol CO+1/2O2=CO2；△H0298=-283.183kJ/mol 设CO2平衡转化率为α，总压为P 则
在制冰、空调、冷藏等系统的致冷剂。
5 合成氨工业
三、生产方法
（一）氰化法
CaO 3C 2 0 0oC 0 Ca2 CCO Ca2 CN2 1 0 0oC 0 CaC 2C N
CaC 23 NH2O CaC 32 O NH 3
（二）直接法
此法是在高压、高温和有催化剂时，氮气和氢 气直接合成为氨的一种生产方法。目前工业上合成 氨基本上都用此法。
烷烃：
或
C n H 2 n 2 n 2 1 H 2 O 3 n 4 1 C 4 n 4 H 1 C 2
C C n H n H 2 n 2 n 2 2 n n 2 2 O O H H n n2 C C ( ( 2 3 n n 1 1 ) ) O H H O 2 2
合成氨工艺流程课件
合成氨工艺流程课件一、氨的分子结构和性质氨（NH₃）是一种无机化合物，由氮元素和氢元素组成。
它的分子结构是由一个氮原子和三个氢原子组成的四边形结构。
氨的分子量是17，它的液体形式在常温下存在，并且具有强烈的刺激性气味。
氨是一种碱性物质，可以与酸反应生成铵盐。
它还可以作为有机化合物的碱催化剂，在许多化学反应中起到关键作用。
二、合成氨的原料和反应合成氨的主要原料是氢气和氮气。
首先，氢气和氮气在高温高压下进行反应，生成氨和水。
这个反应是一个可逆反应，可以通过改变温度和压力来调节反应速率和产物比例。
三、合成氨的工艺流程合成氨的工艺流程主要包括以下步骤：1.反应前：原料氢气和氮气要进行预处理，如净化、加压等，以保证反应所需的质量和压力。
2.反应中：在高温高压条件下，氢气和氮气发生合成反应生成氨和水。
这个过程需要严格的温度和压力控制，同时需要避免催化剂的中毒和失活。
3.反应后：生成的氨和水通过分离和精制，得到高纯度的氨产品。
同时，未反应的氢气和氮气可以进行循环利用，降低能源消耗。
四、催化剂和反应条件合成氨的反应是在催化剂的作用下进行的，催化剂可以降低反应的能量障碍，提高反应速率。
常用的催化剂是铁催化剂，但是催化剂的活性受到反应温度、压力、原料质量等多种因素的影响。
反应温度和压力也是影响合成氨反应的重要因素。
在一定范围内，提高温度和压力可以提高反应速率和产物浓度。
但是，过高的温度和压力会增加能源消耗和设备负担，甚至可能造成安全事故。
因此，在合成氨工艺流程中，要根据实际情况选择适宜的反应温度和压力。
五、氨分离和循环利用氨的分离方法主要有冷凝法和化学吸收法。
冷凝法是通过冷却将氨从混合气体中冷凝下来，然后进行分离。
化学吸收法是利用化学试剂与氨反应，将氨从混合气体中吸收下来，然后进行分离。
两种方法都有各自的优缺点，要根据实际情况选择适合的分离方法。
未反应的氢气和氮气可以进行循环利用，降低能源消耗。
在循环利用过程中，需要对氢气和氮气进行净化处理，以去除杂质和恢复催化剂的活性。
合成氨生产工艺讲义ppt课件
接下去的中温变换和低温变换（简称中变 和低变），各自在不同的温度下使气体中的 CO与水蒸气反应，生成等量的CO2和H2,从 而提供了更多的作为合成氨原料的氢气。这 个反应叫做变换反应。
以上转化工序和变换工序构成了合成氨装 置的造气系统，制出了合成氨所用的粗原料 气，主要成分是H2和CO2
粗原料气进入脱碳工序，在这里用一种 MDEA溶液把气体中的CO2吸收掉，随后又使溶 液加热并减压，把CO2释放出作为副产品。溶液 循环使用。 来自脱碳的工艺气，首先按氢氮比约为3：1 配入来自空分的氮气，然后进入甲烷化工序，把 工艺气中残余的少量CO2和CO经甲烷化反应变 成水蒸气和CH4。水蒸气经过冷凝排出，而CH4 对后续工序是无害的惰性气体。 脱碳和甲烷化合称净化，即把粗原料气净化 为合成氨所需要的纯净的氢氮混合气。
156
300
500
500
1500
五、本装置生产规模（设计值）
合成氨产能 年操作时间 年操作时数 12万吨/年 333天 8000小时 （小时产量15吨）
（日产量360.36吨）
第二节
本装置合成氨工艺全流程、装置特点和催化 剂知识简介 一、本装置合成氨工艺全流程方块示意图如 下：
说明： 来自焦化装置的焦炉气送入合成氨装置界区后， 首先经过电捕焦油器和脱硫工序，脱除焦炉气中 的焦油、尘及硫化物后，送至转化工序。在这过 程中，焦炉气用焦炉气压缩机压缩3.75Mp（G）。 压力3.75Mpa（G）焦炉气送入转化工序，先进 入饱和塔被工艺水饱和增湿，然后经加热炉，再 进入转化炉，在此引入来自空分的氧气。氧气在 炉内燃烧掉一部分CH4，放出热量供转化反应。 出转化炉的焦炉气中残余的CH4已经很少了。
化工工艺学课件合成氨
反应器
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
图3-34 以重油为原料合成氨流程
第13页
3.2.2 原料气制备
•
合成氨中原料气中氢氢气碳比是：由表含示碳某种燃原料料转与化水
得到。
蒸气反应时释放氢比从水中
•
现在工业上采取天然释放气氢（轻包易含程度油。田气）、
炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤生
产合成氨。这些原料均可看做是有不一样氢碳
我国合成氨装置是大、中、小规模并存格局， 总生产能力为4260万t/a。
大型合成氨装置有30套，设计能力为900万
t/a，实际生产能力为1000万t/a；
中型合成氨装置有55套，生产能力为460万
t/a；
小型合成氨装置有700多套，生产能力为
2800万t/a。
❖我国产量为4222万吨，居世界第一。
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
第18页
一、烃类蒸气转化法
• ①催化剂活性组分、助催化剂和载体
• a活性组分：从性能和经济方面考虑，活 性组分，镍为最正确，含量在4%~30%较 为适宜。
• b助催化剂：提升镍活性、延长寿命和 增加抗析碳能力。可加入MgO作助催化剂。
• c镍催化剂载体：使镍高度分散、晶料变 细、抗老化和抗析碳等作用。惯用有氧化 铝、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化铬、 氧化钛和氧化钡等。
化工工艺学合成氨课件
第33页
二、重油部分氧化法
• 2、反应条件 • 反应温度：1200~1370℃ • 反应压力：3.2~8.37MPa • 催化剂：无 • 水蒸气用量：每吨原料加水蒸气400~500kg • 水蒸气作用： • （1）起气化剂作用。 • （2）能够缓冲炉温及抑制析碳反应。
合成氨工艺简介ppt
环境保护措施
减少能源消耗
优化工艺流程，提高能源利用效率，减少污染物排放。
污染物减排
采用低排放技术和设备，对产生的污染物进行治理和减排。
生态恢复
在生产过程中对受损生态系统进行恢复和补偿，加强生态保护。
安全风险评估
危险源辨识
识别出工艺过程中可能存在的危险源和风险点。
风险评估
对危险源和风险点进行评估，确定可能产生的安全事故及影响范围。
源进行制备。
氮气
氮气是合成氨的主要原料之一 ，主要从空气中分离得到。
天然气
天然气是一种重要的原料，可 通过蒸汽转化或部分氧化等方
法制备合成气。
原料的来源与采购
01
02
03
氢气
氢气主要通过天然气重整 、水电解、生物质气化等 方式制备。
氮气
氮气主要从空气中分离得 到，一般采用深冷分离或 膜分离等方法。
低碳化
研究开发低碳环保的合成氨工艺，降低碳排放和能源消耗，实现 可持续发展。
资源循环利用
实现资源的循环利用，提高资源的利用率和经济效益，减少对环 境的污染。
智能绿色工厂
应用智能化的信息技术和自动化技术，实现绿色工厂的智能化和 自动化生产，提高生产效率和环保水平。
THANKS
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合成氨工艺简介ppt
xx年xx月xx日
目录
• 合成氨工艺概述 • 合成氨工艺流程 • 合成氨工艺设备 • 合成氨工艺原料及产品 • 合成氨工艺的环境影响及安全措施 • 合成氨工艺的未来发展趋势及新技术的应用
01
合成氨工艺概述
定义与特点
定义
合成氨是指将氮气和氢气在一定条件下反应，生成氨气。
特点
合成氨是一种高能耗、高水耗、高投资的化工过程，是重要 的基础化工原料生产过程。
合成氨的工艺流程41页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
合成氨的工艺流程
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
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。
合成氨工艺与设备ppt课件
化剂催化活性。为防止反硫化，进低变的反应气体中H2S不能过低，H2S
含量有一个最低值。从化学平衡来看，汽气比越低，最低H2S含量越低，
催化剂越不易反硫化。
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1、基本概念-合成氨
什么是合成氨？
发展简史：
世界上第一个合成氨厂于1913年在德国噢 堡建成，实现了工业化生产（30吨/天） 。
我国第一个合成氨厂上世纪三十年代在永
利公司（就是现在的吉化公司）建成，到194
9年我国合成氨年产量为0.6万吨，2008年产
量达到了4500万吨,占世界总产量的1/3.为世
成NaHS和NaHCO3,其反应方程式如下： 碱的溶解(Na2CO3+H2O→NaHCO3+NaOH/NaHCO3+H2O→N aOH+H2O+CO2 ） Na2CO3＋H2S→NaHS+NaHCO3 /H2S+NaOH→NaHS+H2O NH3+H2S→NH4HS（氨水脱硫） 2）再生：溶液中的HS-被氧化析出硫(催化剂作用下)：
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3、各工段工艺及设备-压缩工段
活塞式压缩机的工作原理 根据气体状态方程：P·V=n·R·T
（n——物质的量；R——常量） 当气体的温度（T）保持不变时，我们
可以通过压缩气体的体积（V）来提高气体的压 力（P）。利用气体的可压缩性，通过压缩机各 段活塞的往复动作而达到提高气体压力的目的。
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3、各工段工艺及设备-压缩工段
合成氨工艺与设备
宜化化机 崔娟 2016年3月
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❖目 录
1 基本概念
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合成氨工艺流程简述
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各工段工艺与设备
4 结束语
2
合成氨流程.完整版PPT资料
首、先CH进30入HD脱-5除0来1干进净自行，气出大液A分一气离50的，lA分／常离B后掉压，原原空料料气气气中进夹，入带冷经的箱少空。量甲气醇液压滴缩，然机后进G入B分0子0筛1吸增附器压（至A-5001.A6／8BM）P，将a原的料压气中微量的C02 来离自开天 H2然S吸气收压缩塔缩（机空A(K—0气2D1A0进210)1的入）6.塔吸顶的附气体器总A硫2含6量2小6于A1./B将空气中的水份和CO2吸附掉，经
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合成氨工艺流程方框图
空气压缩机
P：0.742 T：100 F：130450
空气分离
P：7.0 T：380 F：1
蒸 汽
天然Biblioteka P：6.6气T：250
F：33716
O2 P：6.61 T：38.5 F：22150
气化
P：6.2 T：40 F：34.5
P：5.52 T：45 F：89523 P：0.3 T：138 F：41.35
8℃，其中绝大多数氨被冷凝下来，分离出来的循环气经过A-EC601换热后返回到合成气压缩机。
5D2AM2P01a），，45H℃2过S，吸8净收89塔7化1分N和上m3下/干h两）段含燥，饱的下和段水空作的为粗气预原洗进料段，入，经上过冷段原作箱料为气中主分洗离压段器。塔进行T分3离2原1料1气底中部夹带。的水，然后进入H2S吸收塔（A—
7℃，经冷却的变换气在变换气氨冷器（A—EA402）中用液氨进一步冷却至－28℃后
海洋石油天野在化工塔是年低产得30万到吨合的成液氨，氧52万由吨液尿素氧联产泵20P万3吨5甲6醇8的A大/型B化加工企压业至，原6设.5计1合M成氨P装ａ置经空分换采用热林器德精馏工艺，气
化采用Shell渣油部分氧化法，原料气净化采用LVRGI两步法低温甲醇洗和液氮洗工艺，合成采用凯洛格卧式合成塔，全部工艺设计由
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合成氨工艺流程方框图
空气压缩机
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空气分离
P：7.0 T：380 F：1
蒸 汽
天然Biblioteka P：6.6气T：250
F：33716
O2 P：6.61 T：38.5 F：22150
气化
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8℃，其中绝大多数氨被冷凝下来，分离出来的循环气经过A-EC601换热后返回到合成气压缩机。
5D2AM2P01a），，45H℃2过S，吸8净收89塔7化1分N和上m3下/干h两）段含燥，饱的下和段水空作的为粗气预原洗进料段，入，经上过冷段原作箱料为气中主分洗离压段器。塔进行T分3离2原1料1气底中部夹带。的水，然后进入H2S吸收塔（A—
7℃，经冷却的变换气在变换气氨冷器（A—EA402）中用液氨进一步冷却至－28℃后
海洋石油天野在化工塔是年低产得30万到吨合的成液氨，氧52万由吨液尿素氧联产泵20P万3吨5甲6醇8的A大/型B化加工企压业至，原6设.5计1合M成氨P装ａ置经空分换采用热林器德精馏工艺，气
化采用Shell渣油部分氧化法，原料气净化采用LVRGI两步法低温甲醇洗和液氮洗工艺，合成采用凯洛格卧式合成塔，全部工艺设计由
合成氨生产工艺介绍讲座PPT
四、氨合成与分离的工艺流程
（一）气体的压缩和除油
（二）气体的预热和合成
（三）氨的分离
合成塔出口气体氨含量一般为10~20%因此将氨分离出来。 1.水吸收法 2.冷凝 该法是将合成气体降温，使其的气氨冷凝成液氨，后 在氨分离器中，从不凝气体中分离出来。目前主要采用冷却法 分离循环气中的氨。
在氨冷凝过程，部分氢氮气及惰性气体溶解在液氨中。
缺氮的棉花
智利硝石(NaNO3)
氮的固定： 把大气中的氮转化为氮的化合物叫做氮的固定。
包括： ① 自然固定：豆科植物固氮、雷雨天产生NO气体； ② 人工固定：合成氨等。
二、合成原理及条件
N2+3H2
2NH3 (正反应为放热反应)
特点： a、可逆反应 b、正反应为放热反应
c、正反应是气体体积缩小的反应。
高温
C＋H2O(g) → CO＋H2
CO＋H2O(g)催→化剂CO2＋H2
4.合成氨工艺条件：
4.1操作压力
在一定的空速下，合成压力越高，出口氨浓度越高，氨 净值(合成塔出入口氨含量之差)越高，合成塔的生产能力也 就越 大。
氨合成系统的能量消耗主要包括原料气压缩功、循环气 压缩功和氨分离的冷冻功。 生产实践证明：操作压力在20～35MPa时总能量消耗比较 低。
4.2温度
将某种催化剂在一定成产条件下具有最高氨生成率 的温度称为最适宜的温度。
最适宜温度还和空间速度、压力等有关
经生产实践得出氨合成操作温度控制在470~520度较为
适宜。
4.3空间速度
当操作压力、温度及进塔气组成一定时，空速增加，氨 净值降低。由于氨净值降低的程度比空间速度的增大倍数 少，所以空间速度增加时氨合成生产强度有所提高及氨产 量有所增加。
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合成氨流程简介-32
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合成氨流程简介Biblioteka 323一、原料气压缩和脱硫
原料天然气进入压缩机，经四段压缩至51×105Pa，温度加热至 390℃，进入钴-钼加氢反应器中反应，将有机硫转化为无机硫， 然后入氧化锌脱硫槽将硫脱除，控制硫含量小于0.1ppm。
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氧化锌 是一种内表面积大，硫容较高的接触反应型脱硫剂。除 噻吩及其衍生物外，脱除硫化氢及各种有机硫化物的能力极高， 可将出口气中硫含量降至0.1PPm以下。
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3．原料气的一段蒸汽转化
经脱硫后的原料气的总硫含量降至0.1PPm以下，与水蒸汽混合后进行转 化反应，生成氢气和CO （CO 将在下一变化工序中去除）：
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十、氢回收
经氨回收后的气体进入分子筛干燥器，将气体中的NH3，H2O彻 底清除，然后送入冷箱，CH4、Ar、部分N2液化为液体与未液 化的氢气进入分离器，氢气被富集为富氢气，送往合成气压缩 机循环段入口。
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十一、氨的贮存
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九、氨回收
合成驰放气入吸收塔底部，被水吸收，吸收后气体中含氨量为 0.02％，大部分气体送往氨冷器冷却后送氢回收装置。
氨吸收塔底部流出的氨水，经加热后入汽提塔，从汽提塔顶蒸出 的气氨在冷凝器中冷凝为液氨。
汽提塔底流出的氨水浓度为0.1％经冷却后分别送往吸收塔作吸收 剂循环使用。
再生溶液（贫液）从再生塔底部流出 ，经溶液泵升压后分两路（顶部和中 部）送入吸收塔。
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五、甲烷化
来自吸收塔顶的脱碳气， 进入甲烷化炉反应，从炉 底流出进入热交换器冷却 ，甲烷化气中（CO+ CO2 ）小于10ppm。
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六、合成气的压缩
甲烷化后的工艺气进入合成气压缩 机低压缸、高压缸压缩到101×105Pa ，冷却到40℃后入第一氨冷器冷却 至5℃，与一氨冷出口的循环气在管 路中汇合，进入二氨冷降温到-10℃ ，此时大部分气氨被冷凝。
出循环段的气体经热交换器升温后 进入合成塔。
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七、氨的合成
压力104×105Pa、温度239℃、氨含量 4.12％的循环气，流经合成塔在铁催化 剂上进行合成反应。
出塔气的压力为100×105Pa，414℃，氨 含量16.3％入废热锅炉回收热量，部分 气氨在换热器内冷凝为液氨，然后合成 气再进入一氨冷，然后与新鲜气汇合成 为循环气，形成合成循环回路。
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四、脱碳
低变气经冷却进入吸收塔下部，经吸 收气体中CO2含量降到0.4％，再经上 塔吸收，从塔顶逸出的脱碳后的CO2 含量0.1％工艺气去甲烷化工序。
吸收塔底流出富液，经水力透平做功 后送至再生塔顶部，溶液减压闪蒸出 水蒸汽和CO2，然后向下流经再生塔 四层填料。
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八、冷冻
来自一氨冷、二氨冷及气体冷却器的气氨分别进入 冰机，经压缩后与从氨闪蒸槽来的气氨相汇合，进 入二段压缩至15.6×105Pa，100℃，经水冷器冷却 至40℃后，气氨液化为液氨入氨收集器，再入氨闪 蒸槽、产品氨加热器与来自闪蒸槽的冷氨进行交换 使之冷却过冷至13℃，重新作为冷冻剂送往第一、 二氨冷装置，构成冷冻循环回路。
本装置设有两台球型氨罐，每个贮存量为2500吨， 操作压力与温度分别为3.8×105 Pa和 3℃。
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转化工段
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1.天然气蒸汽转化工艺流程
天然气
预热器
脱硫
空 气
预热
蒸 预热
汽
蒸 汽
去 变 废热锅炉 换
二段转化
一段转化
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4．转化气的二段转化
为了进一步转化，需要更高的温度。在二段炉中加入预热后的空 气，利用H2和O2的燃烧反应，产生高热，促使CH4进一步转化。
30万吨仿真合成氨工艺原理流程简介
2010.10
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本模型是以德国伍德公司生产工艺，以天然气为原料的日产合 成氨1000吨（年产30万吨）缩微仿真模型。整个装置主要包括
（1）天然气脱硫与压缩； （2）工艺空气压缩； （3）天然气蒸汽转化； （4）CO变换； （5）CO2脱除； （6）甲烷化； （7）合成气压缩； （8）氨合成； （9）冷冻； （10）氨回收； （11）氢回收
CH4+H2O ＝ CO+3H2 CnH2n+2+nH2O ＝ nCO +（2n+1）H2 由于转化反应是吸热反应，在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。
在实际生产中，转化反应分别是在一段炉和二段炉中完成。 在一段炉中 ，烃类和水蒸气的混合气在反应管内镍催化剂的作用下进行
转化反应，管外有燃料气燃烧供给反应所需热量，出一段炉转化气温度 控制在800℃左右。
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二、转化
经脱硫后的原料气在镍催化剂作用下进行一段、二段 蒸汽转化，转化气温度在983℃左右，残余CH4在0.9％ 以下入废热锅炉回收工艺气热量。
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三、变换
工艺气温度降为370℃左 右进入铁铬系催化剂的 高温变换炉顶部，从底 部流出高变气温度降为 204℃再入低温变换炉。 低温变换在铜锌系催化 剂中进行反应，CO含量 降到0.36％。
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2. 原料气脱硫
天然气中含有少量硫化物，这些硫化物可以使多种催化剂中毒而 不同程度地使其失去活性，硫化氢能腐蚀设备管道。因此，必须 尽可能地除去原料气中的各种硫化物。
加氢转化 指在加入氢气的条件下使原料气中有机硫转化为无机 硫。加氢转化不能达到直接脱硫的目的，但经转化后就大大的利 于硫的脱除。在有机硫转化的同时，也能使烯烃类加氢转化为烷 氢类从而可减少下一工序蒸汽转化催化剂析炭的可能性。