第三章 合成氨生产PPT课件
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化学工艺学课件-合成氨
n 1 2
CnH2n+2+
H2O=
3 4
n 1 4
3n 1 CH4+ 4
CO2
CnH2n+
n 2
H2O=
CH4+
n 4
CO2
14
烃类稳定性
比较ΔGf , CH4 最稳定
生成的甲烷与水蒸气进行转化反应：
CH4＋H2O CH4＋2H2O CO＋H2O CO2＋CH4 CO＋3H2 CO2＋4H2 CO2＋H2 2CO＋2H2
湿基浓度
1 x 1 m 2x
CO2 H2
H2O
y 3x+y
m-x-y 1+3x+y 1+m+2x
m x y 1 m 2x
干 湿
100% 100%
注意：干湿基
20
Kp1
Kp2
3 pCO pH 2
pCH 4 pH 2O
pCO2 pH 2 pCO pH 2O
( x y )( 3 x y ) 3 p / p 2 ( ) (1 x)( m x y ) 1 m 2 x
CH4 =
CO2＋H2
C＋2H2
17
甲烷蒸汽转化反应理论基础
1 热力学分析
CH4＋H2O = CO＋3H2 CO＋H2O = CO2＋H2
Kp1
3 pCO pH 2
pCH 4 pH 2O p
2
Kp 2
pCO2 p H 2 pCO p H 2O
Kp1 exp(27464/ T 30.707) Kp2 exp(45778 / T 4.33)....... 873K . T Kp2 exp(408402 / T 3.765).... 873K . T
CnH2n+2+
H2O=
3 4
n 1 4
3n 1 CH4+ 4
CO2
CnH2n+
n 2
H2O=
CH4+
n 4
CO2
14
烃类稳定性
比较ΔGf , CH4 最稳定
生成的甲烷与水蒸气进行转化反应：
CH4＋H2O CH4＋2H2O CO＋H2O CO2＋CH4 CO＋3H2 CO2＋4H2 CO2＋H2 2CO＋2H2
湿基浓度
1 x 1 m 2x
CO2 H2
H2O
y 3x+y
m-x-y 1+3x+y 1+m+2x
m x y 1 m 2x
干 湿
100% 100%
注意：干湿基
20
Kp1
Kp2
3 pCO pH 2
pCH 4 pH 2O
pCO2 pH 2 pCO pH 2O
( x y )( 3 x y ) 3 p / p 2 ( ) (1 x)( m x y ) 1 m 2 x
CH4 =
CO2＋H2
C＋2H2
17
甲烷蒸汽转化反应理论基础
1 热力学分析
CH4＋H2O = CO＋3H2 CO＋H2O = CO2＋H2
Kp1
3 pCO pH 2
pCH 4 pH 2O p
2
Kp 2
pCO2 p H 2 pCO p H 2O
Kp1 exp(27464/ T 30.707) Kp2 exp(45778 / T 4.33)....... 873K . T Kp2 exp(408402 / T 3.765).... 873K . T
工业合成氨简易流程ppt课件
K p 1 py1 H .y 5 2N y 3N 0 H .5 2(1 yy i Ny 3N H 3) H 2(r p r 1 1 .)5 2
(1yy i Ny3H N3H )2Kpp(rr 1.1 5)2
影响平衡氨含量的要素
a．压力和温度的影响
当r＝3时， yi =0时，不同温度、 压力下的平衡氨含量值如下表：
快，外分散影响可忽略，但内分散阻力不能忽视，内分散速率影响氨 合成反响的速率。改动催化剂粒度，调理对反响速率的影响。
第二节 氨合成催化剂
氨合成反响必需用催化剂，没有催化剂，即使 在很高压力下反响速度也很小，生成的氨浓度很低。 可以作氨合成催化剂的物质很多，如锇〔Os〕、 铁(Fe)、锰(Mn)、钨(W)和铀(U)等。但由于以铁为 主体的催化剂具有原料来源广、价钱低廉、在低温 下有较好的活性、抗毒才干强、运用寿命长等优点， 广泛采用。
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
催化剂的改良： ①降低活性温度 ②改动外形降低 催化剂床层阻 力，节省功耗。
砷及其化合物
第三节 氨合成的工艺条件
❖ 前面讨论过氨合成的热力学、动力学及催化剂，实践消费 过程中，反响不能够到达平衡，合成工艺参数的选择除了 思索平衡氨含量外，还要综合思索反响速率、催化剂运用 特性以及系统的消费才干、原料和能量耗费等，以期到达 良好的技术经济目的。需求选择氨合成的工艺参数。
确定复原条件的原那么：
使四氧化三铁充分复原为α-Fe， 使复原生成的铁结晶不因重结晶而长大，以保证有最大的 比外表积和更多的活性中心。
3、影响复原质量的要素
装入氨合成塔的催化剂在运用前需求进展H2复原，使四氧化 三铁变为α-Fe 微晶才有活性。复原条件应使铁充分被复原，复原 后比外表积最大。 ◆复原温度，复原为吸热反响，提高温度利于平衡右移，复原速 度快，但生成的α-Fe 微晶颗粒较大，比外表积降低；复原温度过 低，复原速度慢，复原时间长，复原不彻底。复原温度略低于合 成氨操作温度。 ◆ 复原压力，提高复原压力，相当于提高H2分压，反响速度快， 同时可使氨合成反响进展，放出部分热量弥补电加热器。但也提 高了H2O的分压，添加了催化剂反复氧化复原程度，普通选1020MPa；
人工固氮技术—合成氨 ppt课件
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
课题2 人工固氮——合成氨
人工固氮技术—合成氨
在新疆和青海交界 处有一狭长山谷，每当 牧民和牲畜进入后，风 和日丽的晴天顷刻间电 闪雷鸣，狂风大作，人 畜必遭雷击。奇怪的是 那里的牧草十分茂盛， 四季常青，被当地牧民 称为“魔鬼谷”。你能 用化学方程式及必要的 文字叙述解释“魔鬼谷” 牧草茂盛、四季常青的 原因吗?
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、 O2、H2S等少量有害人气工固体氮技术。—合成氨
(三)合成与分离
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。 用途：①制造染料 ②制造人造纤维
③制造油漆 ④制造炸药 2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
人工固氮技术—合成氨
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
人工固氮技术—合成氨
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
催化氧化吸收2so催化剂加热在新疆和青海交界处有一狭长山谷每当牧民和牲畜进入后风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣狂风大作人畜必遭雷击
一.复习检测：
1.工业制备硫酸的原理（用方程式表示）：
2.生产中反应条件的控制：
；压强：
；加催化剂能
反应速率，适当增加
的量。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
课题2 人工固氮——合成氨
人工固氮技术—合成氨
在新疆和青海交界 处有一狭长山谷，每当 牧民和牲畜进入后，风 和日丽的晴天顷刻间电 闪雷鸣，狂风大作，人 畜必遭雷击。奇怪的是 那里的牧草十分茂盛， 四季常青，被当地牧民 称为“魔鬼谷”。你能 用化学方程式及必要的 文字叙述解释“魔鬼谷” 牧草茂盛、四季常青的 原因吗?
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、 O2、H2S等少量有害人气工固体氮技术。—合成氨
(三)合成与分离
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。 用途：①制造染料 ②制造人造纤维
③制造油漆 ④制造炸药 2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
人工固氮技术—合成氨
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
人工固氮技术—合成氨
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
催化氧化吸收2so催化剂加热在新疆和青海交界处有一狭长山谷每当牧民和牲畜进入后风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣狂风大作人畜必遭雷击
一.复习检测：
1.工业制备硫酸的原理（用方程式表示）：
2.生产中反应条件的控制：
；压强：
；加催化剂能
反应速率，适当增加
的量。
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)
氨的工业合成(共53张PPT)
课 时 作 业
菜
单
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
1.合成氨反应的化学方程式：N2＋3H2
教 学 方 案 设 计
2NH3 。
当 堂 双 基 达 标
2．合成氨反应的特点： (1)可逆反应；(2) 放 热反应；(3)气体总体积 缩小 的反 应。
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
1.合成氨反应的特点： (1)可逆反应；(2)放热 反应；(3)气体体积缩小 的反应。(重点) 2.合成氨适宜条件的选 择：(1)高压；(2)适当 温度；(3)催化剂。(重 点) 3.勒夏特列原理在合成 氨反应中的应用。(重 难点) 4.合成氨工艺流程。(重 点)
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
②影响化学平衡移动的外界因素有哪些？ 【提示】 温度、浓度、压强。
课 时 作 业
菜
单
LK ·化学 选修 化学与技术
教 学 目 标 分 析 课 堂 互 动 探 究
③合成氨实际生产中采用高温、高压、催化剂，其中有 利于提高平衡混合物中NH3的百分含量的因素有哪些？
【提示】 高温不利于平衡正向移动；催化剂对化学平
教 学 方 案 设 计
升温、增加N2或H2浓度，使用催化剂均能加快反应速率； 加压、降温、及时分离出NH3、增加c(N2)和c(H2)均有利于 平衡正向移动，增大氨的产率。
《合成氨的概述》课件
合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
原料气的净化
总结词
原料气的净化是合成氨生产工艺的重要环节，主要是通过化学和物理方法去除 原料气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢和氧气等。
详细描述
原料气的净化通常包括脱硫、脱碳和脱氧等过程。脱硫主要是用碱性溶液或固 体吸收剂去除硫化氢；脱碳主要是用溶液吸收或固体吸附剂去除二氧化碳；脱 氧主要是通过催化剂或氧化反应将氧气转化为水。
环保与安全问题
总结词
合成氨工艺中存在一些环保与安全问题，需要采取相应的措施加以解决。
详细描述
合成氨工艺中会产生大量的废气和废水，如果处理不当会对环境造成污染。因此，需要 采取一系列环保措施，如废气处理、废水处理和废弃物回收等。此外，由于合成氨工艺 需要在高温高压下进行，也存在一定的安全风险。因此，需要采取相应的安全措施，如
《合成氨的概述》 ppt课件
目 录
• 合成氨的简介 • 合成氨的生产工艺 • 合成氨的工艺特点 • 合成氨的未来发展 • 总结
01
合成氨的简介
合成氨的定义
总结词
合成氨是指将氮和氢在高温高压和催化剂的作用下合成为氨的过程。
详细描述
合成氨是一种化学反应，通常在高温高压和催化剂存在的条件下进行，将氮气和氢气合成为氨气。这个反应是工 业上大规模生产氨的重要方法，也是化学工业中的重要反应之一。
【化学】合成氨ppt课件
浓度：将生成的氨及时从混合气中分别出来， 且向循环气中不断补充 N2、H2〔1:3)。
7、选择适宜消费条件的原那么：
(1)既要注不测界条件对二者影响一 致性,又要留意对二者影响的矛盾性。 (2)既要留意温度、催化剂对速率影 响的一致性,又要留意催化剂的活性 对温度的限制。 (3)既要留意实际上的需求,又要留意 实践能够性。
含 量 强 105 107 107 107 107 108
温度
Pa Pa Pa Pa Pa Pa
2000C
15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
3000C0 64.2 71.0 84.2 92.6 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
练习:
1、在合成氨工业中，为添加氨的日 产量，以下变化过程中不能使平衡 向右挪动的是〔 〕 A. 不断将氨分别出来
B. 运用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强
2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适 宜的温度是5000C,其理由是 (1)_加__快__反_响__速_率______(2)_提_高__催_化__剂__活_性___ (3)_温_度__过_高__不__利_于__S_O_3_生_成。此反响是气体 体积减少的反响，但工业消费中并未 采用加压措施的缘由是_常__压__下_S_O_2_转__化_, 为提高SO2的转化率，工率业曾上经常很高运用 的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
3、 工业上用以合成氨的原料之一 ——
氢气，有一种来源是取自石油气。有人
设计了以下反响途径，假设反响都能进
7、选择适宜消费条件的原那么：
(1)既要注不测界条件对二者影响一 致性,又要留意对二者影响的矛盾性。 (2)既要留意温度、催化剂对速率影 响的一致性,又要留意催化剂的活性 对温度的限制。 (3)既要留意实际上的需求,又要留意 实践能够性。
含 量 强 105 107 107 107 107 108
温度
Pa Pa Pa Pa Pa Pa
2000C
15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
3000C0 64.2 71.0 84.2 92.6 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
练习:
1、在合成氨工业中，为添加氨的日 产量，以下变化过程中不能使平衡 向右挪动的是〔 〕 A. 不断将氨分别出来
B. 运用催化剂 C. 采用5000C左右的温度 D. 采用2×107～5×107Pa的压强
2. 接触法制硫酸时，SO2催化氧化适 宜的温度是5000C,其理由是 (1)_加__快__反_响__速_率______(2)_提_高__催_化__剂__活_性___ (3)_温_度__过_高__不__利_于__S_O_3_生_成。此反响是气体 体积减少的反响，但工业消费中并未 采用加压措施的缘由是_常__压__下_S_O_2_转__化_, 为提高SO2的转化率，工率业曾上经常很高运用 的方法是_通_入__过__量_空__气_____。
3、 工业上用以合成氨的原料之一 ——
氢气，有一种来源是取自石油气。有人
设计了以下反响途径，假设反响都能进
人工固氮技术—合成氨完整ppt课件
从合成塔出来的混合气体，氨气约 占总体积的__1_5_%__，要把混合气体通过 冷凝器、_分__离__器__，再导入液氨贮灌。 剩余气体再送回合成塔，循环利用(合 成氨转化率较低，要采用循环操作）。
.
15
工业合成氨的工业流程1
.
16
工业合成氨的工业流程2
.
17
三.合成氨工业的发展
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造油漆 ④制造炸药
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
.
7
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
.
8
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
.
5
三.自主学习：
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
.
6
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
而获得氮气催化;剂另一种方法是将空气中催的化氧剂 气与 碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4氮H2气+C。O2
.
13
（二）原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
.
15
工业合成氨的工业流程1
.
16
工业合成氨的工业流程2
.
17
三.合成氨工业的发展
• 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结．
用途：①制造染料 ②制造人造纤维 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造油漆 ④制造炸药
2、自然界中的氮循环 土壤中含氮化合物的主要来源：
.
7
三.自主学习： 氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
.
8
固氮方法： （1）自然固氮：
①雷雨固氮（闪电时，N2 转化为NO） ②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌将N2转 化为化合态氮）。
.
5
三.自主学习：
人们常说雷雨发庄家，你能用化学原理加以解释吗？
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
.
6
1、含氮化合物在生活中的意义和用途：
意义：①氮是植物生长必不可少的元素之一。 ②农作物每年从土壤中吸收大量含氮化合物。
而获得氮气催化;剂另一种方法是将空气中催的化氧剂 气与 碳CH作4+用H2生O 成==二= 3氧H化2+C碳O,再除CH去4+二2H氧2O化=碳==得4氮H2气+C。O2
.
13
（二）原料气净化
想一想:制取原料气的过程中常混有的气体杂质 有哪些？用什么方法除去杂质气体？
合成氨工业PPT课件
放热反应使温度达到12000C
首先是一段转化气与空气混合进行燃烧，温度可达 12000C，然后在充填镍催化剂的转化器下部，继续进 行甲烷的转化。
在转化炉内原料气在管内继续被管外燃烧气加热，进行 转化反应。转化炉所需高温由燃料用天然气燃烧放热 所产生。
天然气蒸汽转化流程
配以少量水蒸汽
一段转化炉
氧 化 锌 脱 硫 槽
氮的主要来源。
间歇式制半水煤气各阶段气体流向示意图
5
3
4
吹
风 气
6
水
蒸
气
煤气
2
1
7
空气
阶段
阀门开闭情况
1 2 3 4 567
吹风
○ × × ○ ○ ××
一次上吹 × ○ × ○ × ○ ×
下吹
× × ○ × ×○○
二次上吹 × ○ × ○ × ○ ×
空气吹净 ○ × × ○ × ○ ×
二、烃类蒸汽转化法 反应原理： 天然气中约有90%左右的甲烷，在较高的温度及催化剂
3、合成氨
将净化后的氢、氮混合气压缩至高压，在铁催化 剂与高温条件下合成氨。
第二节 合成氨原料气的制取
1、固体燃料气化法
固体燃料的气化：工业上用气化剂对煤或焦 炭进行热加工，将碳转化为可燃气体的过程。
固体燃料气化的目的：制备合成氨原料气。
要求：（CO＋H2）／N2应为3.1-3.2
3H2+N2=2NH3
20~32MPa 2） 温度： 一般控制在350-5500C 3) 采用廉价的铁催化剂
4) 冷冻法液化氨，使之与反应混合物及时分离。不断 补充新鲜原料气
补 充
中型氨厂合成工序流程
新
鲜
气
首先是一段转化气与空气混合进行燃烧，温度可达 12000C，然后在充填镍催化剂的转化器下部，继续进 行甲烷的转化。
在转化炉内原料气在管内继续被管外燃烧气加热，进行 转化反应。转化炉所需高温由燃料用天然气燃烧放热 所产生。
天然气蒸汽转化流程
配以少量水蒸汽
一段转化炉
氧 化 锌 脱 硫 槽
氮的主要来源。
间歇式制半水煤气各阶段气体流向示意图
5
3
4
吹
风 气
6
水
蒸
气
煤气
2
1
7
空气
阶段
阀门开闭情况
1 2 3 4 567
吹风
○ × × ○ ○ ××
一次上吹 × ○ × ○ × ○ ×
下吹
× × ○ × ×○○
二次上吹 × ○ × ○ × ○ ×
空气吹净 ○ × × ○ × ○ ×
二、烃类蒸汽转化法 反应原理： 天然气中约有90%左右的甲烷，在较高的温度及催化剂
3、合成氨
将净化后的氢、氮混合气压缩至高压，在铁催化 剂与高温条件下合成氨。
第二节 合成氨原料气的制取
1、固体燃料气化法
固体燃料的气化：工业上用气化剂对煤或焦 炭进行热加工，将碳转化为可燃气体的过程。
固体燃料气化的目的：制备合成氨原料气。
要求：（CO＋H2）／N2应为3.1-3.2
3H2+N2=2NH3
20~32MPa 2） 温度： 一般控制在350-5500C 3) 采用廉价的铁催化剂
4) 冷冻法液化氨，使之与反应混合物及时分离。不断 补充新鲜原料气
补 充
中型氨厂合成工序流程
新
鲜
气
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。
《合成氨生产》PPT课件
精选PPT
15
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11
（3）蓄热法
该法又称为间歇气化法。所用设备为煤气 发生炉，内装固体燃料。往炉内先送入空气以 提高燃料层温度，生成的气体（吹风气）大部 分放空；然后送入水蒸汽进行气化反应，此时 燃料层温度下降。如此间歇地往炉内送入空气 和水蒸汽重复进行，所得水煤气配入部分吹风 气即成半水煤气。该法是我国多数中小型合成 氨厂采用的气化方法。
强调：温度升高，CO、H2的平衡含量增加， H2O（g）、CO2、CH4的平衡含量下降； 0.1MPa、900℃时，CO与H2的平衡含量相等， 其它组分的平衡含量接近于0。
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7
为什么提高反应温度能提高煤气中CO与H2 的含量、降低CO2和CH4的含量？
分析：综合前三个吸热可逆反应，有：
C ﹢ H2O（g） ≒ CO ﹢ H2 △H﹥0 吸热反 应
（2）反应速率
气化剂粒度逐渐减小，不断生成气体产物。反应 过程由五个步骤组成：扩散→表面吸附→表面 反应→脱附→反扩散。
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4
气化速率取绝于气体扩散速率和化学反应 速率。若气体扩散速率小于化学反应速率，此 时为扩散控制，反之为反应动力学控制。
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10
（1）外热法
须采用高温热源（如原子能反应堆余热）， 以熔融盐、熔融铁作加热介质。由于固体导热 性差，需优质耐火砖，故未推广。
（2）富氧空气氧化法
用富氧空气替代空气，可满足系统热量平 衡及半水煤气成份的双重要求，实现连续制气。
在实际生产中，由于存在热损失，富氧空气 中的O2含量控制在50％左右。
气化区：是气化反应的发生场所。以空气为 气化剂时气化区的下部主要进行碳的燃烧反应， 称为氧化层；上部主要进行碳与CO2的反应， 称为还原层。以水蒸汽为气化剂时气化区进行 碳与水蒸汽的反应，不再区分氧化层和还原层。
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炼厂气、轻油、重油，以及煤、焦等与水蒸气作用。 原则流程合成
原料→ 造气 净化 合成 分离 氨
循环气
§2 原料气的生产
以煤或焦炭为原料——固体燃料气化法 原理： 2C+O2+3.76N2==2CO+3.76N2+248.7kJ +) 5C+5H2O==5CO+5H2-657.0kJ 7C+3.76N2+5H2O+O2==7CO+3.76N2+5H2-408.3kJ 补充热量： C+O2（N2）=CO2
01.5R0.5(1(R1)2R)R41.52(1R)
1.5R0.5(1R)2R1.5
(1R)3
0
1.5R0.5(1R)2R1.5 0 1.5(1R)2R0 R3
P增加，kp随R变化，y最大时的 R值为2.68-2.90
18
➢T的影响：T升高，Kp减小，L减小，y下降。 ➢P的影响：P增加，L增加，y增大。
250
2000
脱碳
变换气中有大量CO2，将影响合成，另外，CO2 是尿素、碳酸钠、碳酸氢铵的原料，必须分离、回
收。
物理吸收：加压水洗，低温甲醇洗(CO2含量从 33%降到10μg/g)等。
化学吸收：氨水（小厂）、有机胺、改良热钾碱
法（大中型厂, CO2含量从20-28%降到0.2-0.4%） 等吸收。
+ + 4C3 ) u 4 2(+N 22 O H HQ
+ 2Cu 3)2 ( +NHH-S
+ + C2S u 2N 4+H2N 3 H
➢ 甲烷化法—CO+H2生成甲烷（镍催化剂，碳化物量 为10μg/g）
➢ 低温净化法—如液氨洗涤
§4 氨合成的热力学基础
反应 0 .5 N 2 + 1 .5 H 2 N H 3 + 4 6 .2 2 k J
吸收 2-3MPa,85-100
+ + K2CO 3 CO2 H2O
2KH3CO
解 吸 10-30KPa,105-110
精制 ➢ 铜洗法—醋酸铜氨液洗涤法（碳化物量为100μg/g）
+ + CO Cu3 ( )2A Nc HN H 3
+ [Cu3)3 (CNOH)Q Ac
+ ++ 4C3 u ) 2 A (c N 44 H N + H 43 NO H 2
令：L
Kp
p
R1.5
1 R2
L1yy yi2
若：yi=0，则
yL1yyi2
y L 1 y 2 L ( 1 2 y y 2 ) L 2 L L y 2 y
L(2L1)yL2y0 (2L1) (2L1)24L2
y 2L
y是T、P、R及yi的函 数
影响y的因素
➢ 氢氮比R：当y有极大值时，dy/dR＝
R(1 y yi) R1
p py N3H ,T
K p 0.5 1.5 p p py py N2T , H2,T
0.5 N2
1.5 H2
y
py y 1.5 0.5 H2 N2
pR(1 Ry1 yi)y1.51Ry1yi0.5
p
R1.5
1R2
y
1
y
yi
2
R1.5
Kpp1R2
1yyyi2
特点：可逆、放热、体积缩小 反应热与温度、压力和气体组成有关。随压力增 大而增加，随温度提高而增加。
平衡常数：
f p NH3,T
K f
0.5 1.5
f f p p N2 H2,T
NH3,T
0.5 1.5 N2 H2,T
NH3,T
0.5 1.5 N2 H2,T
KKp
压强很小时，Kγ≈1，Kf≈Kp
1 烟道气预热器；2 脱硫槽；3 一段反应管；4 一段转化炉；
5 二段转化炉；6 废热锅炉
6
以重质油为原料——部分氧化法
7
§3 原料气的净化
脱硫 硫将使催化剂中毒、腐蚀设备管道等 脱硫的方法 干法：ZnO，活性炭，分子筛等。效果好但 处理量小。 湿法：碱性物质或氧化剂溶液洗涤（氨水、 碳酸盐、乙醇胺、蒽醌二磺酸钠、砷碱法 等）。处理量大，但效果差，特别是有机硫 的脱除能力差。
1912年，德国建成第一个日产30吨的合成氨厂。
我国1997年生产3008万吨，2010年生产5221万吨 （全球1.57亿吨）
2
原料：氮气、氢气
原料制取 电解制氢法：电解水制氢。此法耗电极多。 低温分离法：以空气和焦炉气为原料，通过低温
去杂质而获得氢氮混合气。 燃料高温转化法：燃料可以是天然气、油田气、
合成氨生产
§1 概述
氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要 方法。
氨是肥料，又是生产化肥（尿素、硫酸铵、硝酸铵、 碳酸氢铵等）、无机物（硝酸、纯碱等）、有机物、 燃料、炸药（硝酸铵、硝化甘油、硝化纤维等）、 医药、合成纤维、塑料等的原料或工作介质。
1901年，法国物理化学家吕.查得利提出氨的合成条 件是高温、高压、催化剂存在。
4
生产流程 空气吹风—送风 发热 39-48.6 S 上吹制气—制气 43.2-50.4 S 下吹制气—制气 64.8-72.0 S 二次上吹—制气 10.8 S 空气吹净—制气 5.4 S
5
以天然气为原料——烃类蒸汽转化法 优点：含氢量高，含CO低，杂质少，后继过程负担轻； 二级转化的转化率高（99％）；加压转化，节能。
➢惰气含量的影响：L不变时，yi 减小，y增大。
0pKpddR(1R 1R .5)2
(1yyi)22y(1yyi)(1)dy
(1yyi)4
dR
(1(1yyyi)yi)32yddR y
d d R y0(1( 1 y y yi)yi )3 2ypp K d d(R 1R 1 R .5)2
1 y y i 0 p 0 K p 0
17
d R1.5 dR(1R)2
平衡时氨的浓度
设yH2,yN2,yi,y分别表示H2、N2 、惰气、NH3的摩 尔2+yN2+yi+y＝1, y＝1-yH2-yN2-yi
yN2 1yyiyH2 1yyiRN y2
yN2
1yyi R1
yH2
1 y yi
yH2 R
yH2
1 y yi 11/ R
8
原料气的变换
+ COH 2O
+ + C2 O H 2 41kJ/m ol
操作条件:
催化剂组成
活性 H2O/CO 空速 转化率 温度
Fe2O3,MgO, Cr2O3,K2O
380- 3-5 550
300- 80-90 400
CuO,ZnO,Cr2O3 180- 6-10 1000- 96-99
原料→ 造气 净化 合成 分离 氨
循环气
§2 原料气的生产
以煤或焦炭为原料——固体燃料气化法 原理： 2C+O2+3.76N2==2CO+3.76N2+248.7kJ +) 5C+5H2O==5CO+5H2-657.0kJ 7C+3.76N2+5H2O+O2==7CO+3.76N2+5H2-408.3kJ 补充热量： C+O2（N2）=CO2
01.5R0.5(1(R1)2R)R41.52(1R)
1.5R0.5(1R)2R1.5
(1R)3
0
1.5R0.5(1R)2R1.5 0 1.5(1R)2R0 R3
P增加，kp随R变化，y最大时的 R值为2.68-2.90
18
➢T的影响：T升高，Kp减小，L减小，y下降。 ➢P的影响：P增加，L增加，y增大。
250
2000
脱碳
变换气中有大量CO2，将影响合成，另外，CO2 是尿素、碳酸钠、碳酸氢铵的原料，必须分离、回
收。
物理吸收：加压水洗，低温甲醇洗(CO2含量从 33%降到10μg/g)等。
化学吸收：氨水（小厂）、有机胺、改良热钾碱
法（大中型厂, CO2含量从20-28%降到0.2-0.4%） 等吸收。
+ + 4C3 ) u 4 2(+N 22 O H HQ
+ 2Cu 3)2 ( +NHH-S
+ + C2S u 2N 4+H2N 3 H
➢ 甲烷化法—CO+H2生成甲烷（镍催化剂，碳化物量 为10μg/g）
➢ 低温净化法—如液氨洗涤
§4 氨合成的热力学基础
反应 0 .5 N 2 + 1 .5 H 2 N H 3 + 4 6 .2 2 k J
吸收 2-3MPa,85-100
+ + K2CO 3 CO2 H2O
2KH3CO
解 吸 10-30KPa,105-110
精制 ➢ 铜洗法—醋酸铜氨液洗涤法（碳化物量为100μg/g）
+ + CO Cu3 ( )2A Nc HN H 3
+ [Cu3)3 (CNOH)Q Ac
+ ++ 4C3 u ) 2 A (c N 44 H N + H 43 NO H 2
令：L
Kp
p
R1.5
1 R2
L1yy yi2
若：yi=0，则
yL1yyi2
y L 1 y 2 L ( 1 2 y y 2 ) L 2 L L y 2 y
L(2L1)yL2y0 (2L1) (2L1)24L2
y 2L
y是T、P、R及yi的函 数
影响y的因素
➢ 氢氮比R：当y有极大值时，dy/dR＝
R(1 y yi) R1
p py N3H ,T
K p 0.5 1.5 p p py py N2T , H2,T
0.5 N2
1.5 H2
y
py y 1.5 0.5 H2 N2
pR(1 Ry1 yi)y1.51Ry1yi0.5
p
R1.5
1R2
y
1
y
yi
2
R1.5
Kpp1R2
1yyyi2
特点：可逆、放热、体积缩小 反应热与温度、压力和气体组成有关。随压力增 大而增加，随温度提高而增加。
平衡常数：
f p NH3,T
K f
0.5 1.5
f f p p N2 H2,T
NH3,T
0.5 1.5 N2 H2,T
NH3,T
0.5 1.5 N2 H2,T
KKp
压强很小时，Kγ≈1，Kf≈Kp
1 烟道气预热器；2 脱硫槽；3 一段反应管；4 一段转化炉；
5 二段转化炉；6 废热锅炉
6
以重质油为原料——部分氧化法
7
§3 原料气的净化
脱硫 硫将使催化剂中毒、腐蚀设备管道等 脱硫的方法 干法：ZnO，活性炭，分子筛等。效果好但 处理量小。 湿法：碱性物质或氧化剂溶液洗涤（氨水、 碳酸盐、乙醇胺、蒽醌二磺酸钠、砷碱法 等）。处理量大，但效果差，特别是有机硫 的脱除能力差。
1912年，德国建成第一个日产30吨的合成氨厂。
我国1997年生产3008万吨，2010年生产5221万吨 （全球1.57亿吨）
2
原料：氮气、氢气
原料制取 电解制氢法：电解水制氢。此法耗电极多。 低温分离法：以空气和焦炉气为原料，通过低温
去杂质而获得氢氮混合气。 燃料高温转化法：燃料可以是天然气、油田气、
合成氨生产
§1 概述
氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要 方法。
氨是肥料，又是生产化肥（尿素、硫酸铵、硝酸铵、 碳酸氢铵等）、无机物（硝酸、纯碱等）、有机物、 燃料、炸药（硝酸铵、硝化甘油、硝化纤维等）、 医药、合成纤维、塑料等的原料或工作介质。
1901年，法国物理化学家吕.查得利提出氨的合成条 件是高温、高压、催化剂存在。
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生产流程 空气吹风—送风 发热 39-48.6 S 上吹制气—制气 43.2-50.4 S 下吹制气—制气 64.8-72.0 S 二次上吹—制气 10.8 S 空气吹净—制气 5.4 S
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以天然气为原料——烃类蒸汽转化法 优点：含氢量高，含CO低，杂质少，后继过程负担轻； 二级转化的转化率高（99％）；加压转化，节能。
➢惰气含量的影响：L不变时，yi 减小，y增大。
0pKpddR(1R 1R .5)2
(1yyi)22y(1yyi)(1)dy
(1yyi)4
dR
(1(1yyyi)yi)32yddR y
d d R y0(1( 1 y y yi)yi )3 2ypp K d d(R 1R 1 R .5)2
1 y y i 0 p 0 K p 0
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d R1.5 dR(1R)2
平衡时氨的浓度
设yH2,yN2,yi,y分别表示H2、N2 、惰气、NH3的摩 尔2+yN2+yi+y＝1, y＝1-yH2-yN2-yi
yN2 1yyiyH2 1yyiRN y2
yN2
1yyi R1
yH2
1 y yi
yH2 R
yH2
1 y yi 11/ R
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原料气的变换
+ COH 2O
+ + C2 O H 2 41kJ/m ol
操作条件:
催化剂组成
活性 H2O/CO 空速 转化率 温度
Fe2O3,MgO, Cr2O3,K2O
380- 3-5 550
300- 80-90 400
CuO,ZnO,Cr2O3 180- 6-10 1000- 96-99