《无机化工产品生产技术与操作》合成氨部分.pptx

❖ 合成氨工业化被公认为化学方面最重要的发明之一和对高压 化学合成技术上作出的重大贡献，哈伯和博施先后分别于 1918年和1931年荣获诺贝尔化学奖。这种直接合成氨法称 为哈伯-博施法。
❖ 合成氨工业化的成功极大地促进了高压机生产技术、高压化 学合成技术和催化剂生产技术的发展，使德国一跃成为当时 世界工业强国。
❖ 合成氨生产堪称现代无机化学工业的领头羊。
氨的应用
化学肥料 85~90%
化工原料 10~15%
氨的应用领域
碳铵、氯化铵
尿素
硫酸铵、 硝酸铵
磺胺类药物、 维生素、氨基酸
氨
已内酰胺、 丙烯腈、酚醛树脂
硝酸、纯碱
含氮无机盐 最常用的制冷剂
有机化合物中的
含氮中间体
我国合成氨工业发展现状
解放初 1992年 2004年 2008年
我国硫酸工业发展现状
1995年 2001年 2004年 2006年 2007年 2008年
硫铁矿为 硫磺为原 冶炼烟气 总产量/
原料/% 料/%
为原料/% 万t
82.1
29.4
3995
44.3
5100
24
世界排名
1 1 1
❖ 1t硫磺可以生产3t硫酸，2t蒸气，336度电量，且无 三废排放，良好的生产环境与经济效益是硫磺法生 产硫酸得到快速发展最主要的因素。
解放初 2007年 2008年
常压法 /万t 0.45
综合法 /万t
双加压法 总产量/
/万t
万t
0.45
705
400
800
世界排名
1 1
至2008年底我国已拥有先进的双加压法工艺的硝酸生产装置20套，占我国硝 酸总产能的50%，大大缩短了我国与世界先进水平的差距。但我国还不算是 硝酸工业强国，世界发达国家均普遍采用27万t级和50万t级硝酸装置，我国 年产27万t双加压法完全国产化硝酸装置目前国内仅有几家企业正在筹建，随
绪论主要内容 1 《典型无机化工产品生产技术》原由
2
典型无机化工产品在国民经济中 的重要地位及其发展概况
3 本课程教法选择和考核评价方法
1 《典型无机化工产品生产技术》原由
❖ 无机化工产品种类繁多，生产技术也千差万 别，实难以《无机化工生产技术》一书以概 之，故改名为《无机化工生产技术与操作》
主要内容
小型合成 中型合成 大型合成 合成氨总 世界排名 氨数量 氨数量 氨数量 产量/万t
2
0
0
4.5
1539
55
22
2298
1
460
82
30
4200
1
5100
1
2 硫酸曾被誉为“工业之母”
❖ 硫酸产量与合成氨相当，工业化生产已有270年历史，曾被 誉为“工业之母”。
❖ 化肥工业中，每生产一吨硫酸铵，就要消耗纯硫酸760kg。 ❖ 每生产一吨过磷酸钙，消耗硫酸360kg； ❖ 农药方面如硫酸铜、硫酸锌是植物的杀菌剂，硫酸铊可作杀
❖ 典型无机化工产品主要包括合成氨、化学肥 料、硫酸与硝酸、纯碱与烧碱、主要无机盐 等五个方面。都属于大宗化学品和典型无机 化工产品。
❖ 本书重点介绍典型无机化工产品的生产原理、 生产原料路线选择、工艺流程组织、生产运 行与操作条件的优化，以及典型设备选型、 操作控制要点及常见故障排除措施等
表0-1 2008年我国典型无机产品的产量/万t
合成氨 硫酸 硝酸
纯碱 烧碱 尿素 磷肥
钾肥Leabharlann 复混肥5179 5100 800
1950 2470 5000 1350(折 P2O5)
1000 自产300 进口700
1500
水泥
碳酸钙
玻璃
150000
轻钙550 重钙750
57442.9( 万重量箱)
注：1万重量箱平板玻璃约等于500吨。
2 典型无机化工产品在国民经济中 的重要地位及其发展概况 1 合成氨堪称现代化学工业的领头羊
❖ 浓硫酸为浓缩硝酸生产中的脱水剂；
❖ 氯碱工业中，以浓硫酸干燥氯气、氯化氢；
❖ 无机盐工业中，如冰晶石、氟化铝、硼砂、磷酸三 钠、磷酸氢二钠、硫酸铅、硫酸锌、硫酸铜、硫酸 亚铁以及其他硫酸盐的制备；
❖ 许多无机酸和有机酸的制备，也常需要硫酸作原料。
❖ 此外，电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造 纸工业、工业炸药和铅蓄电池制造业等等，都消耗 相当数量的硫酸。
鼠剂，硫酸亚铁、硫酸铜可作除莠剂； ❖ 冶金工业中电解液就需要使用硫酸； ❖ 石油工业中每吨原油精炼需要硫酸约24kg，每吨柴油精炼需
要硫酸约31kg； ❖ 化学纤维每生产1t环氧树脂，需用硫酸2.68t，号称“塑料王”
的聚四氟乙烯，每生产1t，需用硫酸1.32t；
❖ 染料工业几乎没有一种染料（或其中间体）的制备 不需使用浓硫酸或发烟硫酸。
3 硝酸唯一兼有强酸性和强氧化性
❖ 硝酸兼有强酸性和强氧化性的特点，各类酸 中产量仅次于硫酸的重要化工原料；
❖ 主要用于无机化工制造硝酸铵、硝酸铵、硝 酸磷肥、氨磷钾等复合肥料。
❖ 在有机工业、染料工业、涂料工业、医药工 业、印染工业、橡胶工业、塑料工业、冶金 工业中和国防工业等也有广泛用途。
我国硝酸工业发展现状
❖ 近几年来，随着我国有色金属工业的迅猛发展，冶 炼烟气制酸也获得快速发展，铜陵有色、江西铜业、 甘肃金川等硫酸产量在100万t/a以上的特大型企业， 均以冶炼烟气制酸为主，2008年我国烟气吸收法制 酸已占24%。
❖ 硫酸装置的大型化、规模化、集约化发展取得了巨 大进步。将进一步淘汰4万t/a的硫铁矿制酸装置， 限制10万t/a硫铁矿制酸装置，硫酸企业有望向“能 源工厂”转变，实现以硫资源为主线，以能源循环 为辅线，实现了以硫酸为核心的循环经济。
2
硫酸曾被誉为“工业之母”
3 硝酸唯一兼有强酸性和强氧化性
4 化学肥料是现代农业的基石
5 纯碱与烧碱是重要的基本化工原料
6 无机盐是化学工业的基础
1 合成氨堪称现代化学工业的领头羊
❖ 一般认为，现代化学工业的标志----1913年德国的哈伯和博 施首次采用铁为催化剂、直接以氢气和氮气为原料、在高温 高压下成功合成氨。划时代意义的人工固氮技术的重大突破。
着取缔和关闭落后生产装置，淘汰配置低、规模小、能耗高的装置，我国硝 酸工业正在向规模化发展
4 化学肥料是现代农业的基石
❖ 化肥是农作物增产增收的物质基础，粮食的“粮 食”。
❖ 化肥对我国粮食单产增长的贡献率高达40％～50％。 使用化肥以提高粮食单产，已经成为确保全球粮食 安全的关键和现代农业的基石。