合成氨工业-造气
氨合成工艺流程
氨合成工艺流程
《氨合成工艺流程》
氨是一种重要的化工原料，广泛用于生产化肥、氨水、硝化剂等产品。
氨的合成工艺是通过哈伯—博希法进行的，其工艺流程包括合成气的制备、合成氨的反应、氨的提纯与储存等步骤。
首先，合成气的制备是氨合成工艺的第一步。
合成气由一定比例的一氧化碳和氢气组成，通常采用天然气、煤炭或石油等作为原料，经过蒸汽重整和变换反应等工艺，得到高纯度的合成气。
接下来，合成氨的反应是氨合成工艺的核心步骤。
在一定的温度和压力下，将合成气与催化剂进行反应，生成氨气。
该反应通常在高压下进行，反应过程需要严格控制温度、压力和催化剂的选择，以提高反应速率和氨气的产率。
随后，氨的提纯与储存是氨合成工艺的最后步骤。
氨气通过吸附、冷凝和脱水等工艺，去除杂质和水分，获得高纯度的氨气。
氨气通常以液态形式储存，以便于运输和使用。
总的来说，氨合成工艺流程复杂且技术要求高，但是由于氨的重要性，使得这一工艺在化工生产中起到了至关重要的作用。
随着科技的不断发展，氨合成工艺也在不断改进与完善，以提高氨气的产率和质量，减少能耗和气体排放，实现更加环保和可持续的生产。
合成氨生产工艺介绍
1、合成氨生产工艺介绍1）造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。
具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。
原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。
所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。
造气工艺流程示意图2）脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。
气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。
脱硫液再生后循环使用。
脱硫工艺流程图3）变换工段变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。
河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。
经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。
变换工艺流程图4）变换气脱硫与脱碳经变换后，气体中的有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中的硫含量在25mg/m3。
脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。
来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气，进入水分离器，分离出来的水排到地沟。
变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。
被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下，将从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压的解吸气经阻火器排入大气。
变换与脱硫工艺流程图5)碳化工段5.1、气体流程来自变换工段的变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔，变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。
合成氨生产常用的原料有哪些
1合成氨生产常用的原料有哪些？原料：（包括提供H2的原料和燃料）固体原料：焦碳、煤气体原料：天然气、重油、焦炉气等液体原料：石脑油、重油、原油等常用的原料有：焦碳、煤、天然气、重油2合成氨生产分哪几个基本工序？三个基本工艺步骤是什么/(1)造气：即制备含有氢、氮的原料气（2）净化:不论采用何种原料和何种方法造气，原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质，必须采取适当的方法除去这些杂质。
（3）压缩和合成：将合格的氮、氢混合气压压缩到高压，在铁催化剂的存在下合成氨。
3写出天燃气蒸汽转化法生产合成气的主要反应方程式、工艺条件和工艺流程图，说明天然气蒸汽转化法为何要进行二段转化操作？（1）主反应式：CH4 + H2O(g) = CO + 3H2 206.3KJ/mol （1）CO + H2O(g) = CO2 + H2 -41.2KJ/mol （2）副反应式：CH4 = 2H2 + C2CO = CO2 + CCO + H2 = H2O + C（2）工艺条件：压力3~4 MPa；一段转化反应温度800℃；二段转化反应温度1000℃；水碳比S=3~4；空间速度（根据炉型、分段情况、催化剂的不同以及反应的不同时期来确定）（4）书上18页第一段4干法脱硫与湿法脱硫各有甚么优缺点？干法：优点：既能脱除有机硫，又能脱除无机硫；出口气含S<1×10-6（无加氢）、S<2×10-8（有加氢）。
缺点：脱硫剂再生困难，只可用于脱微量硫。
湿法：优点：液态脱硫剂易于输送，可以再生，能回收硫磺，可用于脱除大量无机硫。
5改良ADA法脱硫由哪几个基本反应过程构成？原理：分为四步：①用pH=8.5~9.2的稀碱溶液吸收H2SNa2CO3 + H2S == NaHS + NaHCO3②硫氢化物被氧化为S2NaHS + 4NaVO3 + H2O == Na2V4O9 + 4NaOH + 2S偏钒酸钠焦性偏钒酸钠（有还原性）以上两步为脱硫，在脱硫塔中进行。
合成氨工业-造气
造气工段3.1双一段甲烷转化天然气中的主要成分是甲烷,其中通常还含有少量C2H6、C3H8、C4H10等烷烃和CO、CO2、H2等组分。
在烃类转化制合成气的各种方法中，蒸汽转化工艺是最重要和最具有代表性的技术，玉龙化工采用的就是这一工艺就行原料气的生产。
在一段蒸汽转化炉中，气态烃中主要组分甲烷进行的主要反应如下：1.CH4+H2O = CO +3H2△H298=206.3 kJ2.CH4+2H2O= CO2+4H2△H298=165.3 kJ3.CO+H2O = CO2+H2△H298=-41.2 kJ4.CO2+CH4 = 2CO+2H2△H298=247.3 kJ在一定条件下，蒸汽转化过程中可能发生析碳反应，它们是蒸汽转化过程中应当重点防止的有害副反应：2CO = CO2+C △H298=-171kJCO+H2 = C+H2O △H298=-122.6kJCH4 = C+2H2△H298=82.4kJ甲烷蒸汽转化反应是强吸热反应，变换反应是中等放热反应，甲烷蒸汽转化总反应是强吸热反应。
二段转化是轻质烃蒸汽转化制氨合成气的第二步，其目的是为了进一步彻底转化一段转化气中残余甲烷，并添加一定量的氮气以满足合成氨所需之氢氮比。
二段转化炉内进行的主要反应如下：H2+O2 = H2O △H298=-241kJCO+O2 = CO2△H298=-283.2kJCH4+O2 = CO+2H2△H298=-35.6kJ在催化剂层进行转化及变换反应：CH4+ H2O = CO+3H2△H298=206.3kJCH4+CO2 = CO+3H2△H298=247.3kJCO+ H2O = CO2+H2△H298=-41.2kJ上诉反应中，氢气与氧气的燃烧反应的速率比其他反应的速率要快1×103~1×104倍，因而在二段炉的顶部空间中主要进行氢与氧的燃烧反应，反应中生成水并放出大量的热。
当混合气到达催化剂层时，几乎所有的氧气均已消耗掉了（氧的反应率达到99%以上）。
以煤为原料制取合成氨造气工段物料
以煤为原料制取合成氨造气工段物料、热量衡算一、已知条件1、计算基准：按照100Kg煤为计算标准。
2、已知条件（1）煤的组成（2）吹风气组成（3）半水煤气组成（4）灰渣组成（5）带出物组成（6）现有生产消耗（7）循环时间（8）各物料进出煤气炉的温度空气：温度2℃吹风气：350℃上行煤气温度：360℃下行煤气温度：160℃灰渣：200℃入炉蒸汽：压力0.05Mpa 温度220℃（9）带出物的百分比：11.6%（10）千立方耗蒸汽790Kg/KM3，千立方耗煤625Kg/KM3，吨氨耗气3700M3，16台煤气炉产气量55000M3/h,每小时蒸汽用量845×55=46475Kg，每台炉每小时蒸汽使用量46475/16=2904.7Kg。
按照上下吹蒸汽手轮开启比例计算上下吹蒸汽用量：V=uA，上吹手轮为下吹手轮的1.8倍，面积是（1.8×1.8）/1=3.24倍，忽略入炉蒸汽压力波动，上吹蒸汽流量为1921.4Kg/h，下吹蒸汽流量为640.5Kg/h.每台里每小时产气量为55000/16=3437M3,使用煤量为3437×625/1000=2148Kg/h，每100Kg煤每小时蒸汽上吹用量为1921.4/2148×100=89.45Kg/h, 每小时蒸汽下吹用量为640.5/2148×100=29.82Kg/h。
二、基本的物料衡算（一）带出物中各组分的含量Kg100×11.6%=11.6其中：C 11.6×62.51%=7.25A 11.6×24.32%=2.82（二）由灰渣平衡计算灰渣质量Kg灰渣质量=（24.32-2.82）/0.8051=26.705其中：C 26.705×24.32%=6.49A 26.705×80.51%=21.5（三）煤种各组分损失带出物及灰渣中的总量Kg其中：C 7.25+6.49=13.74A 2.82+21.5=24.32（四）煤气化后进入煤气中的C元素的量Kg100Kg原料煤，固定碳含量为60.04%，其碳含量为100×60.04%=60.460.4-13.74=46.66三、吹风阶段的计算（一）物料衡算1、每m3吹风气中所含各元素的量KgC=12×(0.094+0.119+0.014)/22.4=0.122N=28×0.735/22.4=0.922、由碳平衡计算吹风气的产量M360.4/0.122=495.083、由氮平衡计算空气用量M3（495.08×0.92）×22.4/(0.79×28)=461M3（二）热量衡算（基准温度为0℃）计算依据根据反应前后碳反应所产生的热量，以及计算出热量的使用地方，如何才能够最大限度利用这部分热量。
氨合成造气碳化操作规程
氨合成造气碳化操作规程第一节碳化工序的任务一是把合成送来的气氨用母液和稀氨水吸收制取合格的浓氨水，二是用制得的浓氨水洗去变换气中的二氧化碳，并把氨水洗去后气体中的氨回收下来，以保证供给合格的原料气；三是制得肥料碳酸氢铵。
第二节基本原理碳化工序包括：碳化、回收清洗、离心分离、吸氨四个过程，其基本原理为：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3第三节工艺流程简述一、气体流程来自变换工序含二氧化碳的气体，依次进入碳化主塔和副塔（主、副塔视塔内结巴情况，二塔轮流倒用），鼓泡通过碳化液并进行反应。
反应放出的热量通过水箱冷却水带走。
含二氧化碳 1%左右的气体从副塔顶部出来进入回收清洗塔，继续吸收气体中二氧化碳和氨，使出口气中二氧化碳和氨含量降至正常控制指标内，然后送往压缩工段。
二、液体流程浓氨水由浓氨水贮槽，经过浓氨水泵进入副碳化塔鼓泡，吸收主塔来的气体中二氧化碳，并鼓泡溶解塔内的结巴，然后由塔底部排除，经碳化泵加压进入主塔，吸收变换气中的二氧化碳，生成含晶体50-60%的碳酸氢铵悬浮液，此悬浮液靠压差进入稠厚器，经离心分离后，得到固体碳酸氢铵产品，由底部下料斗卸出，包装后入库。
分离晶体后尚有部分微小晶粒的母液，靠位差流入晶液槽，经晶液泵送到稠厚器进行二次分离，清液去母液槽。
造气送来的脱盐水通过计量进入综合塔上段，清洗回收气体中的氨，回收液进入稀氨槽，稀氨水通过稀氨水泵加压进入综合塔下段，吸收气体中二氧化碳，使二氧化碳含量小于0.2%，回收液到稀氨水槽循环使用和制备浓氨水用。
三、吸氨流程母液、稀氨水、浓氨水由吸氨泵送至强化吸氨器顶部进入中心管，经中心管的小孔向四周喷射，气氨进入吸氨器的圆筒，与吸收液接触而被吸收，吸收氨后的浓氨水经冷却排管冷却后，送入浓氨水槽。
第四节工艺流程方框图一、气相流程二、液相流程三、吸氨流程第五节工艺指标一览表指标名称控制范围指标名称控制范围低变气压力≤0.85MPa气氨压力≤ 0.25 MPa 尾气压力≤0.6MPa浓氨水滴度198-202塔上部温度30-35 ℃稀氨水滴度≥ 125塔中部温度35-45 ℃吸氨排管 tt198-215塔下部温度30-35 ℃浓稀氨水碳化≤80度主塔出口 CO2含 3-8%活性物含量0.1-0.25量副塔出口 CO2含≤1.8%碳铵含水量≤ 5.0%量尾气 CO2含量≤0.2%碳铵含氮量≥ 16.8%尾气氨含量≤0.3%分离器液位1/2-2/3第六节生产操作要点及常见故障处理一、操作控制1、稳定各塔液位，使氨水浓度和碳化度在适宜的范围内。
工业制氨气的方法
工业制氨气的方法
工业合成氨生产工艺基本过程如下：
1.造气
合成氨原料气中的氮气一般来自空气，氢气则需要制备。
制氢的原料有天然气、石脑油、重质油、煤等。
2.脱硫
制氢的原料中，一般含有少量的硫化氢或硫化物，它们会进入原料气中，这些含硫物质，极易使后续阶段使用的催化剂中毒，必须首先将其除去，这个过程称为脱硫。
脱硫主要有物理吸收（用甲醇、聚乙二醇二甲醚作吸收剂）和化学吸收两种，后者常用的有氨水催化法和改良蒽醌二磺酸法等。
3.变换
经脱硫后的原料气中，除氢气外，还含有一定量的一氧化碳。
为提高氢气产量，利用水蒸气和一氧化碳反应，使之转化成氢气，该过程称为变换。
4.精炼
经过上述几个过程得到的氮、氢原料气中还含有少量的一氧化碳和二氧化碳，而合成反应使用的催化剂要求碳的氧化物总量不能大于10ppm，必须进一步脱去;少量水分对催化剂的活性等也有影响，同样要除去。
除去这些微量有害物质的过程，称为精炼。
合成
经过上述处理并经过多级压缩后达到指定高压（一般为32MPa）的氮、氢混合气，送到合成塔中在一定温度（～500℃）范围内，经催化剂（Fe2O3为主体）作用，进行合成反应。
化学人教版选修2导学案：第4课时 合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展
第4课时合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展学案【学习目标】1.了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件。
2.了解实验研究与实际生产之间的转化。
3.了解合成氨的发展4.了解合成氨工业的三废处理。
【重点难点】1.合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义2.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。
课前预习【情景材料】在让合成氨的工艺走出实验室实验工业化学生产的过程中，德国化学工程师博施作出了重大贡献，他经过大量试验，找到较为理想的铁催化剂，设计并建造了能够耐高温、高压的合成氨装置。
1910年，德国建立了世界上第一座合成氨试验厂，1913年，又建立了生产规模的合成氨厂。
从此以后，合成氨工业便迅速发展起来。
工业上是如何合成氨的？【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、合成氨的基本生产过程合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤：、、。
1.原料气的制备(1)氮气的制备①物理方法：②化学方法：将空气中的氧气与作用生成，再除去。
(2)氢气的制备①碳与水蒸气的反应，用方程式表示为：。
②水蒸气与碳氢化合物的反应，用方程式表示为：，。
2.原料气的净化(1)含义：原料气的净化是指，目的是。
(2)净化方法①H2S的除去，用方程式表示为：；②CO的除去，用方程式表示为：；③CO2的除去，用方程式表示为：。
3.氨的合成与分离(1)氨的合成：将净化后的原料气加压送进，在适宜条件下充分反应制取氨。
(2)从合成塔出来的混合气体，其中氨气占总体积的15%，要把混合气体通过使氨液化，再导入。
二、合成氨工业的发展1.原料及原料气的净化原料气之一的氮气来自，现在氢气主要通过不同的态可燃物（煤和焦炭）、态可燃物（石油提炼后的石脑油、重油）、态可燃物（天然气、焦炉气）为原料。
2.催化剂的改进多年来一直用 作催化剂，目前有采用 为基础活性物质的新型催化剂。
3.环境保护(l)废渣：可用作 的原料。
(2)废气：主要是 和 等有害气体，对H2S 的处理，先后采用直接 法（选择性催化氧化）、 法（用溶剂吸收浓缩，CO2也可用来生产 和 等。
6万吨合成氨造气工段工艺设计——毕业设计
6万吨合成氨造气工段工艺设计——毕业设计6万吨合成氨造气工段工艺设计摘要摘要：本设计6万吨/年合成氨造气工段工艺设计采用块煤送入造气炉制气，该工艺技术成熟，结合湖北宜化丰富的生产和管理经验，在同行业中具有热量回收充分、消耗低、低成本等优势。
根据已知参数，利用所学知识对合成氨的工艺流程进行设计，工艺计算，并对设备进行了选型。
关键词：造气炉；已知参数；工艺衡算；设备计算目录摘要 (2)1．前言 (4)2.物料及热量衡算 (7)2.1.被损耗燃料各组分量的计算 (9)2.2.炉渣生成量的计算 (9)2.3.计算带出物及炉渣中各组分的总重量 (10)2.4.燃烧气化后进入煤气中各元素的量113.空气吹分阶段的计算 (12)3.1.物料衡算 (12)3.2.热量衡算 (13)4.蒸汽吹送阶段的计算 (16)4.1.物料衡算 (16)4.2热平衡计算 (19)5总过程计算 (23)5.1燃料使用分配 (23)5.2吹风气产量 (23)5.3物料平衡 (23)5.4 热量平衡 (26)5.5 配气计算 (27)5.6 消耗定额（以吨氨为基准） (28)6主要设备工艺计算 (31)6.1空气鼓风机的计算 (31)6.2煤气发生炉的计算 (33)6.3废热锅炉的计算 (34)6.4洗气塔 (37)7结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)1．前言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
本次设计采用间歇式固体煤气发生炉造气，余热回收，具有环保、节能的优势。
现对造气工段主要工艺做一下简介。
1.固定层煤气发生炉制造的煤气根据气化剂不同, 工业煤气一般分以下四种:空气煤气: 以空气为气化剂制取的煤气,合成氨生产中也称吹风气.水煤气: 以水蒸汽为气化剂制取的煤气.混合煤气: 以空气和适量的水蒸汽为气化剂制取的煤气.半水煤气: 组成符合(氢气+氧化碳)与氮气体积比为3.1---3.2的混合煤气,即合成氨原料气2.煤气发生炉自上而下分为干燥层,干馏层,还原层,氧化层,灰渣层.干燥层: 一般不产生气化反应,此区内的燃料因刚加入炉内,故温度低,主要是通过吹风时的吹风气,上吹时的煤气,以及下吹时的过热蒸汽,通过此区域时,将此区域的水蒸发掉,起干燥预热的作用.干馏层: 此区燃料受到热气体连续加热并分解放出低分子烃,在热分解时析出水份,醋酸,硫化氢,甲烷等,气化剂通过此区域时一般不发生反应.还原层: 此区域是气化层发生气化反应的主要区域之一,由氧化层来的CO2还原生成CO及水蒸汽分解为氢气,燃料依靠与热的气体换热被再次预热,此区域的化学反应是:CO2+C=2COH2O+C=CO+H22H2O+C=CO2+2H2CO+H2O=CO2+H2氧化层: 在煤气炉的整个燃料中此区域的温度最高,燃料中的C与空气中的O 2产生反应,其反应C+O2+3.76N2=CO2+3.76N22C+O2+3.76N2=2CO+3.76N2氧化层与还原层总称为气化层.灰渣层: 燃料经过气化后,剩余物质称为灰渣,灰渣与炉体最下部分称为灰渣层,在生产中起到预热气化剂,保护炉篦和承受燃料层骨架的作用.3.间歇式制气通常分为五个阶段进行:吹风阶段: 空气从炉底吹入,进行气化反应,提高燃料层的温度.上吹制气阶段:蒸汽和加氮空气从炉底送入,经气化反应生成煤气送入气柜.下吹制气阶段: 水蒸气自上而下通过燃料层生成的煤气也送入气柜，其目的是吸收炉内热量可降低炉顶温度,使气化层恢复到正常位置,同时使炭层温度增高,有利于燃尽残碳.二次上吹制气阶段: 蒸气由炉底入炉将炉底下部管道中的煤气排净,为吹风做准备俗称安全上吹.吹净回收阶段: 二次上吹后炉上部分空间出气管道及有关设备都充满煤气,如吹入空气立即放空或送三气将造成浪费,因此转入吹风之前,从炉底部吹入空气,与产生的空气煤气与原来残留的水煤气一并送入气柜加以回收。
合成氨原理
合成氨原理合成氨是一种重要的化学原料，广泛用于生产化肥等工业过程。
其原理是通过哈柏过程或奥斯特华尔德过程来实现。
哈柏过程（哈柏氨合成法）是最常用的合成氨工业方法之一。
该过程将氮气和氢气在高温高压条件下通过一个铁催化剂进行催化反应。
具体步骤如下：1. 氮气的制备：氮气在空气中占绝大部分，可以通过空分设备将空气中的氧气和其他杂质分离出来，得到纯净的氮气。
2. 氢气的制备：氢气可以通过蒸汽重整、部分氧化、水电解等方法来制备。
3. 氮气和氢气混合：经过精确的配比，将纯净的氮气和氢气按一定比例混合。
4. 催化反应器：将混合气送入一个催化反应器中，其中催化剂通常采用铁（Fe）。
5. 反应条件：反应需要在高温（约400-500摄氏度）和高压（约100-250atm）的条件下进行。
6. 催化反应：在催化剂的作用下，氮气和氢气发生氮氢化反应，生成氨气。
7. 分离氨气：将反应产物经过冷却处理，得到氨气。
奥斯特华尔德过程（奥斯特华尔德氨合成法）是另一种常用的合成氨方法。
该过程在低温低压条件下进行，适用于小规模的合成氨生产。
具体步骤如下：1. 原料气体准备：氮气和氢气经过压缩、净化等处理，得到纯净的原料气体。
2. 催化剂床层：将催化剂（通常为铁-铝合金）放置在反应器中形成床层。
3. 缓冲层：在催化剂床层上方加入缓冲床层，用于分离反应床和冷凝器。
4. 过热器：将原料气体加热至适宜的反应温度（通常为400-550摄氏度）。
5. 反应器：通过加热后的原料气体对催化剂进行反应，生成氨气。
6. 冷凝器：将反应产生的氨气进行冷却，使其凝结为液体。
7. 分离氨液：将凝结的氨液体与剩余的气体进行分离，得到纯净的合成氨。
这些合成氨的过程可用于工业生产中，以满足各种应用的需求。
合成氨工业
合成氨工业摘要：合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于农业、化工、医药等各个领域。
合成氨工业的发展受到能源、原材料、技术等多个因素的影响。
本文将对合成氨工业的概况、生产过程、发展趋势等进行详细介绍。
1. 引言合成氨是由氮气和氢气经过催化剂反应而得到的一种化合物，具有广泛的应用价值。
由于氮气在大气中的丰度很高，而氢气可以通过多种途径制备，合成氨工业发展前景广阔。
2. 合成氨工业的概况合成氨工业是一个庞大的产业，涉及到多个领域。
在农业中，合成氨被广泛用作氮肥的主要原料，可以提高农作物的产量和品质。
在化工和医药领域，合成氨被用于合成多种有机化合物，如尿素、硝酸、甲醇等。
此外，合成氨还可以用于燃料电池等领域。
3. 合成氨生产的主要过程合成氨的生产通常采用哈贝-博斯奇过程，该过程由5个主要步骤组成：氢的制备、氮的制备、氨的合成、氨的回收以及废水的处理。
其中，氢的制备可以通过蒸汽重整、电解水、天然气重整等方法实现；氮的制备则通常采用空气分离技术，将空气中的氮气与氧气分离；氨的合成是通过将氢气和氮气通入催化器中，在适当的温度和压力下进行反应；氨的回收主要是通过冷凝和吸附等方式实现；废水的处理则是为了保护环境，避免污染。
4. 合成氨工业的发展趋势随着全球对化学品需求的不断增长，合成氨工业正处于快速发展阶段。
合成氨工业的发展趋势主要集中在以下几个方面：（1）技术创新：通过改进催化剂和反应器的设计，提高合成氨的产率和选择性，减少副产物的生成，降低生产成本。
（2）节能减排：探索新的能源来源，改善合成氨工业的能效，减少二氧化碳等温室气体的排放。
（3）资源可持续利用：开发废气、废水等副产物的资源化利用，实现循环经济发展。
（4）环境保护：加强废水、废气等环境污染的治理，保护生态环境。
5. 合成氨工业的挑战与机遇合成氨工业虽然面临着许多挑战，如成本压力、环境污染等，但也存在着巨大的机遇。
一方面，合成氨工业的需求不断增加，市场潜力巨大；另一方面，技术的不断进步为合成氨工业的发展提供了新的机遇。
合成氨原料气(变换气)的脱CO2
化工 0913——18 倪娟
一.工艺物料的相关信息
1、合成氨工业的重要性
2. 炸药（NH3 HNO3 硝酸铵等） 3. 化纤及塑料（己内酸胺、尼龙6单体、己二胺、丙烯腈等） 4. 致冷剂
1. 最大用途为氮肥(尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等)，占总产量的85%
②变换
用煤或烃生产出的气体都含有相当量的CO，如固体 燃料制得的半水煤气含28％－31％，气体烃蒸汽转化 法含15％～18％，重油气化法含46％左右。CO对氨 合成催化剂有毒害，必须除去。变换利用水蒸气把 CO变换为H2和易清除的CO2，同时又制得了所需的 原料气H2。其反应为： CO + H2O(g)= CO2 + H2 Δ H0= -41 kJ·mol-1
5. 其他（磺胺类药物、维生素、氨基酸等
2、合成氨的原料及原则流程
制取氨用的氮氢混合气。氢气主要由天然气、石脑油、重质油、煤、 焦炭、焦炉气等原料制取.工业上通常先在高温下将这些原料与水蒸 气作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气。这个过程称为造气。 由合成气制氢，是氮氢混合气中氢的主要来源。合成气中含有的硫 化合物、碳的氧化物及水蒸气等都对生产过程中所用的催化剂有害， 需在氨合成前除去，合成气中的一氧化碳，可与水蒸气作用生成氢 和二氧化碳，这个过程称一氧化碳变换。习惯上把脱除硫化合物的 过程称脱硫；脱除二氧化碳的过程称脱碳。残余的少量一氧化碳、 二氧化碳和残余水蒸气则在最后除去。氨合成用氮的来源，是在制 氢时直接加入空气，或在合成前补加纯氮气。制取纯净的氮氢混合 气时，原料不同，原料气净化方法也不同。
③脱硫
主要是H 2 S,其次是CS 2 ,硫氧化碳（COS）,硫醇（RSH） 等有机硫。其含量取决于原料的含硫量及加工方法. 以 煤为原料，原料气中H2S含量一般为2～3gH2S对设备和管道有腐蚀作用，使变换及合成系统 的催化剂中毒，还使铜洗系统的低价铜生成硫化亚铜 沉淀，增加铜耗。
合成氨生产主要分几个工序
1.合成氨生产主要分几个工序？各部分任务如何？答：1）原料气制备即制备含有氢、氮的原料气。
用煤、原油、或天然气作原料，制备含氮、氢气的原料气。
（将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
一般焦炭、无烟煤等固体燃料通常采用气化的方法制取合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气。
）2）净化因为无论用何种方法造气，原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质，必须采取适当的方法除去这些杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
（1）脱硫过程无论以焦炭还是天然气为原料获得的原料气中，都含有一氧化碳、二氧化碳、硫化物等不利于合成反应的成分，需要在进入合成塔之前除去。
其中硫化物对蒸气转化都是有害的，故在原料气进入界区后，首先进行脱硫。
氧化锌脱硫就是H2S气体在固体ZnO上进行反应，生成H2O进入气相，ZnS则沉积在ZnO固体表面上。
脱无机硫温度约200℃。
（2）一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下：CO+H2O→H2+CO2 ,ΔH=-41.2kJ/mol 由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。
因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
（3）脱碳过程粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。
根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。
合成氨原料气
少量一氧化碳脱除 原料气经一氧化碳变换和二氧化碳脱除后，尚含有少量一氧化碳和二氧化碳，在送往氨合成系统前，为使它们总的含量少于10ppm,必须进一步加以脱除。脱除少量一氧化碳和二氧化碳有三种方法；
部分氧化 在高温下利用氧气或富氧空气与燃料进行反应，一部分燃料与氧气完全燃烧,生成二氧化碳,同时放出大量热；另一部分燃料与二氧化碳、水蒸气作用生成一氧化碳和氢气，其反应是吸热的，所需热量由完全燃烧反应放出的热提供，以重质油为例的总反应式是：
该法原料广泛，生产过程简单，也不需要昂贵的合金反应管，但需由空气分离装置提供氧气。
铁铬系催化剂 由氧化铁、氧化铬的混合物组成，又称高(中)温变换催化剂。活性组分为四氧化三铁，开工时需用氢气或一氧化碳将三氧化二铁还原成四氧化三铁。在此催化剂作用下气体中一氧化碳浓度可降到百分之几，如要进一步降低，需在更低温度下完成。（见彩图）
铜锌系催化剂 由铜、锌、铝（或铬）的氧化物组成，又称低浊变换催化剂。活性组分为铜，开工时先用氢气将氧化铜还原，还原时放出大量反应热，操作时必须严格控制氢气浓度，以防催化剂烧结(见催化剂寿命)。采用此催化剂可把气体中一氧化碳浓度降到 0.3％（体积）以下。高、低温变换催化剂耐硫性能差，其中硫化氢对变换催化剂是常见的有害毒物。催化剂活性组分被硫毒化（见催化剂中毒）的反应式对于高温变换催化剂为：
成氨原料气[回目录][编辑本段]
正文[回目录][编辑本段] 制取氨用的氮氢混合气。氢气主要由天然气、石脑油、重质油、煤、焦炭、焦炉气等原料制取（见图）。工业上通常先在高温下将这些原料与水蒸气作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气。这个过程称为造气。由合成气制氢，是氮氢混合气中氢的主要来源。合成气中含有的硫化合物、碳的氧化物及水蒸气等都对生产过程中所用的催化剂有害，需在氨合成前除去，合成气中的一氧化碳，可与水蒸气作用生成氢和二氧化碳，这个过程称一氧化碳变换。习惯上把脱除硫化合物的过程称脱硫；脱除二氧化碳的过程称脱碳。残余的少量一氧化碳、二氧化碳和残余水蒸气则在最后除去。氨合成用氮的来源，是在制氢时直接加入空气，或在合成前补加纯氮气。制取纯净的氮氢混合气时，原料不同，原料气净化方法也不同。
合成氨工艺分析及节能改造
合成氨工艺分析及节能改造摘要：合成氨工艺在我国的应用具有重要意义。
合成氨生产过程将消耗大量的煤能源，因此有必要加强合成氨工艺的分析，并改造其工艺技术，实现节能降耗，这对我国能源节约和可持续发展具有重要意义。
本文对合成氨工艺及节能改造措施进行了详细的分析。
关键词：合成氨；工艺流程；节能改造措施氨是人们日常生活中不可缺少的一种化工产品，主要用于农业生产。
合成氨不仅是氮肥生产的基础，并且氨本身就是重要的化肥原料，因氨不仅是重要的无机化学原料，而且是有机化学的基本原料。
由于合成氨需要大量的能源，如果合成氨工艺流程不够科学与环保，这将导致每年由于合成氨而造成的大量资源浪费，因此合成氨工艺需改进。
一、合成氨的工艺流程1、原料气的制取。
该工序的主要目的是制取含有氮和氢的原料气。
氢气主要由天然气、石脑油、重质油、煤、焦炭、焦炉气等原料制取。
工业上通常先在高温下将这些原料与水蒸气作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气，这个过程称为造气。
具体而言，对固体原料煤和焦炭，通常采用固体燃料气化法制取合成气；渣油可用非催化部分氧化法获得合成气；对于气态烃和石脑油，工业上采用两段蒸汽转化法制取合成气。
氮气则主要来源于空气，可通过物理方法空气液化或化学方法得到。
第一种物理方法即首先降低温度使空气液化，再升高温度，沸点低的氮气先逸出，从而获得高纯度氮气。
而化学方法是让碳在空气中燃烧，再用脱除气体中的二氧化碳，即得到氮气。
2、净化原料气。
净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。
这一流程相对复杂，包含以下几个环节：1）变换-氧化碳。
由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一氧化碳，而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行转变，将一氧化碳向二氧化碳进行转变可降低其脱除的难度，同时可增加氢气含量。
在工业生产过程中，变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序，因此应使这一工序的能耗降低，以解决能源浪费问题。
2）原料气脱碳脱硫。
合成氨工艺简介
摘要煤气化法是我国合成氨的主要制气方法,也是未来更替天然气和石油资源所必将采用的制气方法;即利用无烟煤、蒸汽和空气在碳发生炉内生产合成氨所需要的气体,俗称半水煤气;在已制得的半水煤气中,除了含有按合成工艺所需要的氮气和氢气外,还含有许多杂质和有害气体;由于这些杂质和有害气体很容易使合成触媒中毒而降低触媒效能;为保护触媒,延长其使用寿命,保证合成氨生产的正常进行,半水煤气中的杂质和有害气体必须在合成之前得以及时清除,这就需要对混合气体进行净化处理,并且要求连续性作业,以达到化学反应稳定进行,从而构成了合成氨工艺流程错综复杂和连续性强的生产特点;一合成氨的生产方法简介氨的合成,必须制备合成氨的氢、氮原料气;氮可取之于空气或将空气液化分离而制得,氮气或使空气通过燃料层汽化将产生CO或CO2转化为原料气;氢气一般常用含有烃类的各种燃料制取,亦通过焦碳,无烟煤,重油等为原料与水作用的方法制取;由于我国煤储量丰富,所以以煤为原料制氨在我国工业生产中广泛使用;合成氨的过程一般可分为四个步骤：1．造气：即制备出含有氮一定比例的原料气;2．净化：任何制气方法所得的粗原料气,除含有氢和氮外,还含有硫化氢、有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧,这些物质对氨合成催化剂均有害,需进行脱除,直至百万分之几的数量级为止;在间歇式煤气炉制气流程中,脱硫置于变换之前,以保护变换催化剂的活性;3．精炼：原料气的最终精炼包括清除微量一氧化碳、二氧化碳、氧、甲烷和过量氮,以确保氨合成催化剂活性和氨合成过程的经济运行;4．合成：将合格的氢氮混合气体压缩到高压,在催化剂作用下合成氨气;二合成氨反应的基本原理1. 造气：合成氨的原料——氢氮可以用下列两种方法取得（1）以焦碳与空气、水蒸气作用（2）将空气分离制取氮,由焦炉气分离制氢采用煤焦固定床间歇式汽化法;反应方程如下：C+H2O=CO +H2 1CO+O2=CO2 22．脱硫：无论以固体煤作原料还是以天然气、石油为原料制备氢氮原料气都含有一定成分的硫元素,无机硫主要含有硫化氢；有机硫主要含有二硫化碳、硫化氧碳等等;硫化氢对合成氨生产有着严重危害,但不能与铁反应生成硫化亚铁,而且进入变换及合成系统能使铁催化剂中毒,进入铜洗系统使铜液的低价铜生成硫化亚铜的低价沉淀,使操作恶化,铜耗增加;所以半水煤气总的无机碳化物和有机硫化物必须在进入变换、合成系统前除去;以煤为原料采用间歇式造气炉制半水煤气时,通常先将煤气进行湿法氧化法脱硫,使硫化氢含量降低至30～50毫克/立方米以下,然后经中温变换,使有机硫转化为硫化氢;然后,在脱除二氧化碳过程中和铜氨液洗涤过程中进行更精细的除净;下面介绍螯合铁法脱硫螯合铁法是采用为氧化催化剂,完成的析硫过程;由于铁离子在碱性脱硫溶液中不稳定极易生成沉淀而从溶液中析出,为此,必须添加螯合剂以使和稳定存在于液相;HS— + 3Fe3+络——>2Fe2+络 + S + H＋再生塔中再汽化为络,即4Fe2+络+ O2 + 2H2O ——> 4Fe3+络 + 4OH—3.变换变换方法：COg+ H2Og==CO 2+ H2 g工艺流程：半水煤气进入变换炉反应前,先混合蒸汽预热到673K,为此由脱硫塔的半水煤气加压后首先进入饱和塔的底部,与塔内自上而下的热水逆流接触,使气体温度升高,并被水蒸气所饱和然后由塔顶引出,在管道内与外供之高压蒸汽混合后主热交换器和中间热交换器进入炉内一般,此时约80%的CO被交换为H2,反应热使温度升至420度左右进入交换炉二段,此时气体CO含量降至%以下,液体温度为430度由炉底逸出依次经过水加热器、热水塔、冷凝塔降温后进行二次脱硫;4.脱碳经变换二次脱硫后气体中含有大量CO2,还有少量的CO等其它有害气体,它们会使氨的合成催化剂中毒,必须除去;工业上脱碳的方法很多,通常用碳酸丙烯酯PC法脱CO 2;含有一定浓度的原料气进入吸收塔内,气体CO2被逆流下的丙碳PC吸收;净化气中CO2脱至所要求的浓度由塔顶排出,成为可使用的工艺气;吸收CO2后的PC富液经涡轮机回收能量,在后一级闪蒸槽内闪蒸,再到常压闪蒸槽进行常压闪蒸,常压闪蒸液在气提塔内经空气气体提再生;再生后的PC贫液经循环液泵送回吸收塔循环使用,气提空气由通风机从气提塔底送入;一级闪蒸气中含有CO2及部分工艺气,对于合成氨变换气脱碳,一级闪蒸气可全部或部分返回压缩与原料气汇合,以吸收N 2与H 2气;为减少PC的损失,各排放气排出系统先经过水洗回收PC;问题：吸收需要高压低温,如何实现：压缩机产生高压,换热器产生低温;PC的回收：解吸,还可以回收CO2解吸需要高温和低压,如何实现;物料在此过程中如何流动5.铜洗变换气经过净化后仍含有少量的CO、CO2、O2、H 2S等有害气体,工业上常用铜洗法精制原料气;铜洗法的溶液醋酸铜氨溶液是又醋酸铜和氨通过化学反应后制成的一种溶液,简称铜液,其组成为CuNH32Ac醋酸亚铜络二氨吸收CO、CO2和O2、H2S反应如下：同理：吸收和解吸,物料的输送,能量的综合利用;6合成氨的合成是高温高压下,在触媒存在条件下而生成的;反应式如下：3H2+N2——2NH3+Q由上式可知反应产生较大的热量,我们采用后置式废热式锅炉回收,并副产蒸汽;为了保持合成塔塔壁温度不合成过高,冷态气体先从塔壁自上而下,然后经塔外预热器预热后进入合成塔出口气经废热式锅炉回收热量后,进塔外预热器预热为入塔气体;此采用无油滑往复循环机,故循环机位置设于合成塔进口处;附图1 变换车间工艺流程图。
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造气工段3.1双一段甲烷转化天然气中的主要成分是甲烷,其中通常还含有少量C2H6、C3H8、C4H10等烷烃和CO、CO2、H2等组分。
在烃类转化制合成气的各种方法中，蒸汽转化工艺是最重要和最具有代表性的技术，玉龙化工采用的就是这一工艺就行原料气的生产。
在一段蒸汽转化炉中，气态烃中主要组分甲烷进行的主要反应如下：1.CH4+H2O = CO +3H2△H298=206.3 kJ2.CH4+2H2O= CO2+4H2△H298=165.3 kJ3.CO+H2O = CO2+H2△H298=-41.2 kJ4.CO2+CH4 = 2CO+2H2△H298=247.3 kJ在一定条件下，蒸汽转化过程中可能发生析碳反应，它们是蒸汽转化过程中应当重点防止的有害副反应：2CO = CO2+C △H298=-171kJCO+H2 = C+H2O △H298=-122.6kJCH4 = C+2H2△H298=82.4kJ甲烷蒸汽转化反应是强吸热反应，变换反应是中等放热反应，甲烷蒸汽转化总反应是强吸热反应。
二段转化是轻质烃蒸汽转化制氨合成气的第二步，其目的是为了进一步彻底转化一段转化气中残余甲烷，并添加一定量的氮气以满足合成氨所需之氢氮比。
二段转化炉内进行的主要反应如下：H2+O2 = H2O △H298=-241kJCO+O2 = CO2△H298=-283.2kJCH4+O2 = CO+2H2△H298=-35.6kJ在催化剂层进行转化及变换反应：CH4+ H2O = CO+3H2△H298=206.3kJCH4+CO2 = CO+3H2△H298=247.3kJCO+ H2O = CO2+H2△H298=-41.2kJ上诉反应中，氢气与氧气的燃烧反应的速率比其他反应的速率要快1×103~1×104倍，因而在二段炉的顶部空间中主要进行氢与氧的燃烧反应，反应中生成水并放出大量的热。
当混合气到达催化剂层时，几乎所有的氧气均已消耗掉了（氧的反应率达到99%以上）。
可以认为，在二段炉中的催化剂层内进行的反应主要是甲烷蒸汽转化和变换反应，不过实际进行的是变换反应的逆反应。
在催化剂层中进行这些反应并吸热，于是气体温度从顶部空间的1200~1250℃逐渐下降到出口处的约950~1000℃。
二段炉内进行的反应式自热的无需外部供热。
显然，空气添加量是十分重要的——其他条件不变，它将决定提供热量的多少和二段炉出口温度可能达到的值。
当空气配比失调或者混合器结构设计不好或损坏时，会造成炉内空间中气体混合不均匀，二段炉内不可避免的会出现局部过热（局部温度可达1500℃以上），并对催化剂和二段炉有明显的不利影响。
烃类转化反应的催化剂只有在有烃类催化剂存在时，在500~1000℃烃类蒸汽转化反应才能获得满意的反应速度，才能实现工业化生产。
工业催化剂应当拥有较高且较温度的活性、抗毒能力和抗析碳能力强，还原性能好和使用寿命长的特点。
而且二段催化剂上部应当填充一层耐热催化剂。
原料气的脱硫有原料气中带入的硫有有机硫和无机硫（主要是H2S）两类，根据原料气来源的不同，硫化物的含量和种类不同，采用的脱硫方法也不同。
原料气中硫化物的存在，会增加气体对金属的腐蚀，并使催化剂中毒。
此外，硫本身也是一种重要的资源，应当予以回收利用。
采取的脱除方法有很多，大体上可分为湿法和干法两大类。
因为甲烷化等催化剂对原料脱硫要求总硫<0.2mg/m3，只有用干法脱硫才能达到精细脱硫的要求，所以玉龙使用的脱除硫化物的方法是干法脱硫，采用的是氧化锌法和软锰矿法。
这类方法都是直接脱除气体中的硫化物，对H2S的脱除效果很好，但对有机硫的脱除较差。
在原料气中，含有硫醇、硫醚、二氧化硫、羰基硫和噻吩等。
这些有机硫必须经过催化剂产生加氢反应转化成易脱除的无机硫（H2S）才能脱除干净。
加氢转化催化剂主要组成是γ—Al2O3担载NiO，FeO等。
以氧化态提供用户的催化剂就显示转化加氢活性，但经硫化后可具有更佳的活性，其硫化形态是Co 9S 8，MoS 2，NiS ，FeS 等。
氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂是一种转化吸收型固体脱硫剂，严格说，它不是催化剂而属于净化剂。
它能脱除H 2S 和多种有机硫（噻吩类除外），脱硫的精度一般可达0.3mg/m 3（标）以下，重量硫容量可达10%~25%以上，使用方便，价格较低，在氨厂中广泛使用。
H 2S 与ZnO 反应，可以生成难于离解的ZnS ，故不能再生，一般用于精脱硫过程。
氧化性脱硫剂发生的主要反应：O H ZnS ZnO S H 22+→+O H H C Z n S Z n O SH H C 24252++→+氧化锌脱硫剂主要成分是氧化锌，通常还添加CuO 、MnO 2和MgO 等促进剂，矾土、水泥等粘结剂，以提高其转化能力和强度。
以氧化锌为主体的接触吸收法脱硫剂，可脱除氨厂原料气中无机硫和有机硫。
在有机硫中，与硫醇反应性较好，但对噻吩转化能力较低，因此采用ZnO 脱除硫不能将全部有机硫化物除尽。
铁锰脱硫剂铁锰脱硫剂是以氧化铁和氧化锰为主要组分，并含有氧化锌等促进剂的转化吸收型双功能脱硫剂。
使用前要用H 2气进行还原，Fe 2O 3和MnO 2分别被还原成具有脱硫活性的Fe 3O 4和MnO 。
采用铁锰脱硫催化剂在约340－400℃高温下发生下述反应：RH S H H RSH +→+22O H M n S M n OS H 22+→+ 在铁锰脱硫剂上，RSH ，RSR ，COS 等有机硫化物可进行氢解反应生成H2S ，RSH 和RSR 也可能发生热解反应而生成硫化氢和烯烃，氢解或热解所生成的H2S 可被脱硫剂主要组分吸收。
一氧化碳变换一氧化碳与水蒸气在催化剂上进行变换反应，生成氢气和二氧化碳。
这个过程在1913年用于合成氨工业，以后并用于制氢工业。
合成氨生产过程中，制取氢气，在生产成本中占有很大的比重，因此要尽一切可能设法获得做多的氢气。
同时CO 对氨合成催化剂有严重毒害，也必须除去。
最好的办法是提高CO 变换率。
最近几十年来，各国学者做了不少工作，对催化剂不断改进，到目前为止，可是变化气CO 含量降至0.2%~0.4%。
通过变换工序后将CO 变为H2使产品成本降低，工厂经济效益提高。
一氧化碳变换的基础在合成氨原料气中，一氧化碳和水蒸气变化反应式是个可逆的放热反应。
CO+H2O CO2+H2 △H298=-41.16 kJ/mol这是一个等体积、可逆、放热反应。
降低温度和提高蒸汽浓度均有利于变换反应的进行。
本工序中变采用铁铬系催化剂，还原后具有催化活性的是43O Fe ，低变采用铜锌系催化剂，还原后具有活性的是Ｃｕ。
中变温度在360～400C 0，在催化剂的作用下，反应速度很快，中变炉出口ＣＯ≤3.0％。
然后通过换热降温到180C 0左右，在低变催化剂的作用下，使工艺气中的ＣＯ含量进一步降到≤0.3％，以满足甲烷化对ＣＯ含量的要求。
甲烷化工序在合成氨原料气酸性气体脱除以后，还有少量的CO ，CO2，一般情况下CO+CO2<0.7%。
为了保护合成催化剂免受毒害，用甲烷化催化剂是碳氧化合物与氢反应生成甲烷。
这种净化原料气的方法既经济又方便，具有设备小、操作简便、费用低廉等优点，在氨厂较普遍地使用此法。
甲烷化过程可能发生的化学反应 CO+3H2 CH4+H2O CO2+4H2 CH4+2 H2O 2CO+2H2 CH4+CO2 CO+ H2O CO2+H22CO CO2+C反应5是一个有害的积碳反应，会损坏催化剂的活性和强度。
甲烷化反应是强放热反应，在氨厂典型甲烷化反应器操作条件下，每1%CO转化的绝热升温为72℃，每1%CO2转化的绝热温升为60℃。
如果原料气中含有微量氧，其温升要比CO，CO2高很多，每1%O2转化的温升为165℃。
所以工艺气中应严格控制氧的进入，否则要引起反应器严重超温而导致催化剂失活。
甲烷化催化剂主要使用的是以镍为主要活性成分的催化剂，一般以氧化态提供给用户，使用前一般需要预还原催化剂。
镍催化剂能很好的达到氨厂规定的气体净化要求因此得到广泛的使用。
造气工段工艺流程新老站来的原料天然气经天压机加压（≤1.45MPa），其总硫含量 120mg/m3。
原料气先法由于经过压缩机段，气体中带有很多油雾，所以首先要进入除油器除去气体中的油分。
进入转化工段之前，原料气体需要脱硫，为了脱除有机硫，玉龙采用铁锰脱硫催化剂在约340－400℃高温下脱除有机硫。
由于干法脱硫需要在高温下进行，所以原料气先在通过方箱炉对流段预热，充分利用方箱炉尾气的余热。
在铁、锰催化剂的作用下，原料气中大约还剩≤５PPｍ的硫化氢，之后，原料气进入串联在铁锰脱硫槽（D0103a）后的氧化锌脱硫槽（D0103b），在氧化锌催化剂作用下，H2S基本上被吸收完全，且吸收速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至0.5PPｍ以下。
脱硫后的原料气通过混预器（C0101），与水蒸气按一定水汽比混合，充分利用二段炉出来的高温转化气中的热能，升温至480℃左右,然后原料气分成两股.占总气量60%的一股经方箱炉对流段尾气加热后竟如方箱炉(B0101)辐射段,进入填充有镍催化剂的炉管,炉管内进行的主要是甲烷蒸汽转化反应,方箱炉一段反应的热量来自于炉管外甲烷的燃烧.另一部分从混预器中出来的40%气体进入转化炉(D0101),进行一段转化,其所需的能量来自二段炉转化气.从双一段转化炉出来的气体,残余甲烷浓度约为8～20％，两个一段转化后的气体进入二段转化炉，在二段炉顶部空气分布器加入预热后的工艺空气(经方箱炉尾气预热后温度在500℃左右)燃烧放热，同时又在二段镍触媒的催化作用下，继续进行剩余甲烷的转化反应，二段炉出口温度在810～900C 0之间，经二段转化后，可使转化气达到下列两项要求： （１）氢氮比（分子比）：２.２－２.８ （２）残余甲烷（干基）：０.３～０.６％在二段炉内主要是氢气的燃烧放热,炉内除氢以外一氧化碳及甲烷也能燃烧，但Ｈ2燃烧反应的速度比其他可燃气体快３－４个数量级，所以在二段炉内催化剂上部的非催化剂空间里，首先是空气中的氧与一段转化气中的氢气进行燃烧，放出大量的热用于一段转化气中的残余甲烷继续转化，经二段转化后残余甲烷≤0.6％。
二段炉转换气温度很高,必须要充分的利用,气体出二段炉后, 出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，为管内的转化反应提供热量，然后进入换转混合气预热器的管间，再经废热锅炉加热由汽包下降管送来的锅炉给水，并产生≤1.58MPa 的中压蒸汽，经汽包送入系统，出废热锅炉的转化气经降温后进入变换工序。
出废热锅炉的转化气温度降至了变换工序里，中变催化剂对温度的要求。