以天然气为原料合成氨工艺模板
合成氨工艺总结【范本模板】
合成氨发展的三个典型特点:1。
生产规模大型化2. 能量的合理利用。
用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能3. 高度自动化Chp2. 原料气的制取2.1 固体燃料气化法氢气的主要来源有:气态烃类转化、固体燃料气化和重质烃类转化。
煤气化技术装置的分类：（1）固定床气化（2）流化床气化（3）气流床气化固定床气化:UGI炉，鲁奇（Lurgi)炉和液态排渣的鲁奇炉流化床气化：Winkler气化炉；Lurgi循环流化床气化炉；U—Gas灰团聚流化床气化炉气流床气化:常压气流床粉煤气化即Koppers—Totzek（柯柏斯-托切克,简称K-T)炉;水煤浆加压气化，即Texaco（德士古）炉和Destec(现E-Gas）炉；粉煤加压气化，即SCGP（Shell 煤气化工艺)。
固定床间歇制气：采用间歇法造气时，空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。
通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。
间歇式制半水煤气流程：a．空气吹风b．上吹制气c．下吹制气d．二次上吹e．空气吹净德士古气化装置包括煤浆制备、气化、灰水处理。
煤浆气化采用德士古水煤浆加压气化的激冷流程。
气化工段关键设备气化炉(参见p56图1-2-39)气化炉分上下两部分,上部为燃烧室，燃烧室内安装三层耐火砖用来防止炉壁烧坏；下部为激冷室。
从燃烧室出来的工艺气通过下降管进入激冷室，激冷室上部有激冷环，下部下降管浸入水中，工艺气在水中冷激。
气化炉是德士古装置核心设备.碳洗塔的作用是洗涤从气化炉来的粗煤气，除去粗煤气中的含杂的灰分以及可容水的反应副产物，保证干净、含灰分少的粗煤气送到下一工段进行使用。
碳洗塔下部主要作用是洗涤，碳洗塔合成气入口管线伸入水下，粗煤气进入碳洗塔水下后，经过塔内灰水的洗涤再进入上部；碳洗塔上部有塔盘，采用筛板结构，用来对合成气进行可溶性气体以及灰分进行吸收。
合成氨合成工艺流程
合成氨合成工艺流程合成氨是一种重要的化工原料，在农药、肥料、塑料和医药等领域有着广泛的应用。
下面将介绍一种常用的合成氨合成工艺流程。
合成氨的主要原料有天然气（甲烷）、空气和水。
下面将详细介绍由这些原料合成氨的工艺流程。
首先，天然气与蒸汽混合进入蒸汽重整炉，通过重整反应将天然气中的甲烷转化为一氧化碳和氢气。
重整反应的催化剂常为镍基催化剂，催化剂的作用是加速反应速度。
重整反应的化学方程式如下：CH4 + H2O -> CO + 3H2其次，将重整反应产生的气体通过冷却和净化处理。
在冷却过程中，气体经过一系列换热器和冷凝器，使其冷却并收集其中的液体。
在净化过程中，气体通过吸附剂和催化剂床层，去除其中的杂质和不稳定物质。
然后，净化后的气体进入合成气发生炉。
在合成气发生炉中，气体与过量的空气进行反应，产生合成气。
合成气由一氧化碳和氢气组成，化学方程式如下：CO + H2O -> CO2 + H2CO + 3H2 -> CH4 + H2O最后，合成气通过一系列催化反应器进行转化，从而生成合成氨。
合成氨的反应常采用哈-维反应，该反应的催化剂为铁铑钌催化剂。
合成氨的化学方程式如下：N2 + 3H2 -> 2NH3合成氨的反应是一个放热反应，所以合成氨发生器需要控制反应的温度和压力。
一般情况下，反应温度在400-550℃之间，反应压力在100-150atm之间。
合成氨反应的副产物是N2和未反应的H2，所以需要对合成气进行循环和再利用。
循环气经过冷却和净化处理后，再次进入合成气发生炉进行反应。
通过以上的工艺流程，可以实现由天然气、空气和水合成氨的目的。
合成氨工艺具有高效、经济的特点，广泛应用于工农业生产。
同时，该工艺也对环境保护提出了严格要求，如合成气中CO2的排放需要进行处理和利用，以减少对环境的负面影响。
总的来说，合成氨合成工艺流程是一个复杂而又严密的过程，需要精确的控制和操作。
通过不断的改进和优化，可以进一步提高合成氨的产率和质量，为人类社会的发展做出贡献。
合成氨合成工艺流程
合成氨合成工艺流程
《合成氨合成工艺流程》
合成氨是一种重要的化工原料，广泛用于化肥、烟火药剂、医药品和塑料等工业生产中。
合成氨的工业生产是通过哈贝-博
斯曼过程进行的，下面将介绍合成氨的合成工艺流程。
首先，合成氨的生产原料主要是空气和天然气。
其中，空气中的氮气和氧气可以通过分离技术获取，而天然气中的甲烷则是氢气的主要来源。
合成氨的工艺流程大致分为三个主要步骤：氮气和氢气的制备、氮气和氢气的混合和反应、氨气的分离和提纯。
第一步，氮气和氢气的制备。
首先，空气被压缩，经过脱水和冷却后，氮气和氧气被分离出来。
然后，从天然气中分离出甲烷，并进行蒸汽重整反应，生成一定比例的氢气。
第二步，氮气和氢气的混合和反应。
经过精确比例的混合后，氮气和氢气进入催化剂反应器进行反应。
在高温高压下，氮气和氢气发生化学反应生成氨气。
第三步，氨气的分离和提纯。
合成的氨气含有大量的副产物和杂质，需要进行分离和提纯。
通过压缩、冷却、吸附等工艺，将氨气中的杂质和副产物去除，最终得到纯净的合成氨。
以上就是合成氨的工艺流程，通过这一连续的工艺流程，可以
高效地生产出合成氨，满足工业生产的需求。
合成氨的工艺流程是化学工程领域的重要研究课题，对于提高生产效率和减少能源消耗具有重要意义。
产4万吨合成氨合成工段的工艺方案设计书大学本科方案设计书
本设计为年产4万吨合成氨合成工段的工艺设计，合成工段是整个合成氨生产过程中的核心部分。
在全世界不可再升能源不断减少的背景下，本设计选择了相对资源较多而且最为环保的天然气为生产原料。
合成氨合成工段工艺流程为：气体→冷交换器→合成塔→换热器→废热锅炉→水冷器→氨分离器→循环机。
通过查阅相关文献和资料，设计了年产4万吨合成氨合成工段的工艺流程，并且用CAD绘制了本设计的设备及工艺流程。
最后对本设计的工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并且根据本设计及操作温度、压力按照相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。
最后，对生产过程中所产生的硫化物进行处理，避免造成环境污染。
关键字：天然气；合成；氨；物料恒算；能量衡算；脱硫；环境保护AbstractThe design for the process design of annual output of 40000 tons of synthetic ammonia synthesis, synthesis workshop section is part of the core of the production of synthetic ammonia. Can't l energy decreasing background in the whole world, this design choose relatively more resources and the protection of natural gas for the production of raw materials.Synthesis of ammonia synthesis process is: gas, cold heat exchanger, synthetic tower, heat exchanger, waste heat boiler, water cooler, ammonia separator, circulation machine. Through access to relevant literature and data, the design process of the annual output of 40000 tons of synthetic ammonia synthesis, and drawing with CAD equipment and process of the design of the. At the end of the design process for the material balance, energy balance, and according to the design and the operating temperature, pressure in accordance with the relevant standard of piping of the size and material of choice.Finally, to deal with the sulfide produced during the production process, to avoid the pollution of the environment.Keywords: gas。
天然气合成氨工艺设计
吉林化工学院化工综合设计题目天然气合成氨工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级化学工程与工艺学生姓名学生学号 ********指导教师潘高峰2012 年 12 月 3 日设计任务书专业：化工与材料工程学院班级：化工0906 姓名：刘玉岐设计题目：天然气合成氨工艺设计设计条件：年产30万吨氨要求：一段转化炉出口甲烷含量设计为10％炉出口温度：822℃出口压力：30.9Kg/cm3（表压）二段转化炉补加蒸汽量为加入空气量的10%；出口甲烷含量：0.5%；出口压力：3.00Mpa；出口温度：1003一段转化炉入反应管温度：510℃入反应管压力：3.5MPa出上升管温度：850℃出上升管压力：3.1PMa二段转化炉入口混合气温度：822℃入口空气温度：482℃出口变换气温度：1003℃设计任务书 (I)目录 (II)摘要............................................................................................................................................ - 1 -Abstract ...................................................................................................................................... - 2 -1 正文........................................................................................................................................ - 3 -1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................................................................... - 3 -1.1.1 氨的性质.......................................................................................................... - 3 -1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用 .............................................................. - 3 -1.2 合成氨生产技术的发展.............................................................................................. - 4 -1.2.1世界合成氨技术的发展 ................................................................................ - 4 -1.2.2中国合成氨工业的发展概况........................................................................ - 7 -1.3天然气合成氨转变工序的工艺原理.......................................................................... - 8 -1.3.1 天然气合成氨的典型工艺流程介绍.......................................................... - 8 -1.3.2 天然气合成氨转化工序的工艺原理............................................................ - 10 -1.3.3合成氨变换工序的工艺原理......................................................................... - 10 -1.4 设计方案的确定....................................................................................................... - 11 -1.4.1 原料的选择................................................................................................... - 11 -1.4.2 工艺流程的选择............................................................................................ - 12 -1.4.3 工艺参数的确定............................................................................................ - 12 -2 设计工艺计算...................................................................................................................... - 14 -2.1 转化段物料衡算........................................................................................................ - 14 -2.1.1 一段转化炉的物料衡算................................................................................ - 15 -2.1.2 二段转化炉的物料衡算................................................................................ - 18 -2.2 转化段热量衡算........................................................................................................ - 21 -2.2.1 一段炉辐射段热量衡算................................................................................ - 21 -2.2.2 二段炉的热量衡算........................................................................................ - 28 -2.3 变换段的衡算........................................................................................................... - 29 -2.3.1 高温变换炉的衡算........................................................................................ - 29 -2.3.2 低温变换炉的衡算........................................................................................ - 31 -2.5 设备工艺计算........................................................................................................... - 34 -结论.......................................................................................................................................... - 38 -致谢.......................................................................................................................................... - 39 -参考文献.................................................................................................................................. - 40 -主要符合说明.......................................................................................................................... - 41 -附录.......................................................................................................................................... - 42 -氨是重要的基础化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
17、天然气作化工原料解析
一、天然气制合成氨
② 天然气蒸气转化制合成气 天然气蒸汽转化是指以水蒸气将CH4转化为CO与H2，属吸热 反应，所得合成气将有较高的氢碳比。在天然气蒸汽转化过程
中发生的主要反应有：
CH4 + H2O = CO + 3H2 - 206kJ/mol CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 - 165kJ/mol
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
（3）天然气制甲醇的生产工艺 按照操作压力的不同，可将天然气制甲醇工艺分为高压、 中压及低压合成工艺。
相比之下，低压法甲醇合成工艺的投资及能耗等技术经济 指标均显著优于高压法，故目前高压法在新建装置中已不再采 用。中压法与低压法相比，由于提高了压力，甲醇合成效率也 得到显著提高。
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
② 甲醛的制备 甲醛具有广泛的用途，可用于制造多种高分子材料，在农药、 医药、香料及缓效肥料方面也有广泛的应用。
甲醇以空气中的氧化可生成甲醛：
2CH3OH + O2→CH2O + H2O 在空气不足时甲醇也可脱氢生成甲醛： CH3OH →CH2O + H2 依据上述反应，形成了甲醛过量的银法工艺与空气过量的
目前，天然气制甲醇工艺总的发展趋势是是由高压向低、 中压发展。下面对中、低压合成工艺进行简单介绍。
二、天然气制甲醇及其它含氧化合物
① 低压合成工艺 低压工艺中以英国的ICI工艺和德国的Lurgi工艺为代表。目 前，采用ICI技术生产的甲醇约占世界甲醇产量的60%，Lurgi
工艺展20%。
Ⅰ) ICI低压合成工艺 该工艺是英国ICl公司在1966年研究成功的。工艺流程图如 图1所示。ICI低压合成工艺是第一个工业化的低压合成工艺， 在甲醇工业的发展中具有重要的意义。该工艺具有合成压力低、 能耗低、系统简单等优点，相对于高压法工艺是一个巨大的技 术进步。
合成氨造气工段工艺设计
合成氨造气工段工艺设计
本文介绍了合成氨造气工段的工艺设计，主要包括：
1. 原料准备：合成氨的原料为天然气或石油，需要通过净化、压缩等工艺准备好。
2. 气化反应器设计：气化反应器是合成氨造气工段的核心设备，需要根据反应物质的特性和反应条件进行设计。
3. 热交换器设计：热交换器用于回收反应器中产生的热量，保证反应器的温度控制和能量利用效率。
4. 催化剂选择和循环系统设计：合成氨反应需要催化剂的存在，因此需要选择合适的催化剂，并设计相应的循环系统。
5. 尾气处理系统设计：合成氨反应产生大量尾气，需要设计相应的处理系统，保证排放达标。
本文对合成氨造气工段的工艺设计进行了全面介绍，对于相关工程师和研究人员具有一定的参考价值。
- 1 -。
天然气合成氨工艺流程
天然气合成氨工艺流程天然气合成氨是一种重要的化工工艺，用于合成氨气制备肥料等化工产品。
下面是天然气合成氨工艺的主要流程。
首先，进行原料准备。
原料主要包括天然气和空气。
天然气中的甲烷是氨气的主要原料，而空气中的氮气则是氨气合成的必需氮源。
接下来，原料净化。
天然气需要经过净化工艺，去除其中的硫化氢、碳酸氢盐等杂质。
净化后的天然气进入合成氨工艺装置。
然后，进行气体混合。
在合成氨工艺中，天然气和空气需要按照一定的比例进行混合。
一般来说，天然气和空气在进入反应器之前是通过管道进行混合的。
之后，原料进入合成氨反应器。
在合成氨反应器中，通过高温高压的条件下，将天然气中的甲烷与空气中的氮气经过催化剂的作用反应生成氨气。
这是一种复杂而重要的反应，需要精确控制反应温度、压力和催化剂的选择等参数。
在反应过程中，产生的氨气会携带着一定的副产物，例如一氧化碳、二氧化碳等。
因此，在得到氨气之前，需要进行反应产物的分离与净化。
这一过程包括冷却、压力适应等步骤，可以有效地去除副产物。
最后，得到纯净的氨气。
经过上述净化操作后，反应产物中的副产物被去除，得到高纯度的氨气。
这样的氨气可以用于生产肥料、化工原料等。
天然气合成氨工艺是一个复杂的过程，需要高温高压环境和精确的操作控制。
通过合理的工艺设计和操作控制，可以实现高效率、高产量的氨气合成。
而且，天然气作为原料相对丰富，利用天然气合成氨可以降低对矿产资源的需求和环境负担，具有巨大的经济和环境效益。
总之，天然气合成氨工艺流程主要包括原料准备、原料净化、气体混合、合成氨反应、产物分离与净化等步骤。
通过合理的工艺设计和控制，可以实现高效率、高产量的氨气合成，并为农业和化工领域提供重要的原料。
合成氨工艺设计书
合成氨工艺流程设计书一、 天然气脱硫：天然气又称油田气、石油气、石油伴生气。
开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。
天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。
无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。
通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。
脱硫的方法有干法脱硫、湿法脱硫我们采用湿法脱硫——氨水催化法一般采用氨水浓度为8~22滴度，并加有0.2~0.3g/L 的对苯二酚作为催化剂。
相应的脱硫和再生反应： O H HS NH S H OH NH 2424+=+ O H NH S O HS NH 232421++=+氨水催化法有氨损失大、硫容量低的缺点，当煤气中硫含量高时，相应的应增加溶液循环量。
二、甲烷的转换甲烷蒸汽转化机理有两种说法；一种认为甲烷逐级分解成次甲基、乙烷、乙烯和碳，同时，这些分解产物于水蒸气反应生成氢气、一氧化碳和二氧化碳：另一种认为甲烷先裂解成碳和氢，然后碳再由水蒸气气化生成一氧化碳和氢气：其次认为镍催化剂的表面，甲烷转化的速度比甲烷分解的速度快得多，中间产物中不会有碳的生成。
镍催化剂表面甲烷和水蒸气解离成次甲基和原子态氧，并在催化剂表面互相作用，最后生成CO 、22H CO 和。
有5个步骤表示反应历程；2243)(H CO g O H CH +⇒+Z-镍催化剂表面的活性中心；)()()(2O Z CO Z CH Z 、、-分别为化学吸收为化学吸附态的次甲基、一氧化碳和氧原子。
1、在较低温度下，在外热式一段转化炉内进行烃类蒸汽转化反应，而后在较高温度下，于耐火砖衬里的钢制转化炉中加入空气，利用反应热将甲烷转化反应进行到底。
2、二段转化炉的反应中内也装有催化剂，加入空气来自一段转化气先与空气作用；mol kJ H g O H O H /99.483)(22298222-=∆=+O， mol kJ H CO O CO /95.565229822-=∆=+O ，其理论火焰温度为1203C O 。
kbr天然气合成氨工艺流程
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以天然气合成氨-催化导论作业
以天然气为原料合成氨摘要：合成氨工业诞生于本世纪初，其规模不断向大型化方向发展。
生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。
以天然气为原料，天然气的主要成分为甲烷，约占90%以上，在铁猛脱硫剂和氧化锌脱硫剂的作用下，将天然气中的无机硫和有机硫脱除到0.5ppm以下，配入一定量的水蒸气和空气分别在一段转化触煤和一定温度下将甲烷转化为氢气，制取氨合成所需的氢气和氮气。
合成氨反应式如下：N2+3H2=2NH3关键字：合成氨工艺流程天然气原料气1. 概念氨是一种无色气体，有强烈的刺激气味。
极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。
氨对地球上的生物相当重要，它是所有食物和肥料的重要成分。
氨也是所有药物直接或间接的组成。
氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。
由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。
由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。
20世纪初，工业上开发了氰化法和合成氨法生产氨，前者因能耗远大于后者而被淘汰。
目前,世界上的氨,除从焦炉气中回收一些外，绝大部分是在高压，高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。
氮气主要来源于空气；氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气。
由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。
从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物，它们对于合成氨的催化剂是有毒物质，在氨合成前要经过净化处理。
德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是目前工业普遍采用的直接合成法。
反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
合成氨反应式如下：N2+3H2=2NH3合成氨的原料可分为固体原料，液体原料和气体原料。
经过不断地发展，合成氨技术趋于成熟，形成了以有特色的工艺流程。
其工艺流程大都分为三步：即原料气制备过程，净化过程以及氨合成过程。
以天然气为原料合成氨工艺
年产10万吨合成氨的合成工段工艺设计（以天然气为原料）
产量：10万吨/年，液氨
合成塔入口惰性气体含量：15%
合成塔进口氨浓度：2.5%
合成塔出口氨浓度：13.2%
合成塔操作压力：30MPa
新鲜补充气：N224%；H275%；CH40.3%；Ar0.7%
精炼气温：35℃
水冷器出口气体温度：35℃
水冷后直接进行分离液氨然后再进行冷交，水冷有利于降低后续氨冷的负荷，边冷却边分离液氨，即提高了液氨的分离效果，又避免了气液两相流的存在，通过设置氨冷器的冷凝充分解决了低压下，水冷后很少有氨冷凝下来的矛盾，达到了进一步冷却，保证合成塔入口氨含量的要求。
（5）新鲜气及放空点位置设置
新鲜气的补充设置在冷交换气的二次入口，以便减少系统阻力，并通过氨冷器进一步洗脱微量二氧化碳和一氧化碳及氨基甲酸等杂质，有利于保护触媒、防止管道和设备堵塞。放空点设置在冷交换器和氨分离器之间，氨分后有效气体浓度较低，惰性气体含量较高，有利于降低新鲜气单耗。
The source of the task
This design is according to the chemical industry department issued the design task book prepared, and referring to Shijiazhuang joint chemical factory ammonia section on-site production and designed.
关键词：合成氨；物料衡算；热量核算；工艺设计
Using natural gas as raw material with annual output of 100000 tons of synthetic ammonia plant of the section in process design
合成氨生产工艺流程演示文稿
合成氨生产工艺流程演示文稿合成氨是一种用于生产肥料、塑料、药品等的重要化学物质。
下面是合成氨生产工艺流程的演示文稿，详细介绍了合成氨的生产过程。
一、引言大家好！我今天将为大家介绍合成氨的生产工艺流程。
合成氨是一种重要的化学原料，广泛应用于农业、化工、制药等领域。
通过合成氨工艺，我们能够高效地生产出大量的氨气。
二、生产工艺流程1.原料准备合成氨的主要原料是氢气和氮气。
氢气通常由天然气蒸气重整或煤气化等方法获得，氮气则可以通过空分设备进行分离。
这两种原料首先需要进行净化和压缩，以满足反应装置的要求。
2.合成反应合成氨工艺的核心是合成反应。
合成反应通常在高温（400-500℃）和高压（20-30MPa）下进行。
反应需要一个催化剂，常用的催化剂是铁-铬体系。
催化剂的作用是降低反应的活化能，促进氨气的生成。
在反应过程中，氢气和氮气以一定的比例进入催化剂床层。
催化剂床层中的铁-铬催化剂将氢气和氮气转化为氨气。
反应产物经过冷却、净化和压缩处理后，得到高纯度的合成氨。
3.副反应控制在合成氨反应中，除了产生氨气外，还会产生一些副产物，如一氧化碳、二氧化碳和甲烷等。
这些副产物会降低氨气的产量和质量，因此需要采取相应的措施进行控制。
一种常用的副反应控制方法是增加氮气的用量。
通过提高氮气的进料比例，可以降低副产物的生成，同时提高氨气的选择性。
此外，也可以通过改进催化剂的配方和反应条件等手段，进一步减少副产物的生成。
4.废气处理合成氨工艺中产生的废气中含有一定量的副产物，如一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物等。
这些副产物对环境具有一定的污染作用，因此需要进行处理。
常用的废气处理方法是采用催化燃烧技术。
废气被引入燃烧室，与催化剂进行混合并加热，使副产物发生氧化反应。
经过处理后，废气中的有害物质被还原为无害的二氧化碳和水。
三、总结通过合成氨生产工艺流程，我们可以高效地生产出大量的合成氨。
生产过程中，需要准备原料、进行合成反应、控制副反应和处理废气等环节。
天然气产10万吨合成氨合成段设计59页word文档
天然气年产10万吨合成氨合成段1引言氮是植物营养的重要成分之一，大多数的植物不能直接吸收存在于空气中的游离氮，只有当氮与其他元素化合以后，才能被植物吸收利用。
将空气中的游离氮转变为化合态氮的过程称为“固定氮”。
20世纪初，经过人们的不懈探索，终于成功的开发了三种固定氮的方法：电弧法、氰氨法、和合成氨法。
其中合成氨法的能耗最低。
1913年工业上实现了氨合成以后，合成氨法发展迅速，30年代以后，合成氨法已成为人工固氮的主要方法。
1.1氨的性质氨化学式为NH3常温下为无色有刺激性辛辣味的恶臭气体，会灼伤皮肤、眼睛，刺激呼吸道器官粘膜，空气中氨的质量分数占0.5% ~ 1.0%就会使人在几分钟内窒息。
氨的主要物理性质见表0-1。
氨在常温加压易液化，称为液氨。
氨易溶于水，与水反应形成水合氨（NH3 + H2O=NH3·H2O）简称氨水，呈弱碱性，氨水极不稳定，受热分解为氨气和水，氨含量为1%的水溶液PH为11.7。
浓氨水氨含量为28% ~ 29%。
氨的化学性质比较活泼，能与酸反应生成盐，如与盐酸反应生成氯化铵；与磷酸反应生成磷酸铵；与硝酸反应生成硝酸铵；与二氧化碳反应生成甲基甲酸铵，脱水后生成尿素等等。
表1-1氨的主要物理性质[1]第 1 页1.2氨的用途氨主要用于制造化学肥料，如农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥等；也作为生产其他化工产品的原料，如基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业的含氮中间体，制药工业中磺胺类药物、维生素，化纤和塑料工业中的己酰胺、己二胺、甲苯二异氰酸酯、人造丝、丙烯腈、酚醛树脂等都需要直接或间接地以氨为原料。
另外在国防工业尖端技术中，作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药的原料。
氨还可以做冷冻，冷藏系统的制冷剂。
1.3合成氨的发展历史1.3.1氨气的发现十七世纪30年代末英国的牧师、化学家S.哈尔斯（HaLes，1677～1761）,用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出，1774年化学家普利斯德里重做该实验，用汞代替水来密封，制得了碱空气（氨），并且他还研究发现了氨的性质，发现氨极易溶于水、可以燃烧，还发现该气体通以电火花时其容积增加，而且分解为两种气体：H2和N2，其后H.戴维（Davy，1778～1829）等化学家继续研究，进一步证明了2体积的氨通过电火花放电后，分解为1体积的氮气和3体积的氢气[2]。
天然气为原料合成氨气的流程
天然气为原料合成氨气的流程一、原料准备。
1. 天然气预处理。
- 首先呢，天然气从气田开采出来后，里面可能会有一些杂质，像硫化物啊，水啊这些东西。
硫化物要是不除掉，会对后面的反应设备有损害，就像小虫子慢慢腐蚀大树一样。
所以要先把天然气通过脱硫装置，把硫化物去除掉。
一般常用的脱硫方法有湿法脱硫和干法脱硫。
- 湿法脱硫呢，就是让天然气和一种能和硫化物反应的液体接触，就像把脏衣服放到有洗衣液的水里洗一样，把硫化物洗出来。
干法脱硫就是让天然气通过一种能吸附硫化物的固体材料，像活性炭吸附异味那样把硫化物吸附掉。
- 除了硫化物，天然气里的水也得除掉。
这就用到脱水装置啦，可以用吸附法，让天然气通过有吸水能力的材料，比如分子筛，分子筛就像一个个小海绵，把水都吸走了。
2. 天然气转化剂准备。
- 为了让天然气能更好地进行后面的反应，我们还需要准备转化剂。
对于以天然气为原料合成氨气，常用的转化剂是镍催化剂。
这个镍催化剂要提前进行活化处理，就像给运动员做热身运动一样，让它在反应的时候能更好地发挥作用。
活化的过程一般是在一定的温度和气体氛围下处理镍催化剂，使它的活性位点暴露出来。
二、天然气的转化反应。
1. 一段转化。
- 经过预处理的天然气就进入到转化炉进行一段转化啦。
在转化炉里，天然气和水蒸气按照一定的比例混合，这个比例很重要哦，一般是1:3到1:4左右。
就像做饭的时候各种调料要按比例放一样。
- 然后在镍催化剂的作用下发生反应，主要反应是甲烷和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式是CH_4 + H_2O→ CO+3H_2。
这个反应需要在高温下进行，温度大概在700 - 800℃左右。
转化炉里要不断地提供热量，就像小火炉一直烧着，保证反应持续进行。
2. 二段转化。
- 一段转化后的气体还不能直接用于合成氨气，还需要进一步转化。
一段转化气进入二段转化炉。
- 在二段转化炉里，会通入空气。
这里通入空气是有讲究的，要控制好空气的量。
范例：以天然气为原料制备氨的方法-定稿
本发明提出一种以天然气为原料制备氨的方法，其工艺过程包括一段转化、二段转化、一氧化碳变换、二氧化碳脱除、甲烷化、氨合成和驰放气的膜分离等步骤。
上述过程中，一段转化采用温和的反应条件，转化出口的温度为740-780℃；二段转化步骤得到的产物中残余甲烷的摩尔含量为1.6-3.0%；经过甲烷化步骤得到的产物中H2：N2摩尔比为2.6-2.8，通过增减合成系统驰放气量来调节膜分离单元的返氢量，从而控制氨合成步骤进料中H2：N2摩尔比为2.9-3.0。
本发明较大程度地降低天然气一段转化单元的负荷，从而显著降低了合成氨装置的设备投资。
1、一种以天然气为原料制备氨的方法，其过程包括一段转化、二段转化、一氧化碳变换、二氧化碳脱除、甲烷化、氨合成和驰放气的膜分离，其特征在于：所述的一段转化出口的温度为740-780℃。
2、根据权利要求1所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：所述的一段转化步骤中天然气的转化率为48-55%。
3、根据权利要求1所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：二段转化的温度为880-920℃。
4、根据权利要求1所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：所述的二段转化步骤得到的产物中残余甲烷的摩尔含量为1.6-3.0%。
5、根据权利要求1所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：经过甲烷化步骤得到的产物中H2：N2摩尔比为2.6-2.8。
6、根据权利要求1所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：氨合成步骤中合成塔后产物进行冷却、冷凝分离出液氨后，部分作为驰放气进行膜分离步骤得到渗透气和非渗透气，其中，富含氢的渗透气和甲烷化步骤得到的产物混合后作为氨合成步骤的进料；非渗透气含有氮气、CH4和Ar送出作为燃料。
7、根据权利要求5所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：通过调节驰放气的量控制氨合成步骤进料中H2：N2摩尔比为2.9-3.0。
8、根据权利要求1-7任一项所述的以天然气为原料制备氨的方法，其特征在于：氨合成步骤合成塔的进料中惰性气体（CH4+Ar）摩尔含量为18-25%。
合成氨工艺总流程与压缩机
合成氨工艺总流程与压缩机合成氨工艺总流程本装置以中原油田天然气为原料，采用传统流程的一二段烃类水蒸气转化，高低变，脱碳及甲烷化法。
1、原料气压缩和脱硫来自界区，压力2.25巴（绝）、温度30℃，含总硫50p.p.m的天然气，经分离器(01-F001)分离掉所带油水后，进入原料气压缩机(01-K001),经四段压缩至52.5巴（绝）、温度114℃。
出原料气压缩机的气体与来自合成压缩机（07-K001）的少量合成气相汇合，控制含2-5%H2，作为予脱硫钴-钼加氢转化用。
一二段烃类水蒸汽转化是在镍催化剂上进行，硫及其化合物对镍催化剂毒害极大，要求进入转化的原料气中含硫量在0.1p.p.m以下，因此转化前必须脱硫。
经压缩和返氢后的原料气，入对流段盘管（03-B002E04）加热至370℃，于钴-钼加氢反应器（01-R001）中反应，将有机硫转化为无机硫。
然后在氧化锌脱硫槽（01-R002A/B）里硫被脱除，控制含硫小于0.1p.p.m。
2、转化经脱硫的原料气与来自工艺冷凝液汽提塔（05-C003）的水蒸汽和来自冰机的蒸汽透平（09-MT01）或发电机蒸汽透平（85-MT01）的背压蒸汽，按比例调节进行混合，控制水碳比为2.75左右、温度在372℃。
此原料-水蒸汽混合气相继进入一段转化炉对流段盘管（03-B002E01A）和（03-B002E01B）换热，在两盘管间还设置喷雾温度调节器（03-B002E08）用它来调节出盘管（03-B002E01B）的混合气加热至580℃。
此混合气从转化炉管顶部进入，在镍催化剂作用下进行转化反应。
出一段炉的转化气压力43.5巴、温度804℃，含16.3%CH4。
含CH416.3%的一段转化气自二段炉（03-R001）底部进入，经中心管至炉顶，与来自空压机（02-K001），压缩至45巴，途径加热盘管（03-B002E03）加热至500℃的工艺空气相混合，于炉中上部空间进行燃烧反应，反应后气体温升至1250℃左右。
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以天然气为原料合成氨工艺模板1目录1 引言....................................................................................错误!未定义书签。
1.1 氨的性质 ..................................................................错误!未定义书签。
1.2 氨的用途 ..................................................................错误!未定义书签。
1.3 合成氨的发展历史 ..................................................错误!未定义书签。
1.3.1 氨气的发现 .....................................................错误!未定义书签。
1.3.2 合成氨的发现及其发展 .................................错误!未定义书签。
1.3.3 国外合成氨工业发展 .....................................错误!未定义书签。
1.3.4 国内合成氨工业发展 .....................................错误!未定义书签。
1.3.5 国内合成氨工业的发展趋势 .........................错误!未定义书签。
1.4 合成氨工段设计主要参数计算的主要内容..........错误!未定义书签。
2 工艺计算............................................................................错误!未定义书签。
2.1 生产流程简述 ..........................................................错误!未定义书签。
2.2 原始条件 ..................................................................错误!未定义书签。
2.3 物料衡算 ..................................................................错误!未定义书签。
2.3.1 合成塔物料衡算 .............................................错误!未定义书签。
2.3.2 氨分离器气液平衡计算 .................................错误!未定义书签。
2.3.3 冷交换器气、液平衡计算 ............................错误!未定义书签。
2.3.4 液氨贮槽气、液平衡计算 ............................错误!未定义书签。
2.3.5 液氨贮槽物料计算 .........................................错误!未定义书签。
I2.3.7 进出合成塔物料计算 .....................................错误!未定义书签。
2.3.8 进出水冷器物料计算 .....................................错误!未定义书签。
2.3.9 进出氨分离器物料计算 .................................错误!未定义书签。
2.3.10冷交换器物料计算错误!未定义书签。
2.3.11 氨冷器物料计算: ...........................................错误!未定义书签。
2.3.12冷交换器物料衡算错误!未定义书签。
2.3.13液氨贮槽物料计算错误!未定义书签。
2.3.14物料计算结果汇总错误!未定义书签。
2.4 热量核算 ..................................................................错误!未定义书签。
2.4.1 交换器热量核算 .............................................错误!未定义书签。
2.4.2 氨冷器热量核算 .............................................错误!未定义书签。
2.4.3 循环机热量核算 .............................................错误!未定义书签。
2.4.4 合成塔热量核算 .............................................错误!未定义书签。
2.4.5 废热锅炉热量核算 .........................................错误!未定义书签。
2.4.6 热交换器热量核算 .........................................错误!未定义书签。
2.4.7 水冷器热量核算 .............................................错误!未定义书签。
II3 氨合成过程中的绿色化学化工........................................错误!未定义书签。
3.1 绿色化学化工的基本概念......................................错误!未定义书签。
3.2 合成氨工段的原子经济性......................................错误!未定义书签。
3.3 合成氨工段的热能综合利用..................................错误!未定义书签。
3.4 合成氨工段的”三废”处理..................................错误!未定义书签。
4 设备选型............................................................................错误!未定义书签。
4.1 合成塔催化剂层设计..............................................错误!未定义书签。
4.2 换热器: ....................................................................错误!未定义书签。
4.3 废热锅炉设备工艺计算..........................................错误!未定义书签。
4.3.1 计算条件 .........................................................错误!未定义书签。
4.3.2 官内给热系数α计算 .....................................错误!未定义书签。
4.3.3 管内给热系数αi计算....................................错误!未定义书签。
4.3.4 总传热系数K 计算 ........................................错误!未定义书签。
4.3.5 平均传热温差Δt m计算..................................错误!未定义书签。
4.3.6 传热面积 .........................................................错误!未定义书签。
4.4 水冷器设备工艺计算: .............................................错误!未定义书签。
4.4.1 计算条件 .........................................................错误!未定义书签。
4.4.2 管内给热系数的计算 .....................................错误!未定义书签。
4.4.3 管外给热系数 .................................................错误!未定义书签。
III4.4.4 传热温差 .........................................................错误!未定义书签。
4.4.5 传热总系数K .................................................错误!未定义书签。
4.4.6 传热面积 .........................................................错误!未定义书签。
4.5 冷交换器设备工艺计算..........................................错误!未定义书签。
4.5.1 计算条件 .........................................................错误!未定义书签。
4.5.2 管内给热系数的计算 .....................................错误!未定义书签。
4.5.3 管外给热系数 .................................................错误!未定义书签。
4.5.4 总传热系数 .....................................................错误!未定义书签。
4.5.5 传热面积核算 .................................................错误!未定义书签。
4.5.6 主要设备选型汇总表 .....................................错误!未定义书签。
5 合成氨合成车间的安全生产............................................错误!未定义书签。
5.1 合成氨车间的职业危害..........................................错误!未定义书签。
5.2 安全措施 ..................................................................错误!未定义书签。