天然气制合成氨造气工艺技术优选
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工业化学反应，它是将天然气中的
氮气和氢气通过一系列催化反应转化成氨的过程。
氨是化肥生产的
重要原料，因此天然气合成氨工艺流程对于化肥行业具有重要意义。
下面将介绍天然气合成氨工艺流程的主要步骤。
首先，天然气经过脱硫处理，去除其中的硫化氢和二硫化碳等
杂质。
然后，经过蒸馏和压缩，将天然气中的甲烷和一氧化碳气体
分离出来，以便后续的反应使用。
接下来，将天然气中的氮气和氢
气按照一定的比例混合，送入氨合成反应器中。
在氨合成反应器中，混合气体经过一系列的催化反应，最终转
化成氨。
这个反应过程是一个放热反应，需要控制温度和压力，以
提高反应速率和产率。
同时，反应器中的催化剂也需要定期更换和
再生，以保持反应的高效进行。
经过氨合成反应器，产生的氨气体会通过冷凝和压缩，将其中
的水和未反应的气体分离出来，得到纯净的液态氨。
液态氨是化肥
生产的重要原料，可以直接用于合成尿素等化肥产品。
除此之外，天然气合成氨工艺流程中还包括废气处理和废水处
理等环节。
废气中的二氧化碳和一氧化碳等有害气体需要经过吸收
和催化氧化处理，以减少对环境的影响。
废水则需要经过中和、沉
淀和过滤等步骤，达到排放标准后才能排放。
总的来说，天然气合成氨工艺流程是一个复杂的化学工程过程，涉及到多个环节和技术。
通过合理的工艺设计和操作控制，可以提
高氨的产率和质量，降低能耗和环境污染。
因此，对于化肥生产企
业来说，掌握和优化天然气合成氨工艺流程是非常重要的。
生产工艺技术以天然气为原料合成氨工艺
{生产工艺技术}以天然气为原料合成氨工艺目录1引言11.1氨的性质11.2氨的用途21.3合成氨的发展历史21.3.1氨气的发现21.3.2合成氨的发现及其发展21.3.3国外合成氨工业发展31.3.4国内合成氨工业发展31.3.5国内合成氨工业的发展趋势41.4合成氨工段设计主要参数计算的主要内容5 2工艺计算62.1生产流程简述62.2原始条件62.3物料衡算82.3.1合成塔物料衡算82.3.2氨分离器气液平衡计算92.3.3冷交换器气、液平衡计算112.3.4液氨贮槽气、液平衡计算112.3.5液氨贮槽物料计算132.3.6合成系统物料计算142.3.7进出合成塔物料计算152.3.8进出水冷器物料计算162.3.9进出氨分离器物料计算162.3.10冷交换器物料计算172.3.11氨冷器物料计算：182.3.12冷交换器物料衡算202.3.13液氨贮槽物料计算212.3.14物料计算结果汇总212.4热量核算222.4.1交换器热量核算222.4.2氨冷器热量核算252.4.3循环机热量核算272.4.4合成塔热量核算282.4.5废热锅炉热量核算312.4.6热交换器热量核算322.4.7水冷器热量核算332.4.8氨分离器热量核算343氨合成过程中的绿色化学化工353.1绿色化学化工的基本概念353.2合成氨工段的原子经济性353.3合成氨工段的热能综合利用353.4合成氨工段的“三废”处理36 4设备选型374.1合成塔催化剂层设计374.2换热器：424.3废热锅炉设备工艺计算434.3.1计算条件434.3.2官内给热系数α计算434.3.3管内给热系数αi计算454.3.4总传热系数K计算464.3.5平均传热温差Δt m计算464.3.6传热面积464.4水冷器设备工艺计算:474.4.1计算条件474.4.2管内给热系数的计算474.4.3管外给热系数484.4.4传热温差494.4.5传热总系数K494.4.6传热面积494.5冷交换器设备工艺计算494.5.1计算条件494.5.2管内给热系数的计算504.5.3管外给热系数524.5.4总传热系数554.5.5传热面积核算554.5.6主要设备选型汇总表555合成氨合成车间的安全生产575.1合成氨车间的职业危害575.2安全措施585.3合成氨工序重大事故危险与防范595.3.1蒸汽锅炉的重大事故危险与防范595.3.2容器爆炸605.3.3灼烫605.3.4起重伤害60参考文献62致谢63设计参数年产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%精炼气温度：35℃水冷器出口气体温度：35℃循环机进出口压差：1.47Mpa年工作日：300d产品质量规格：氨含量(wt%)>=99%以天然气为原料年产10万吨合成氨厂合成工段的工艺设计设计说明书任务来源：本次设计按照化工系下达的设计任务书进行编制的，并且参照石家庄双联化工厂合成氨工段的现场生产而设计而成。
合成氨原料气的制备方法
年产五十万吨合成氨的原料气制备工艺筛选合成氨生产工艺流程简介合成氨因采用的工艺不同其生产流程也有一定的差别，但基本的生产过程都大同小异，基本上由原料气的生产、原料气的净化、合成气的压缩以及氨合成四个部分组成。
原料气的合成固体燃料生产原料气：焦炭、煤-液体燃料生产原料气：石脑油、重油1■-气体燃料生产原料气：天然气原料气的净化I脱硫1 CO变换I脱碳合成气的压缩氨的合成工业上因所用原料制备与净化方法不同，而组成不同的工艺流程，各种原料制氨的典型流程如下：1）以焦炭（无烟煤）为原料的流程50年代以前，世界上大多数合成氨厂采用哈伯-博施法流程。
以焦炭为原料的吨氨能耗为88GJ，比理论能耗高4倍多。
我国在哈伯-博施流程基础上于50年代末60年代初开发了碳化工艺和三催化剂净化流程：碳化工艺流程将加压水洗改用氨水脱除 C02得到的碳酸氢铵经结晶，分离后作为产品。
所以，流程的特点是气体净化与氨加工结合起来。
三催化剂净化流程采用脱硫、低温变换及甲烷化三种催化剂来净化气体，以替代传统的铜氨液洗涤工艺。
2）以天然气为原料的流程天然气先要经过钻钼加氢催化剂将有机硫化物转化成无机硫，再用脱硫剂将硫含量脱除到 O.lppm以下，这样不仅保护了转化催化剂的正常使用，也为易受硫毒害的低温变换催化剂应用提供了条件。
3）以重油为原料的流程以重油作为制氨原料时，采用部分氧化法造气。
从气化炉出来的原料气先清除炭黑，经CO耐硫变换，低温甲醇洗和氮洗，再压缩和合成而得氨。
二、合成氨原料气的制备方法简述天然气、油田气、炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤，都是生产合成氨的原料。
除焦炭成分用C表示外，其他原料均可用 C n H m来表示。
它们呢在高温下与蒸汽作用生成以H2和CO 为主要组分的粗原料气，这些反应都应在高温条件下发生，而且为强吸热反应，工业生产中必须供给热量才能使其进行。
按原料不同分为如下几种制备方法：以煤为原料的合成氨工艺各种工艺流程的区别主要在煤气化过程。
以天然气为原料的合成氨工艺
以天然气为原料的合成氨工艺天然气，这个大自然的馈赠，不仅可以供暖供燃料，还可以变身为合成氨的原料！是不是听起来就很神奇！合成氨工艺，就是利用天然气中的氮气和氢气，通过一系列反应，合成出氨气。
下面就让我来为你揭开这个神秘的面纱吧！1. 天然气中的氮气和氢气是合成氨的最佳小伙伴。
氮气大概占据天然气的四分之三，而氢气则是剩下的一部分。
所以，这两个小伙伴一旦相遇，就能发生化学反应啦！而这个反应可不是一蹴而就的，是需要一个叫做催化剂的帮手来加快速度的。
就好像是一对行动派的情侣，催化剂就像是搭档一样，相互配合，促进反应进行。
1.1 催化剂，就像一把魔法杖一样，能够让反应变得更加神速。
它既不是消耗品，也不是反应物，而是一个神秘的存在，可以让氮气和氢气之间的化学键得到打破，从而合成出氨气。
在这个过程中，催化剂扮演着至关重要的角色，就好比是情侣之间的红线，让两个人的关系更加紧密。
1.2 当氮气和氢气经过催化剂的帮助，发生了神奇的变化，合成氨气就产生了。
这个过程就像是一场化学魔法表演，让人不禁惊叹大自然的神奇！合成氨气被广泛应用于农业领域，作为化肥的原料，可以帮助作物生长，增加产量。
简直就是大自然送给农民们的一份珍贵礼物。
2. 合成氨的工艺过程看似简单，但其中却蕴含着无限的奥秘。
从天然气中提取氮气和氢气，再经过催化剂的引导，最终合成出氨气，这一切都需要精密的控制和操作。
就好比是做一道菜，需要掌握火候和调味。
2.1 每一个生产合成氨的工厂，都如同一个巨大的烹饪工坊，工人们在其中如同厨师一般，精心烹饪着每一滴氨气的制作过程。
他们需要时刻监控反应的温度、压力和流速，确保反应能够顺利进行。
就好像是烹饪中的火候把握，一不小心就会让菜肴功亏一篑。
2.2 而合成氨工艺中最神奇的地方在于，它能够将天然气中的氮气和氢气充分利用，将看似废弃的资源转化为妙不可言的氨气。
这种工艺不仅可以减少资源的浪费，还可以为农业生产提供更多的支持。
简直就是把“废”变“宝”，让人感慨大自然的鬼斧神工！3. 合成氨工艺，就像是大自然的一场魔术表演，让人目瞪口呆。
合成氨不同工艺能耗对比
10万吨/年合成氨工艺技术比较工艺技术的选择1、造气工段煤气化工艺过程的发展已有百余年的历史，迄今为止已开发的气化方法不下数百种，按照煤在气化炉的运行和接触方式，可以分为（1）流化床气化、（2）气流床气化、（3）熔融床气化、（4）移动床气化（固定床）·流化床气化技术煤的流化床气化是指气化反应在以气化剂与煤形成的流化床内进行的。
流化床气化炉采用粉碎了的煤作为原料，用氧化剂（氧气或空气）来进行床体流化，其温度保持在1000℃以下，以预防灰熔化后与炉床里的物质发生结聚。
氧化剂的有限流量意味着大多数煤粒不会充分燃烧，而是收缩成碳素粒，被合成气带出气化炉。
这就需要大量的碳素粒循环，或被传送到分离燃烧室中燃烧。
流化床气化技术主要有温克勒（winkler）、高温温克勒（HTW）、U-Gas、恩德炉、灰熔聚等流化床粉煤气化技术。
现我国应用较多的是恩德炉、灰熔聚。
目前在朝鲜和我国共有十多台恩德气化炉在运行中，运行最好的是通辽梅花生物科技有限公司，现有2台发气量20000NM3/h的炉子，2006年11月投产，运行正常。
最关键的问题仍然是煤种，该炉要求煤种为褐煤、长焰煤、弱粘结煤，具体数据为灰熔点1250℃以上；煤活性950℃时大于65％，原则上控制在87％以上；粘结性、F.S.N ≤21/2。
另外内外水要干燥到12％以下，目前为止，恩德炉工艺最适宜的煤种是褐煤。
中科院山西煤化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术，该技术可用多种煤质作原料，如烟煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100℃下气化，固体排渣，无废气排放。
该技术工业示范装置已于2001年在陕西城固氮肥厂建成，小时投煤量4.2吨。
其煤种适应性广，操作温度约为1000～1080℃，反应压力为0.03～0.05MPa(G)。
气化炉是一个单段流化床，结构简单，可在流化床内一次实现煤的破粘、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解。
带出细粉经除尘系统捕集后返回气化炉，再次参加反应，有利于碳利用率的进一步提高。
天然气制合成氨工艺技术
天然气制合成氨工艺技术天然气制合成氨是一种重要的工业化学过程，它将天然气中的氨合成为氨气。
这一过程主要应用于肥料生产、合成纤维、涂料和医药等领域。
天然气制合成氨工艺技术主要包括气体净化、氨合成和气体分离三个步骤。
首先是气体净化。
天然气中含有一定的杂质，如二氧化碳、硫化物、水蒸气等，这些杂质会影响氨合成反应的效果。
因此，需要对天然气进行脱碳、脱硫和脱水处理。
脱碳通过吸收剂吸收二氧化碳，脱硫则使用吸收剂吸收硫化物，而脱水则通过冷凝和吸附等方法去除水蒸气。
接下来是氨合成反应。
氨合成反应是将水蒸气和氢气与合成气体（由天然气和空气混合得到）在催化剂的作用下反应生成氨气。
这个反应的催化剂通常是铁、钴或镍，也可以是一些复合催化剂。
合成气体在一定的温度和压力下通过催化剂之间的反应床进行氨合成反应。
反应过程中需要控制温度、压力和气体流量等参数，以提高反应效果和氨合成率。
最后是气体分离。
产生的气体混合物中除了含有合成氨和未反应的氧气、氮气和水蒸气外，还包含一些不利于以氨气为产品的成分，如甲烷、二氧化碳、氮气等。
因此，需要对气体进行分离和纯化，以使得最终得到的产品达到所需的纯度要求。
常用的气体分离方法有吸附分离、膜分离和冷却分离等。
分离后的氨气可以进一步被压缩、液化或制成氮酸铵等形式，以便于储存和运输。
天然气制合成氨工艺技术的发展和应用有助于提高氨制品的产量和质量，同时降低了能源消耗和环境污染。
目前，一些新型的催化剂和工艺技术正在被研究和应用，以进一步优化氨合成反应的效果并提高生产效率。
总之，天然气制合成氨工艺技术是一项重要的化学工程技术，它能够使得天然气资源得到充分利用，并满足人们对氨气的需求。
随着科技的进步，相信天然气制合成氨工艺技术将会继续发展壮大，为人们的生活和工业生产带来更多的便利和效益。
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。
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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。
天然气化工生产工艺技术优化
天然气化 工生产 工艺技术优化
曹 新
（ 陕西延 长石油 （ 集团 ） 有 限责任公 司炼化公 司，陕西延安 ７ １ ６ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 天然气作 为清洁的能源 ，被 广泛应 用 。天然 气化 工生产工艺技术措施 的应 用 ，对天然 气进行加 工处理 ，经过化工 工艺技 术措施 的优化 ，得 到合 格的化工产品 ，不断满足 市场的需求。 关键词 ： 天 然气 ； 化 工生产 ； 工艺技术 ： 优化 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ６ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ３ — ６ ４ ９ ０（ ２ ０ １ ７ ）０ ８ — ０ ０ ５ ６ － ０ １
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｇ ａ ｓ；ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ；ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
天然 气化 工生 产过程 中，得到 需要 化工产 品，如 应用 天 然 气制 备 乙炔是化 工 生产 的 中间物料 ，经过 压缩处 理、提 纯 等 工 艺 技术 措施 ，得 到 需要 乙炔量 ，满 足化 工生 产 的 需求 。 有 必要对 天 然气化 工生 产工 艺进行 优化 ，才能达 到预 期 的生 产 目标 。 １ 天然气化工 生产 概述 由于 天然气 可 以作为 清 洁的能 源，发 热值 高，对环 境 的 污 染小 ，用于 工业 的燃料 或者 家用燃 料使 用 ，具 有非 常广 阔 的应用 前景 。天然 气可 以用 于合成 氨， 也可 以生产 甲醇 。我 国主 要 的天然 气化 工产 品 以合 成氨 和尿 素为主 ， 甲醇生 产为 辅 ，也可 以得到一定 的副产 品，满足石 油化 工市场的需求 。 传 统 的天然 气合 成气 的生产 方式 ，是利 用水 蒸气重 整制 合 成气 。在反应 炉 内通入 过量 的水 ，防止催 化剂 失活 ，促进 天然气制成合成 气。 ２ 天 然气 化工生产工艺技术优化 对天然气 资源进 行加工处理 ，得到需要的石化产 品，经过 系列 的工 艺技术措施 ，通过改变 生产工艺及流程，获得高收 率的化工产 品，满足石油化工 市场 的需求。天然气能够经过化 工生产 过程 ，得 到合格 的化学 品，不 仅能够生产 出化工 原料， 而且能够得 到清洁 的燃料 ，为人类创造更加 绿色环保的燃料。 ２ ． １ 天 然气 转 化制 合成 气 的工 艺技 术措 施 天 然气 转换 为合成 气 的传统 工艺就 是通 过反应 炉进 行水 蒸气 的重整过程 ，反应温 度 比较 高，需要消耗大 量 的天然气 ， 而且 消耗更 多的水 ，防止催化剂 失效 ，而达不 到合成 的效果。 而应 用 天然 气直接 部分 氧化 制成合 成气 ，效果 比较突 出，节 约大量 的加工成 本，得到需要 的合成气体 。 天 然气 水 蒸气 的转 换反 应 主要 包括 甲烷转 化 的主 反应 、 高级烃 的转化反 应、积炭 的副反应 等，通过化 学反应 的实施 ， 得 到较 高的 甲烷 的转换 率，满足 合成氨 及生 产 甲醇等工 艺 的 技术 要 求。为 了防止 甲烷 转化 过程 中，积炭 的发 生，采 取必 要 的预 防措施 ，如提 高水蒸 气 的用量 ，优 选 性能 良好 的催 化 剂体 系 ，控 制好 含烃 原料 的预 热温度 ，就能够 有 效减少积 炭 的 出现 。 ２ ． ２ 甲烷转 化 为二 氧化 碳 的工 艺技 术措 施 将 甲烷 转化 为二氧 化碳 气体 ，生产 工艺 中，通过 升 高温 度并 加入 合适 的催化 剂体 系 ，才 能促进 甲烷 转化 为二氧 化碳 的转 化率 。降低 压力 ，才 能得到 高 的转 化率 。获得 二氧化 碳 的途 径 比较 多 ，依 据生 产 工艺 条件 ，优 选 合适 的 获得 方式 。 如直接 向天然 气体 系中通 入 二氧化碳 气体 ，与 甲烷、水 一起 经过 预热 后 ，进 入到 反应器 内，通过混 合转 化，得 到更 高的 二氧化 碳 收率 。也可 以通过 空气 和天然 气进 行充 分燃烧 ，得 到二氧 化碳 气体 。不 需要再 次预 热而直 接进入 到反应 器 ，参
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
天然气合成氨工艺流程
天然气合成氨工艺流程氨是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、合成纤维和其他化工产品。
天然气合成氨是一种重要的工艺流程，通过利用天然气中的氮气和氢气来合成氨气。
下面将介绍天然气合成氨的工艺流程。
1. 天然气净化。
天然气中含有少量的硫化氢、二氧化碳和水蒸气等杂质，需要进行净化处理。
首先，天然气通过除硫装置，将硫化氢去除，然后通过脱水装置，去除水蒸气。
最后，通过脱碳装置，去除二氧化碳。
经过净化处理后的天然气成分符合合成氨的要求。
2. 空气分离。
空气中含有大量的氮气，通过空气分离装置，可以将氮气和氧气分离。
通常采用的是低温分馏法，将空气冷却至液态，然后通过分馏将氮气和氧气分离。
得到纯净的氮气用于后续的合成氨反应。
3. 合成氨反应。
合成氨反应是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成氨气。
通常采用的是哈贝-波希反应，反应条件是在高压（100-250atm）和高温（400-500℃）下进行。
催化剂通常采用铁或钼化合物。
反应过程中，氮气和氢气按一定的摩尔比混合，通过催化剂的作用生成氨气。
4. 氨气提纯。
合成氨反应生成的氨气中还含有少量的氮气、氢气和甲烷等杂质，需要进行提纯处理。
首先经过冷凝器，将氨气冷却成液态，然后通过分馏将杂质分离出去，得到纯净的氨气。
5. 氨气压缩。
提纯后的氨气需要进行压缩，以便于储存和运输。
通过氨气压缩机，将氨气压缩至一定的压力，通常为10-20MPa。
6. 氨气储存和运输。
压缩后的氨气可以储存在氨气储罐中，也可以通过管道或罐车进行运输。
在储存和运输过程中需要注意防止氨气泄漏和避免与氧化剂接触，以防止火灾和爆炸事故的发生。
综上所述，天然气合成氨工艺流程包括天然气净化、空气分离、合成氨反应、氨气提纯、氨气压缩和氨气储存和运输等步骤。
通过这些步骤，可以高效地将天然气转化为合成氨，为化肥和化工产品的生产提供重要的原料。
天然气制氨工艺技术比较与进展_李贵贤
性气体 , 净化气返回循环机 , 废气送一段炉作燃
用节能压缩机 。
料 ;从循环气中抽出一部分进入深冷系统 , 调节循
该工艺的特点[ 5] 是 :轻度一段转化 , 一段炉采
新鲜气杂质少 , 氨合成净值提高, 催化剂寿命延
用温和转化条件 , 其负荷较其它工艺小 50 %而转 移至二段炉 ;二段炉用过量 50 %的空气 , 从而使 总燃料消耗下降约 1/ 3 ;采用燃气轮机驱动空压
长 , 冷冻和循环功耗减少 , 原料气利用率提高 , 使 合成系统综合操作指标有所提高 ;原料气制备与 氨的合成系统完全分开 , 大大加强了操作的机动
和 , 节省了工艺蒸汽用量 ;温和的一段转化和二段 炉加过量 20 %空气 , 降低了一段炉负荷与投资 ;
流或串联式合成塔 , 提高氨净值 , 降低压降 , 充分 回收热能 ;(2)提高一段转化炉热效率 , 降低原料
弛放气采用与氨合成回路等压的深冷装置除去惰
气水碳比 , 充分利用烟道气产生高压蒸汽 ;(3)采
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第 31 卷 化肥工业 第 1 期
图 4 ICI 的 AMV 工艺流程图 1 .脱硫 2.一段转化炉 3 .二段转化炉 4 .变换炉 5 .再生塔 6 .吸收塔 7 .甲烷化反应器 8 .冰机 9.原料气压缩机 10 .氨洗涤和干燥器 11 .冷冻装置 12 .合成塔 13 .循环压缩机 14.干燥器
天然气合成氨生产工艺
天然气合成氨生产工艺
天然气合成氨是一种重要的工业化学过程，其生产工艺主要包括天然气预处理、空分设备、合成气制备、合成氨反应和氨制气等环节。
天然气预处理是将原始天然气经过脱硫、脱水等处理，去除其中的有害组分和杂质。
具体的预处理工艺根据天然气的成分和性质不同而有所差异。
接下来是空分设备，其目的是将空气分离为氧气和氮气。
通常采用的是膜分离、吸附分离或液氧分离等技术，以获取高纯度的氧气和氮气。
合成气制备是将天然气和空气按照一定比例混合后，在催化剂的作用下进行反应，生成合成气（主要是一氧化碳和氢气）。
这个工艺可以采用蒸汽重整、部分氧化和自热变换等方法进行。
合成氨反应是将合成气经过催化剂床层，在高温高压下进行合成氨反应。
常用的催化剂是铁-铬催化剂，反应温度一般在
350-550摄氏度之间，压力在100-300大气压。
最后是氨制气环节，主要是对产生的反应废气进行处理，从中回收未反应的合成气以及氨气。
通过冷却、净化和压缩等过程，将废气中的氨气进行回收利用，同时对废气中的副产物和杂质进行处理。
整个天然气合成氨的生产工艺需要严格的控制参数和条件，以
确保工艺的稳定性和高效性。
同时，对反应器、催化剂和设备等方面的选型和设计也非常重要。
总之，天然气合成氨的生产工艺是一个复杂的过程，需要充分考虑原料处理、气体分离、反应催化和气体处理等环节，以确保高效和可靠的生产。
同时，还需要保证工艺的安全和环保性，以满足市场需求和社会环境要求。
天然气制合成氨简介
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第2章 天然气制合成氨
2.3 天然气制合成氨生产技术应用及进展
2.3.1.2 Braun公司深冷净化工艺 第一个商业化的低能耗工艺
特点： 轻度一段转化，二段转化炉采用过量空气
在合成气进入合成气压缩机前，增加深冷净化部分
（1）基本工艺过程 天然气的脱硫、一段转化、二段转化、中低变、CO2脱除、甲烷化、分
氢气
流程较长，操作复杂、能耗较高
氢气回收率 > 90%
生产氩、氖等稀有气体
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第2章 天然气制合成氨
2.2 天然气制合成氨的技术概况
（4）贮氢合金法
利用某些合金（如钛系、稀土系和镁系贮氢合金）在一定条件下可以选 择吸收氢的特性将其从弛放气中分离出来。
操作压力：1~4MPa
氢气
纯度 回收率
可再生
CO 3~5%
CO2 0.2~1%
CO+CO2 < 10×10-6
变压吸附
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第2章 天然气制合成氨
2.2 天然气制合成氨的技术概况 2.2.6 合成气压缩
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第2章 天然气制合成氨
2.2 天然气制合成氨的技术概况
2.2.7氨的合成与分离 2.2.7.1合成催化剂
2.2.5 合成气中微量碳氧化物及其他组分的脱除
CO+CO2<10×10-6 O2<1×10-6 H2O<1×10-6
甲烷化 分子筛
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第2章 天然气制合成氨
2.2 天然气制合成氨的技术概况
2.2.5.1 甲烷化 CO+CO2<0.6% 镍
合成氨工艺分析及节能改造措施
合成氨工艺分析及节能改造措施摘要：合成氨生产过程会大量地消耗煤能源，故需强化对合成氨工艺的分析，并改造其工艺技术，实现能源节约，这对我国能源节约和可持续发展有重要意义。
通过改造节能技术，提升生产效率，减少能源消耗，使生产成本降低，对企业稳定发展有利，进一步加强对其的研究非常有必要。
基于此本文分析了合成氨工艺分析及节能改造措施。
关键词：合成氨工艺；节能改造；措施1、合成氨工艺流程1.1制取原料气氢气制取原料包括很多种，不仅可通过天然气、焦炉气、煤制取，还可通过重质油、石脑油等制取，将这些原料在高温条件下与水蒸气产生作用以制取合成气。
针对固体焦炭、原料煤来说，一般可通过固体燃料气化法对合成气进行制取；针对渣油来说，一般可通过非催化部分氧化法对合成气进行制取；针对石脑油等，可通过二段蒸汽环化法进行制取。
1.2净化原料气净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。
第一，变换一氧化碳。
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以降低其脱除的难度，同时可以增加氢气含量。
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。
第二，原料气脱碳脱硫。
在合成氨生产过程中，脱碳脱硫是重要环节。
可以通过两种方式进行脱碳，一种是物理吸收法，另一种是化学吸收法。
脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。
在脱碳过程中，回收利用二氧化碳是重要工序，由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢铵，还可以制造纯碱和尿素等，因此回收利用二氧化碳可以实现资源节约的目的，同时能得到环保的效果。
1.3合成气的净化合成气的净化主要是脱除二氧化碳，二氧化碳用于合成尿素。
粗合成气中去除二氧化碳时采用两级，气体与MDEA逆流接触，洗手塔采用填料塔，粗合成气上升通过吸收塔时与MDEA接触，二氧化碳被吸收，经汽提后二氧化碳被引入二氧化碳压缩机送往尿素合成车间合成尿素。
天然气合成氨的工艺流程条件
天然气合成氨的工艺流程条件下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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合成氨不同工艺能耗对比
10万吨/年合成氨工艺技术比较工艺技术的选择1、造气工段煤气化工艺过程的发展已有百余年的历史，迄今为止已开发的气化方法不下数百种，按照煤在气化炉的运行和接触方式，可以分为（1）流化床气化、（2）气流床气化、（3）熔融床气化、（4）移动床气化（固定床）·流化床气化技术煤的流化床气化是指气化反应在以气化剂与煤形成的流化床内进行的。
流化床气化炉采用粉碎了的煤作为原料，用氧化剂（氧气或空气）来进行床体流化，其温度保持在1000℃以下，以预防灰熔化后与炉床里的物质发生结聚。
氧化剂的有限流量意味着大多数煤粒不会充分燃烧，而是收缩成碳素粒，被合成气带出气化炉。
这就需要大量的碳素粒循环，或被传送到分离燃烧室中燃烧。
流化床气化技术主要有温克勒（winkler）、高温温克勒（HTW）、U-Gas、恩德炉、灰熔聚等流化床粉煤气化技术。
现我国应用较多的是恩德炉、灰熔聚。
目前在朝鲜和我国共有十多台恩德气化炉在运行中，运行最好的是通辽梅花生物科技有限公司，现有2台发气量20000NM3/h的炉子，2006年11月投产，运行正常。
最关键的问题仍然是煤种，该炉要求煤种为褐煤、长焰煤、弱粘结煤，具体数据为灰熔点1250℃以上；煤活性950℃时大于65％，原则上控制在87％以上；粘结性、F.S.N ≤21/2。
另外内外水要干燥到12％以下，目前为止，恩德炉工艺最适宜的煤种是褐煤。
中科院山西煤化学研究所开发的灰熔聚流化床粉煤气化技术，该技术可用多种煤质作原料，如烟煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100℃下气化，固体排渣，无废气排放。
该技术工业示范装置已于2001年在陕西城固氮肥厂建成，小时投煤量4.2吨。
其煤种适应性广，操作温度约为1000～1080℃，反应压力为0.03～0.05MPa(G)。
气化炉是一个单段流化床，结构简单，可在流化床内一次实现煤的破粘、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解。
带出细粉经除尘系统捕集后返回气化炉，再次参加反应，有利于碳利用率的进一步提高。
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。
合成氨造气工艺优化研究
２ ０ １ ３ 年第 ２ ０ 卷第 ７ 期
技 术 研 发
合成 氨造 气 工艺 优 化研 究
赵泽军
（ 山ａ＃ － 喜华 瑞煤 ， ｔ ｇ＿ ｒ － － 有 限公 司 ， 山 西 运城
摘
料， 即可 提 升 经济 效 益 ， 同时 又 降 低 企 业 生 产 成 本 。 关键词 ： 造 气炉； 合成氨 ； 工艺； 研 究 ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６—８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ ９ ８ １ 氢 氮 比 的 自动 控 制
０ ４ ４ １ ０ ０ ）
要： 文章分析 了合成氨造 气工艺 中的工艺参数 ， 针对现 状 ， 提 出了进一 步改进方 案。改进之后 ， 充 分利 用氨 生产原
使用上 ， 都 没有 明显 的变化 ， 生产 的一个 重要 指标 ， 氢 氮 比是一 个 重要 的 控制参数 ， 它与合 成 、 变换 和造气 工段 有很 大 的关 系 ， 对 工段 的产量有直 接 的影响 。这是 较 为复杂 的调 节 系统 ， 氢 氮 比呈 现多变量调 节 ， 不 容 易建立 被控对 象 的数 据模 型。若采 用人 工调节 方式 ， 不仅有较 长的滞后 时间 ， 还会 出现 较低 的合格率 和较大 的波 动 ， 对 氨产 量有 直接 的影 响。 目前 有三 种方 法来 控制氢氮 比。针 对 中小氨肥 企业 ， 比较 实用 的是 恒 氨法 。在 生产过程 中 ， 有 以下几种调节方 法 ： １ ） 控制规律为常规 Ｐ Ｉ Ｄ算 法和预估 算法 相结 合 ， 将 脱硫 氢和循环氢作 为反馈 信号 ， 对 回收 时间 和上 吹加氮 时 间进行 调节 ， 对含氮量进行控制 ， 进而实现一种 自动调 节氢氮 比的方
合成氨的造气工艺流程
合成氨的造气工艺流程合成氨造气工艺流程可是个超有趣的事儿呢！咱先说说啥是合成氨。
合成氨就是把氮气和氢气按照一定比例混合，在高温、高压还有催化剂的作用下变成氨。
这氨啊，可重要啦，是生产化肥的关键原料，就像魔法原料一样，能让农作物茁壮成长。
那这个造气工艺呢？这就像是一场神奇的化学反应之旅。
造气的第一步就是原料的准备。
我们需要有含碳的原料，像煤或者焦炭之类的。
这些原料就像是一个个小小的能量包，准备释放出自己的能量。
把它们放进造气炉里，就好像送它们去参加一场盛大的化学派对。
接下来就是发生反应啦。
在造气炉里，通入空气或者氧气和水蒸气。
当通入空气或者氧气的时候，含碳原料就会发生燃烧反应。
这个燃烧反应可热烈啦，就像点燃了一堆篝火，释放出大量的热。
同时呢，还会产生一氧化碳等气体。
而通入水蒸气的时候，就会发生一些复杂的反应，像碳和水蒸气反应会生成一氧化碳和氢气。
这个过程就像是原料们在炉子里欢快地跳舞，互相交换着元素，然后变成新的气体组合。
一氧化碳可不能就这么留在那呀，我们还得对它进行转化。
通过变换反应，让一氧化碳和水蒸气继续反应，这样一氧化碳就会变成二氧化碳，同时又能产生更多的氢气。
这个变换反应就像是给一氧化碳来个大变身，让它变成我们更想要的东西。
然后呢，还有净化的过程。
造气过程中产生的气体里可能会有一些杂质，比如硫化物之类的。
这些杂质就像是不请自来的小坏蛋，我们得把它们除掉。
通过脱硫等净化步骤，让气体变得纯净，这样才能更好地进行后续的合成氨反应。
最后呀，经过一系列的处理，我们就得到了适合合成氨的原料气，里面有大量的氢气和氮气。
这个造气的工艺流程就像是一条精心打造的生产线，每个环节都紧密相连，缺了哪一个都不行。
这个合成氨造气工艺流程充满了人类的智慧呢。
科学家和工程师们就像一群超级魔法师，精心调配着各种反应条件，让这些原料们乖乖听话，变成我们想要的东西。
而且这个工艺还在不断地发展和改进，就像一个不断成长的孩子，变得越来越完美。