合成氨完整版.ppt

四 段 冷 激 轴 向 合 成 塔 原料气→主进气口→沿环隙至顶部→换热器管间预热420度，与冷激气混合温度降为410度→第一段催化剂床层，温度由410上升到496度再与冷激气混合降至430度，此时NH3%为6.9%→二段、三段、四段→中心管→换热器管内→出塔（130~200度） 吸收 吸收 （三）合成与分离循环流程 吸收 一次分离流程只进行压缩和冷却液化分离。适于合成压力较低（约10-15MPa)出塔气中氨%12% 二次分离流程适用于压力较高（约30MPa）的场合。处理过程中出塔气氨%≈15%，第一次分离是在水冷的条件下使近一半的氨液化分离出去，气体中剩余的氨%=8%经压缩机升压和氨冷在-5度的条件下进行二次分离。 氨生产全流程 一、以煤为原料的造气和净化流程： 吸收 二、以天然气为原料的合成氨生产流程 吸收 合成氨的实地照片 吸收 吸收 合成氨生产的发展趋势 一、生产的大规模化 二、降低能耗 措施：1、充分利用反应热；2、采用径向合成塔 3、采用新的工艺流程；4、从驰放气中回收 氢。 三、原料的多样化 四、氨的深加工：尿素、碳酸氢铵等化肥和硝酸。 吸收 尿素的合成 一、合成反应的物理化学基础 二、原则流程 吸收 三、工艺条件的优化 1、原料配比：水的存在不利于提高转化率，用过量的氨提高二 氧化碳的转化率。 2、反应温度： 第二步反应为吸热， 提高温度有利于提 高反应速率和转化 率。近年，采用钛 衬里的反应器可达 190-200度。 吸收 3、压力：为了抑制逆反应，需使用反应压力超过钾铵分解的压力。压力的优化与温度、氨与二氧化碳的比有关。一般操作压力比分解压力达2-3MPa。 4、最终转化率和反应时间： 由图可见优化的转化率和反应时间在180度和200度之间的 曲线折弯处。 尿素合成的优化工艺条件： 吸收 四、尿素合成塔 1、流体流动状态最好为平 推流以保持最大推动力。 2、保证气液接触良好。 3、耐压、耐热、耐腐蚀。 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 第7章 天然气合成氨 主要内容： 1、合成氨概述 2、合成氨原理 3、合成氨流程 4、反应条件 5、催化剂 * 合成氨概述 一、氨的性质及用途 　1、氨的性质 ⑴在常温常压下，氨是一种具有特殊刺激性气味的无色气体，比空气轻。 液化：在0.1MPa、-33.5℃，或在常温下加压到0.7～0.8MPa，就能将氨变成无色的液体，同时放出大量的热量。 结晶：将液氨在0.101MPa压力下冷却至-77.7℃，就能凝结成略带臭味的无色结晶。 气化：液氨容易气化，降低压力可急剧蒸发，并吸收大量的热。 易溶于水：氨极易溶于水，可制成含氨15%～30%（质量分数）的商品氨水。 * ⑵氨的化学性质较活泼，能与酸反应生成盐。 NH3+H3PO4 NH4H2PO4 与磷酸反应 NH3+HNO3 NH4NO4 与硝酸反应 氨自燃点为630℃。氨与空气或氧按一定比例混合后，遇火能爆炸。常温常压下，氨在空气中的爆炸范围为15.5%～28%，在氧气中为13.5%～82%。　 NH3+CO2+H2O NH4HCO4 与二氧化碳和水反应 * 2 、氨的用途 　 ⑴制造化学化肥的原料。除液氨本身可作为化学肥料外，农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥，都以氨为原料。 ⑵生产其他化工产品的原料。基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业中的含氮中间体，制药工业中的磺胺类药物、维生素、氨基酸，以及化学纤维和塑料工业中的各种产品都需要直接或间接地以氨为原料。 ⑶应用于国防工业和尖端技术中。作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、消化纤维等多种炸药的原料；作为生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂。 ⑷应用于医疗、食品行业中。作为医疗食品行业中的冷冻、冷藏系统的制冷剂。 * 二、合成氨原理 氨的合成反应式：N2+3H2=2NH3 放热可逆反应 三、合成氨流程 天然气 精脱硫 蒸汽转化 蒸汽 CO变换 CO2脱除 CO2 甲烷化 N2 压缩 氨合成塔 氨分离 氨 驰放气 循环 工艺条件 （一）最佳工艺条件的选择 氨合成的生产工艺条件必须满足产量高，消耗定额低、工艺流程及设备结构简单、操作方便及安全可靠等要求。决定生产条件员主要的因素是操作压力、温度、空间速度、气体组成和催化剂等。 1、温度：氨合成反应必须在催化剂的存在下才能进行，而催化剂必须在一定的温度范围内才具有催化活性，所以氨合成反应温度必须维持在催化剂的活性温度范围内。目前工业上使用的铁催化剂的活性温度范围大体在