第2讲合成氨原料气的制备方法VIP免费

第二讲合成氨原料气的制备方法一、氨的性质、用途及合成氨生产流程简介1、氨的性质氨在标准状态下是无色气体，比空气轻，有刺激性臭味，长时间接触对人体有害，应采取安全措施。（人们在空气中氨浓度>100ppm的环境中，每天接触8小时会引起慢性中毒；5000～10000ppm时，只要接触几分钟就会有致命危险。）氨在常温下比较稳定，在高温、电火花或紫外光的作用下可分解为氢气和氮气。氨能与许多物质发生反应。在催化剂作用下，与氧气反应生成NO，与CO2反应生成氨基甲酸铵，然后脱水成尿素。催化剂4NH3+5O24NO+6N2O2NH3+CO2NH4COONH2氨与无机酸反应。氨能生成各种配合物。2、氨的用途氨在国民经济中有着重要意义，在很多领域都有广泛的应用。具体用途可以归为以下几类：1)直接用作化学肥料。2)制取氮肥的原料。3)工业上用于制造炸药和各种化学纤维及塑料。4)其他工业用途，如制冷剂、冶金以及制药行业。3、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、重油气体燃料生产原料气：天然气原料气的净化脱硫CO变换脱碳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：-1-1)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CO2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钴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0.1ppm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CnHm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，其反应为：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。按供热方式的不同，制取粗原料气有下述三种方法：外部供热的蒸汽转化法（此法广泛用于天然气、石脑油等轻质烃类为原料的合成氨厂。）内部蓄热的间歇操作法（此法分为吹风和制气两个阶段。可适用于焦炭和煤为原料的合成氨厂，我国中、小型氨厂多采用此类方法。）自热反应的部分氧化法（在高温下利用不完全燃烧放出的热量来保证吸热的制气反应进行，以维持过程连续的自然操作。此法比较简单，不需外部供热，但需要提供氧气或富氧空气，重油和煤的连续气化一般用此法。）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。典型的大型煤气化工艺主要包括固定床碎煤加压气化工艺、德士古水煤浆加压气化工艺以及壳牌干煤粉加压气化工艺。-2-①固定床碎煤气化②德士古水煤浆加压气化工艺③干煤粉加压气化工艺以渣油为原料的合成氨工艺按照热能回收方式的不同，分为德士古(Texaco)公司开发的激冷工艺与壳牌(Shell)公司开发的废热锅炉工艺。这两种工艺的基本流程相同，只是在操作压力和热能回收方式上有所不同。以天然气为原料的合成氨工艺针对以天然气为原料的合成氨提出了一系列节能型工艺，有代表性的四种是：Kellogg公司的MEAP工艺，Topsoe公司的节能工艺，Braun公司的深冷净化工艺以及ICI公司的AMV工艺。合成氨新工艺目前的合成氨新...