《合成氨的概述》PPT课件.ppt
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1、合成氨概述合成氨概述教学目标v氨的性质和用途v合成氨的原料v合成氨原料气的生产与净化教学重难点v合成氨的原料难点:v合成氨原料气的生产与净化学习导言v氨的合成是典型高温、高压反应和化学平衡移动理论研究对氨的合成是典型高温、高压反应和化学平衡移动理论研究对象。象。合成氨工业是典型的耗能大户,节能降耗是现代合成氨合成氨工业是典型的耗能大户,节能降耗是现代合成氨工业的重要课题之一。工业的重要课题之一。氨的性质和用途v氨的性质氨的性质1、氨在常温、常压下为无色气体,具有刺激性气味,能灼伤、氨在常温、常压下为无色气体,具有刺激性气味,能灼伤皮肤、眼睛,刺激呼吸器官黏膜。皮肤、眼睛,刺激呼吸器官黏膜。2、
2、氨的相对分子质量为、氨的相对分子质量为17.03,沸点为,沸点为-33.35,液氨挥发性,液氨挥发性很强,汽化热较大。氨极易溶于水,溶解产生大量的热。氨很强,汽化热较大。氨极易溶于水,溶解产生大量的热。氨的水溶液呈弱碱性,易挥发。的水溶液呈弱碱性,易挥发。3、氨化学性质较活泼,与酸反应生成盐,如与磷酸反应生成、氨化学性质较活泼,与酸反应生成盐,如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碳酸磷酸铵、与硝酸反应生成硝酸铵、与二氧化碳反应生成碳酸氢铵等,其中许多为化学肥料。氢铵等,其中许多为化学肥料。氨的性质和用途v氨的用途氨的用途1、氨主要用来制造化学肥料。农业使用的氮肥如尿
3、素、硝酸铵、氨主要用来制造化学肥料。农业使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混肥和复肥,都磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混肥和复肥,都是以氨为原料生产的。是以氨为原料生产的。2、氨也作为其他化工产品的生产原料。、氨也作为其他化工产品的生产原料。3、氨还可作冷冻、冷藏系统的制冷剂。、氨还可作冷冻、冷藏系统的制冷剂。合成氨的原料v空气和水到处都有,取之容易,故一般合成氨生产原料不包括空气和水到处都有,取之容易,故一般合成氨生产原料不包括空气和水,主要有:空气和水,主要有:(1)固体原料)固体原料(2)气体原料)气体原料(3)液体原料)液体原料 常用的合成氨原
4、料有焦炭、煤、焦炉气、天然气、石脑油和重常用的合成氨原料有焦炭、煤、焦炉气、天然气、石脑油和重油。油。合成氨原料气的生产与净化v不同合成氨厂,生产工艺流程不尽相同,但基本生产过程都包括以下工不同合成氨厂,生产工艺流程不尽相同,但基本生产过程都包括以下工序。序。(1)原料气制备工序原料气制备工序 制备合成氨用的氢、氮原料气。制备合成氨用的氢、氮原料气。(2)脱硫工序脱硫工序 除去原料中的硫化物。除去原料中的硫化物。(3)变换工序变换工序 利用一氧化碳与蒸汽作用生成氢和二氧化碳,除去原料气利用一氧化碳与蒸汽作用生成氢和二氧化碳,除去原料气中的大部分一氧化碳。中的大部分一氧化碳。(4)脱碳工序脱碳工
5、序 脱碳是除去原料气中的大部分二氧化碳。脱碳是除去原料气中的大部分二氧化碳。(5)精制工序精制工序 需进一步脱除以制取纯净的氢、氮混合气。需进一步脱除以制取纯净的氢、氮混合气。(6)压缩工序压缩工序 将原料气压缩到净化所需要的压力,分别进行气体净化,将原料气压缩到净化所需要的压力,分别进行气体净化,得到纯净的氢、氮混合气,然后将纯净的氢、氮混合气压缩到氨合成反得到纯净的氢、氮混合气,然后将纯净的氢、氮混合气压缩到氨合成反应要求的压力。应要求的压力。(7)氨合成工序氨合成工序 在高温、高压和有催化剂存在的条件下,氢气、氮气合在高温、高压和有催化剂存在的条件下,氢气、氮气合称为氨。称为氨。可以说,
6、合成氨生产是由原料气的制备、净化及氨的合成等步骤组成的。可以说,合成氨生产是由原料气的制备、净化及氨的合成等步骤组成的。合成氨原料气的生产与净化v原料气的制备原料气的制备 目前,目前,制氨的原料主要有煤、焦炭、天然气、石脑油、重油。制氨的原料主要有煤、焦炭、天然气、石脑油、重油。生产方法主要有固体燃料气化法(煤或焦炭的气化)、烃类生产方法主要有固体燃料气化法(煤或焦炭的气化)、烃类蒸汽转化法(天然气、石脑油)、重油部分氧化法。蒸汽转化法(天然气、石脑油)、重油部分氧化法。由于合由于合成氨原料气中的氮气容易制得,所以原料气的制备主要是制成氨原料气中的氮气容易制得,所以原料气的制备主要是制取氢气,
7、而取氢气,而CO在变换过程能产生同体积的氢气,因此,把在变换过程能产生同体积的氢气,因此,把原料气中原料气中CO和和H2看作是有效气成分。看作是有效气成分。氨的合成是需要氨的合成是需要H2:N2为为3:1的原料气,要求造气制得的的原料气,要求造气制得的煤气中有效成分与氮气比例为煤气中有效成分与氮气比例为3.13.2,这就是通常所说的,这就是通常所说的半水煤气。半水煤气。合成氨原料气的生产与净化v原料气的制备原料气的制备(1)固体燃料气化法)固体燃料气化法 煤或焦炭中主要是碳元素,与水蒸气反应煤或焦炭中主要是碳元素,与水蒸气反应生成的有效成分是生成的有效成分是CO和和H2。气化过程中的主要反应有
8、:。气化过程中的主要反应有:(2)烃类蒸汽转化法)烃类蒸汽转化法 烃类主要是指天然气、石脑油,一般采用烃类主要是指天然气、石脑油,一般采用蒸汽转化法。天然气的主要成分为蒸汽转化法。天然气的主要成分为CH4。以天然气为原料的蒸。以天然气为原料的蒸汽转化反应为:汽转化反应为:(3)重油部分氧化法)重油部分氧化法 重油是重油是350以上馏程的石油炼制产品。以上馏程的石油炼制产品。重油先与氧气进行部分燃烧反应,放出的热量使碳氢化合物热重油先与氧气进行部分燃烧反应,放出的热量使碳氢化合物热裂解,在水蒸气作用下,裂解产物发生转化反应,制得以裂解,在水蒸气作用下,裂解产物发生转化反应,制得以H2H2和和CO
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