合成氨生产讲稿.ppt
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1、合成氨生产第一页,讲稿共三十七页哦1 1 概述概述氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要方法。氨是肥料,又是生产化肥(尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等)、无机物(硝酸、纯碱等)、有机物、燃料、炸药(硝酸铵、硝化甘油、硝化纤维等)、医药、合成纤维、塑料等的原料或工作介质。1901年,法国物理化学家吕.查得利提出氨的合成条件是高温、高压、催化剂存在。1912年,德国建成第一个日产30吨的合成氨厂。我国1997年生产3008万吨,2010年生产5221万吨(全球1.57亿吨)第二页,讲稿共三十七页哦原料制取电解制氢法:电解水制氢。此法耗电极多。低温分离法:以空气和焦炉气为原料,通过低温去杂质而
2、获得氢氮混合气。燃料高温转化法:燃料可以是天然气、油田气、炼厂气、轻油、重油,以及煤、焦等与水蒸气作用。原则流程合成原料原料:氮气、氢气氢气造气净化合成 分离氨循环气第三页,讲稿共三十七页哦22原料气的生产原料气的生产n以煤或焦炭为原料固体燃料气化法原理:2C+O2+3.76N2=2CO+3.76N2+248.7kJ +)5C+5H2O=5CO+5H2-657.0kJ 7C+3.76N2+5H2O+O2=7CO+3.76N2+5H2-408.3kJ补充热量:C+O2(N2)=CO2第四页,讲稿共三十七页哦生产流程空气吹风送风发热 39-48.6 S上吹制气制气 43.2-50.4 S下吹制气制
3、气 64.8-72.0 S二次上吹制气 10.8 S 空气吹净制气 5.4 S第五页,讲稿共三十七页哦n以天然气为原料以天然气为原料烃类蒸汽转化法烃类蒸汽转化法优点:含氢量高,含优点:含氢量高,含COCO低,杂质少,后继过程负担轻;低,杂质少,后继过程负担轻;二级转化的转化率高(二级转化的转化率高(9999);加压转化,节能。);加压转化,节能。1 烟道气预热器;2 脱硫槽;3 一段反应管;4 一段转化炉;5 二段转化炉;6 废热锅炉第六页,讲稿共三十七页哦n以重质油为原料以重质油为原料部分氧化法部分氧化法第七页,讲稿共三十七页哦33原料气的净化原料气的净化n脱硫脱硫硫将使催化剂中毒、腐蚀设备
4、管道等 脱硫的方法干法:ZnO,活性炭,分子筛等。效果好但处理量小。湿法:碱性物质或氧化剂溶液洗涤(氨水、碳酸盐、乙醇胺、蒽醌二磺酸钠、砷碱法等)。处理量大,但效果差,特别是有机硫的脱除能力差。第八页,讲稿共三十七页哦n原料气的变换原料气的变换第九页,讲稿共三十七页哦催化剂组成活性温度H2O/CO空速转化率Fe2O3,MgO,Cr2O3,K2O380-5503-5300-40080-90CuO,ZnO,Cr2O3180-2506-101000-200096-99操作条件:第十页,讲稿共三十七页哦 脱碳脱碳 变换气中有大量CO2,将影响合成,另外,CO2是尿素、碳酸钠、碳酸氢铵的原料,必须分离、
5、回收。物理吸收:加压水洗,低温甲醇洗(CO2含量从 33%降到10g/g)等。化学吸收:氨水(小厂)、有机胺、改良热钾碱法(大中型厂,CO2含量从20-28%降到0.2-0.4%)等吸收。第十一页,讲稿共三十七页哦n精制精制铜洗法醋酸铜氨液洗涤法(碳化物量为100g/g)甲烷化法CO+H2生成甲烷(镍催化剂,碳化物量为10g/g)低温净化法如液氨洗涤第十二页,讲稿共三十七页哦44氨合成的热力学基础氨合成的热力学基础n反应反应特点:特点:可逆、放热、体积缩小反应热与温度、压力和气体组成有关。随压力增大而增加,随温度提高而增加。平衡常数平衡常数:压强很小时,K1,KfKp第十三页,讲稿共三十七页哦
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