无机化工生产技术

化学工程系罗晓明二○一三年二月无机化工生产技术

化工生产主要为连续化的大规模生产，设备系统庞大、自动化、机械化程度高，需具有一定专业技能的操作人员进行作业，化工原料与产品多易燃易爆、有毒有害、具强腐蚀性，因而化工安全在生产中不容忽视。化工生产特点认识无机化工纯碱装置-冷却塔硫酸装置-沸腾炉尿素装置-造粒塔原料罐区-球罐某化工厂远景DCS控制系统工艺流程图

化工生产技术是指将原料物质经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括完成这些化学反应所必须的化工单元操作过程。

无机化工生产技术主要研究合成氨、化学肥料、硫酸、硝酸、纯碱、烧碱等典型化工产品的生产技术，包括产品的原料处理、生产原理、工艺条件、工艺流程、主要设备及操作控制、安全环保等内容。认识无机化工化工工艺类课程的特点1综合性

基础课、专业基础课、专业技术课2复杂性

加工过程复杂（动力学、热力学等）3相关性

相关专业联系（机械、电器、仪表等）4系统性

学会全面分析（工艺过程及条件）5开发性

培养创新能力（科学研究、技术开发）认识无机化工无机化学工业概况及发展

无机化学工业所涉及的主要产品有：合成氨以及氮、磷、钾等化学肥料、硫酸、盐酸、硝酸、纯碱、烧碱以及无机盐和工业气体等。（合成氨及尿素、三酸二碱、无机盐）1合成氨2硫酸工业3化学肥料工业4氯碱工业5其它无机化工产品认识无机化工1生产原料2生产原理3生产工艺4控制指标5催化剂6主要设备7操作控制8安全与节能减排

化工工艺课程学习的一般模式认识无机化工1要注意点面结合，建立知识框架，深入探究重点内容；2要切实理解生产原理，掌握工艺流程，熟悉工艺参数；3要善于对比分析典型的不同无机化工产品生产工艺的异同，找出规律；4特别要注意理论联系实际，利用更多的机会深入生产实际，在生产现场理解生产工艺。本课程的学习方法认识无机化工[1]陈五平.无机化工工艺学（上）.(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2002[2]陈五平.无机化工工艺学（中）.(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2001[3]陈五平.无机化工工艺学（下）.(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2001[4]张子峰.合成氨生产技术[M].北京:化学工业出版社,2006[5]李平辉,田伟军.合成氨原料气生产[M].北京:化学工业出版社,2009[6]李平辉.合成氨原料气净化[M].北京:化学工业出版社,2010[7]李平辉.氨合成的生产[M].北京:化学工业出版社,2010

学习本课程的参考文献认识无机化工本课程的课时安排(总课时:50)1认识无机化工(2学时)2合成氨(22学时)3尿素(6学时)4硫酸(8学时)5

纯碱(8学时)6复习(2学时)7

考试(2学时)认识无机化工合成氨1生产原料：固体（煤、焦炭）、液体（石脑油、重油）、气体（天然气）；2生产工艺：见工艺流程3生产步骤：原料气制取、原料气净化、氨的合成。随着国内合成氨技术的迅速发展，行业规模不断壮大。经过半个多世纪的努力，我国已拥有多种原料、不同流程的合成氨工厂550余个。2007年中国合成氨产量已超过5000万吨，合成氨产量位列世界第一。

了解合成氨生产状况氨的性质

氨易溶于水,能溶于醇、丙酮、苯及其它有机溶剂中。氨溶于水时放出大量的热，可生产含NH315～30%的氨水，氨水溶液显弱碱性，易挥发。氨很容易液化，或在常温下加压到0.7～0.8MPa，氨就能冷凝成无色的液体，同时放出大量的热量。液氨也很容易气化，降低压力可急剧蒸发，并吸收大量热量。氨的用途★氨是重要的化工产品之一，用途广泛，在国民经济各部门占有重要的地位。★世界上氨的产量超过80%用于生产各种化学肥料。★氨还是一种重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、合成纤维、合成树脂以及制造含氮无机盐等。★氨是常用的冷冻剂。了解合成氨生产状况直接法-合成氨生产工艺不同的氨合成厂，生产工艺流程不完全相同。但是无论哪种类型的合成氨厂，其生产过程均包括以下三个基本过程。了解合成氨生产状况原料气生产

固体原料:

主要有煤和焦炭。将煤或焦炭放入半水煤气发生炉里，交替通入空气和水蒸气，就可以得到半水煤气。半水煤气的有效成分是N2和H2，还含有CO、CO2和H2S等杂质。半水煤气经净化后，可做合成氨的原料气。

液体原料:

主要有原油、轻油、重油等。它们可用分子式CmHn表示。用水蒸气和氧气的混合气体来气化重油，可得到H2和CO。利用重油气化法制取合成氨原料气，是近代合成氨工业中的一个重要发展。

气体原料:

有天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等四种。在这些气体原料中，天然气用量最大。我国西南地区有以三家以天然气为原料的大型合成氨厂。用天然气制合成氨原料气的方法很多，概括起来可分为四大类，即热解法、水蒸气转化法、部分氧化法和综合法。了解合成氨生产状况原料气净化

脱硫：采用脱硫剂脱除原料气中的各种有机硫化合物及无机硫化合物，并尽可能回收硫磺。变换：利用CO与水蒸气作用，生成H2和CO2的变换反应，除去原料气中的大部分CO，并生成等体积的H2。脱碳：原料气经CO变换后，含有较多的CO2，既有在原料气制造过程中生成的，也有变换过程中产生的。脱碳工序就是采用物理或化学的方法利用脱碳液除去原料气中的大部分CO2，并回收CO2作为化工原料。精制：合成氨原料气经变换和脱碳后仍含有少量的CO和CO2，它们的存在将构成对氨合成催化剂的影响。精制工序的任务就是脱除少量的CO和CO2，以及微量的O2、H2S等。了解合成氨生产状况压缩和氨费合成将符合要绣求的氢、赌氮混合气欲压缩到一四定压力下脸，在高温陶、高压及服催化剂存勤在的条件忌下，将氢苹氮气合成远为氨。一撒般由压缩梢、合成、买冷冻等岗剑位组成。在氨的合成是一个而放热、气县体体积缩小的辩可逆反应把：N2+3壁H2==2魔NH36M32滚-225肢/31.开4型氮氢气想压缩机了解合成径氨生产状吗况以煤为原炮料的合成愤氨工艺流来程了解合成涨氨生产状汤况特点：剖成本廉劣价，效絮益较高多。以天然气今为原料的择合成氨工木艺流程了解合纪成氨生芦产状况特点：居成本较扩高，但胀固体杂糟质少，击可长周悲期运转叔且产品票纯度高酿。以重油为弊原料的合意成氨工艺懂流程了解合成耀氨生产状颗况特点：谱成本廉刚价，但滚固体杂垂质多，糠不能长凤周期连茫续运转揉。1能量消耗均高：能耗县在28-喜66G翻J/t之间2技术要求菌高：生产纽奉过程多为泛高温高压虽，或深冷眼真空/易燃易桑爆/有毒及腐列蚀性。3高度连续杂化：只连吩续不断实友现高产/低耗/环保才能扶获得较高核生产效益顿和经济效传益。4生产工炸艺典型侧：存在俯固液气温三相反画应，包骗括传质/传热/分离/冷冻等懂化工单睡元操作衫。三高行揉业：高帝投资、饿高能耗栽、高污辟染合成氨袜生产工勇艺的特辅点了解合成魂氨生产状莲况单元一幅合成闷氨原料栽气生产知识目影标：1煤气化2烃类制气能力目标漫：能熟悉煤驱气化与烃掘类制气的律工艺条件捡选择。掌握间歇敬式煤气发玻生炉的生瞎产操作控霸制，指导朋实际生产态。结合目饼前国内行节能减最排、大才力发展碌循环型厨经济和稠倡导清销洁生产心的大环偿境。具有分舱析和解植决问题怠的能力侮，较强县安全生境产意识示。合成氨江原料气秘生产任务一臣煤句气化煤气化就是利祥用气化烤剂对煤鼓或焦炭进等固体赏原料进佣行热加孝工，使嫌其转变狮为可燃嚼性气体祖的过程某，简称朋造气。蓝气化剂戏主要有野空气、谢水蒸气允等，气县化得到不的可燃企性气体婚称为煤课气，进部行气化清的设备矮称为煤哀气发生傍炉，简救称造气瞧炉。合成氨原锈料气生产1煤气化居的原料关：焦炭槐或煤炭2气化剂饱：空气歌、水蒸眯气3产物：CO、CO2、H2、N2及CH4等4设备：煤驾气发生炉吐，简称造冻气炉煤气化的治一般问题合成氨误原料气父生产1空气煤迁气：以空气为篇气化剂，袋成分为N2、CO2；2水煤气纲：以水蒸持气为气枪化剂，赞成分为H2、CO；3混合煤气牲：以空气脂和水蒸然气为气居化剂；4半水煤气虾：以空气压和水蒸著气交替什气化控请制合适的气化时踪蝶间，制得爪组分符合索（CO+H2）/N2=3.1～3.2妇/1的混合煤赛气，此为恰生产合成武氨的原料虎气。煤气的种笔类及成分合成氨原沉料气生产一、气辉化原理1、化学蒸平衡（1）卧以空气预为气化幸剂碳氧闪之间的矛反应C+星O2=CO2+3首93.浆770伙kJ/斥molC+溉1/2O2=C套O+健11屿0.5贸95k烂J/m阳olC+修CO2=2折CO馅-1份72.字84k耍J/m闲olCO厕+1易/2O2=CO2+2咸83.刮183摆kJ/刷mol此阶段各的目的受是用来座提高炉竞温、蓄洽积热量殖为制气删阶段作室准备的吧。合成氨连原料气乐生产以空气为写气化剂械碳氧之间挠反应平衡辫常数如下样表所示合成氨栗原料气施生产结论1：以空气蜂为气化摸剂时，呜随着温掩度的升漠高，CO的平衡驴含量增交加，CO2的平衡含吹量下降；割随着压力拼的升高，CO的含量盛下降，CO2的含量敢增加。由于此啊阶段是毁利用碳答氧之间舟的强放熊热反应秆来提高认炉温蓄劈燕积热量摇为制气黎作准备撤的，因怎此采用范较高炉逗温有利舒。合成氨精原料气膊生产（2）以水蒸培气为气化度剂时的化售学反应C+愁H2O=冠CO+炉H2+13费1.39宾kJ/m顿olC+饰2H2O=响CO2+2垃H2+90迈.20k絮J/mo班lCO+将H2O=踩CO2+H2–41泪.19k查J/mo卫lC+哄2H2=CH4–7栗4.9汪0kJ炼/mo鸡l其目的筹是为了件制备煤序气合成氨原维料气生产图1-1和图1-2分别给鞠出了压丸力为0.10碎13MP浑a和2.02弯6MPa时不同温难度下的平目衡组成。合成氨原布料气生产结论2由图1或-1可梅见，0蛛.10赵13M兵Pa下他，温度妖高于9大00℃姨时，平军衡产物查中H2与CO的良含量均接灵近于50而%，其它椒组分接近刘于零。所们以在高温乐下进行水燃蒸气与碳微的反应，居平衡时残余悟水蒸气旨量少，帐水煤气戴中H2及CO的挤含量高。比较图文1-1谨及图1绍-2可腥见，在况相同的槐温度下野，随着瞎压力的困提高，绵气体中冷的水蒸本气、C负O2、CH4的含量增起加，而H2、CO的虽含量减少扣。所以，拢欲制得H2、CO锡含量高遮的水煤径气要在躲高温低贿压下进干行，而样制得C聋H4含量高的尘高热煤气浙，应在低调温高压下车进行。合成氨原粮料气生产2．反应速导率C+屯O2=CO2低温段袜属化学爪反应控办制，升仰高温度黄反应速蹈度加快俱；高温党段属扩校散控制窝，气流犯速度加壳快则反扰应速度晓加快。C+红H2O=尚CO+址H2提高温普度是加锣快反应哈速度的蹈有效途乞径。合成氨塞原料气确生产制取半水反煤气的方斜法要求：（CO+H2）:N2=3.师1～3.2棚:11间歇式鄙制气法曾：又称间歇物式制气法讨，中小型绢合成氨厂挡普遍应用2富氧空气阶连续气化贯法：既可满辰足热平素衡，又爽可连续彩制气，偷但对设侍备及操里作要求秀高3外热法：尚处于研录究阶段合成氨炉原料气蓬生产间歇式膀半水煤炎气的生悟产：此过程一呼般在煤气寒发生炉内蹦进行如图1-5所示。合成氨支原料气鬼生产间歇式且制取半主水煤气从的工作档循环：1吹风阶段疯：2一次上施吹制气渠阶段：3下吹制诸气阶段棍：4二次上吹政制气阶段懂：5空气吹旅净阶段疯：思考：哗各阶段若的作用笋？为什订么这样腐设置呢悟？合成氨蓬原料气策生产间歇式盏制取半设水煤气构的工作还循环合成氨原讽料气生产吹风阶段凶：空气从漂炉底吹朵入进行扁气化反肃应提高迁炉温蓄火积热量臂；一次上吹拌制气阶段健：水蒸气没从炉底探进入，懂主要是淋制气；下吹阶段立：水蒸气从叙炉顶进入坦，主要是驾制气同时隶可调整炉叔内温度分士布，使其胶趋于合理猫；二次上流吹制气芹阶段：水蒸气从灯炉底进入省，置换残嫌余煤气为糕下一次大备规模吹风懂作准备；空气吹茶净阶段灵：回收煤气仔与氮气。间歇式符造气工翁作循环房诚的作用合成氨原寒料气生产间歇式制其取半水煤护气的工艺警条件温度：以低于灰球熔点50℃为宜,尽量在延较高温题度下操补作吹风速绸率：1m3半水煤气雾约消耗0.9狮5～1.0青5m3空气水蒸气用喊量：φ27钓40炉：5～7t蒸汽/hr；φ240乘0炉：2～2.6t蒸汽/hr燃料层高释度：应根据煤挎的品种及汪质量进行市合理调整循环时鸭间分配茅：120～180s气体成分允：（CO+H2）/N2=3.思1～3.2/晶1，O2＜0.5%燃料品种菠的变化与猾调节：视优质煤和与劣质煤桑及时进行克调节合成氨原兽料气生产间歇式愧制取半颂水煤气某的工艺凯流程图Ф274缸0mm煤气发生茧炉1-炉体；2-安全阀；3-保温材料菊；4-夹套锅炉挤；5-炉篦；6-灰盘接潜触面；7-底盘；8-保温砖摄；9-耐火砖；10-液位计；11-蜗轮；12-蜗杆；13-油箱合成氨妙原料气暑生产图川废热锅蒜炉1-炉身2-火管3-汽包4-汽水上升末管5-下降水管合成氨原惊料气生产1、天然刚气蒸汽转揪化法甲烷蒸赛汽转化久的基本道原理CH4+H2O=轨CO捏+数3H2+20役6kJ罪/molCH4+2粘H2O=甚CO2+4H2+16奥5kJ涝/molCO吹+H2O=严CO2+H2–41彻.19排kJ/m欠ol副反应赤主要是破析炭反酬应CH4=C筒+2H2+74澡.9k低J/mo知l2CO线=C达+CO2–17创2.5虫kJ/m隙olCO+拼H2=C启+H2O–壳131.逗4kJ绝/mol合成氨火原料气疮生产任务二论烃盼类制气序号组成天然气（摩尔分率V%）1CH494.242C2H61.803C3H80.594C4H100.095C5H120.035C6H140.097CO22.888N20.289H2S≤20mg/m3温度℃40压力MPa1.0天然气的反主要成分合成氨原词料气生产图跑不同条件盗下的甲烷恩平衡含量合成氨原枯料气生产①温度甲烷蒸汽哭转化反应眠是可逆的轨吸热反应慕，由上图贴可知，温鸭度升高甲庙烷平衡含砖量下降。刷一般反应砖温度升高10℃，甲烷软含量可摔降低1.0猛~1.煤3%。②压力甲烷蒸穿汽转化吉为体积乡丰增大的老可逆反杂应，压车力增加皮，甲烷棚平衡含强量也随骆之增大魔。由图评可见，够在温度探和水碳稠比一定糕时，增泻大压力窗，甲烷渠含量升省高。③水碳鄙比水碳比薪是指转读化炉进淋口气体革中，水雅蒸气与战含烃原子料中碳鸡物质量床之比，贸它表示已转化过阀程中蒸秘汽用量梨的大小蹲。在一沫定条件托下，水私碳比越肠高，甲逢烷平衡滋含量就饿低。由唇图可知障，在压宾力和温摸度一定阁的条件材下，水全碳比增践加，甲着烷平衡贼含量下岁降。但法是，过纺高的水桨碳比将荷增加蒸母汽消耗游，在经县济上不婶合理。结论：提高温度若和水碳比煌，降低压君力，有利默于甲烷蒸盈汽转化反果应，从而顿可降低残溉余甲烷含济量，提高涛氢气和一嘉氧化碳的疫含量。2、影响因拼素合成氨河原料气毕生产在甲烷蒸初汽转化反醉应中影响骆析炭的主客要因素如完下：①转成化反应搁温度越澡高，烃仔类裂解劫析炭的味可能性牌越大；②水径蒸气用顽量增加会，析炭贤的可能灾性减小唤，并且调已经析描出的炭按也会与妇过量水筐蒸气反加应而被女除去。瞧在一定判的条件蛇下，水自碳比降丢低则容奋易发生咱析炭现批象；③烃肺类碳原浅子数越尘多，裂请解析炭坟反应越益容易发造生；④催骨化剂活劣性降低扯，烃类汗不能很率快转化清，也增耐加了裂摇解析炭锹的可能恰性。影响析炭赚反应的因丸素合成氨原干料气生产炭黑生成雄的抑制及掏除炭方法炭黑的济生成①保卖证实际附水碳比筑大于理猫论最小症水碳比鬼。②选用赏活性好、六热稳定性茂好的催化策剂。③防他止原料腔气及蒸洁汽带入存有害杂阔质，保聚证催化速剂的良讲好活性母。除炭方至法①析炭迅较轻时，因采用降压抓、减少原唉料烃流量置、提高水物碳比等方赚法可以除宿炭；②析炭旨较严重时猎，采用水宪蒸气除炭斑，反应式丈如下：C+沈H2O=领CO括+渠H2在水蒸腥气除炭中过程中翼首先停叛止送入执原料烃载，继续欢通入水队蒸气，殊温度控竟制在750～800舍℃，经过12～24h即可将炭三黑除去。③采用畅空气与水灾蒸气的混袭合物烧炭各。首先停叙止送入原尘料烃，在苦蒸汽中加你入少量空厨气，送入舟催化剂床然层进行烧蛮炭，催化赞剂层温度未控制在700℃以上，大棚约经过8h即可将轰炭黑除厨去。合成氨原热料气生产3、烃类蒸器汽转化催小化剂催化剂的霞组成一般由活吉性组分、而少量助催弊化剂和承策载活性组判分的载体盈组成。①活性组分毕：活性组分撑为镍（Ni），含乡丰量4～30%。镍含量席越高，催陆化剂活性斑越高。镍宣以氧化镍什（NiO）形式存毙在，使用拳时必须将佩氧化镍还饱原为金属递镍。②助催化滩剂（促进剂店）：添加少备许促进糠剂能提箩高催化版剂的活微性、稳贡定性和荐选择性妥。助催身化剂为束金属铝钥、铬、揭镁、钛铸、钙等辅的氧化个物。③载体：载体是活反性组分镍疑的骨架和严黏合剂，肤可以使镍随晶体高度劳分散，达沫到较大的那比表面积静，防止镍偷晶体熔融奖。常用的泡载体有氧蠢化铝、氧晴化镁、氧篮化钙等，拖一般采用醋浸渍法或朋沉淀法将总氧化镍附丈着在载体顽上。合成氨原床料气生产催化剂的备要求①活性本好。活性是催你化剂加快瓣反应速率海的能力，窝是对催化佛剂的基本开要求，活交性好即活割化能低、困反应速度哭快、生产竭强度高。教催化剂活搁性不仅取谣决于化学疗组成，还车取决于催避化剂的表奴面积和微牲孔结构等舞因素，因挨此通常要穿求具有较京小的晶粒侮；②稳定猪性好。催化剂俯在转化刷条件下继，活性柔不随时抗间变化辟。③选择泡性和抗希毒性好纽奉。良好的厉选择性词可以防栏止和减雄少析炭竿反应的泽发生，汽抗毒性块好可以睛较好地州抵抗毒斑物的侵拉蚀。④机械六强度高亏。催化剂在姿装填过程笨中容易受译到冲击和认碰撞，在舌还原过程透中有化学旁变化和相赛变，在生疲产过程中舱生产条件略的波动会狗造成对催色化剂的冲持刷和磨损女等不良影卷响，这就考要求催化料剂应该有爬较高的强余度。⑤催化剂功的寿命长跪。催化剂狐在使用污过程中裕的活性选、选择究性、稳枝定性和驶机械强箱度等均闪会下降董从而缩庙短了催锋化剂的壶使用寿女命。合成氨原者料气生产表鉴国产烃根类蒸汽裙转化催粒化剂的疯化学组箱成与主拜要性能型号形状及尺寸外径×高×内径/mm堆密度/(kg/L)主要组成/%操作条件用途温度/℃压力/MPaZ107短环16×8×6长环16×16×61.21.17NiO14~16Al2O384400~8503.6天然气一段转化Z110Y短环16×9长环16×161.16~1.221.14~1.18NiO≥14Al2O384450~10004.5天然气一段转化Z111短环16×8×6长环16×16×61.221.21NiO≤14450~10004.5天然气一段转化Z203环状19×19×191NiO8~9Al2O369~70450~13004二段转化Z204环状16×16×161.1~1.2NiO≤14Al2O355500~12503.6二段转化Z205环状25×17×101.1~1.2NiO17Al2O380二段转化Z402环状16×6×161.1~1.2NiO17Al2O330石脑油一段转化Z405环状16×16×61~1.1NiO11Al2O376石脑油一段转化合成氨原殊料气生产4．工业拼生产的般二段转垮化法目前大冠型氨厂冤普遍采语用。一茄段转化仁将甲烷陶转化到揉一定程胜度后，语再在二劝段转化连炉中通信入适量压空气进舒一步转源化。空极气和一铅段转化牢气中部底分可燃踪蝶气体反枕应，以移提供转歇化反应粉所需的拥热量和层合成氨按所需的贪氮气。工艺条件①压力：3.5～4.0策MPa。②温度：100刻0℃，一、悬二段转植化炉温帐差：10～30℃。③水碳比：3.5～2.5。④空间速裁率：1000数~200志0h-1。合成氨化原料气傲生产气态烃（房诚天然气）蹈制气工艺袭流程示意追图合成氨原瓣料气生产天然气蒸汽转化工艺流程合成氨池原料气嫁生产天然气蒸饺汽转化炉鞋（云天化荡）合成氨原锁料气生产单元二鼠合成星氨原料爷气净化知识目标糊：1原料气贷脱硫2一氧化碳排变换3二氧化贼碳脱除4原料气精辰制能力目标虾：结合目辩前国内锄节能减温排、大奖力发展触循环型奋经济和命倡导清默洁生产剧的大环析境，将纸气体净万化技术顿运用于剂实际生舟产中去夕。合成氨售原料气始净化任务一为原确料气的脱纹硫概述：目的：蛾脱除原仆料气中寒的有机吴硫和无析机硫化幅物；方法：骡按状态亩分有干罗法和湿舍法两种鞭；硫化物：H2S、CS2、COS、硫醇企、硫醚脊、噻吩里等；影响：硫化物使的存在激能使催罚化剂中赛毒、并蓄能腐蚀易管道及泥设备。“脱硫不终好，高产零难保”合成氨原柜料气净化干法脱剩硫：特点：你脱硫精废度高、抵处理能驶力小、口难再生漆或不能魔再生、箱生产成相本较高府。1、钴钼加抹氢-氧肝化锌法你：在钴矿钼催化夏剂作用搞下，有储机硫加获氢转化去成无机筑硫；再粱采用ZnO脱除CS2+H2→H2S+截CH4COS弓+概H2→C华O+映H2SZnO鹅+H2S→猜ZnS交+H2O合成氨原踪蝶料气净化干法脱爸硫工艺午流程加氢串氧葵化锌脱硫碑工艺流程1-钴钼加西氢脱硫梦槽；2-氧化锌槽合成氨原基料气净化氧化锌法将：原理：利阔用氧化锌评脱硫剂内哑表面积大芹、硫容高汗的特点脱太硫，可直蚁接吸收H2S及R-搅SH。ZnO我+障H2S→极ZnS构+H2ORSH意+择ZnO沾→携ZnS五+救H2O+粘RH氧化锌法山脱硫速度欠快，精度伸高（0.02×10-6),一厌般采用丢钴钼加害氢串联守氧化锌市法同时桥脱除原尾料气中徒的有机三硫及无炼机硫化勤物。合成氨线原料气落净化2、活性炭法原理：利用活性恒炭较强的派吸附作用顶。由反应清机理不同认，可分为痛吸附、氧雹化、催化遍三种方式侍。氧化反应构：在活性炭子表面上吸例附的硫化解氢在碱性武溶液的条铲件下和气融体中的氧弦反应生成微硫和水。催化反呆应：活性炭训上浸渍锣铁铜等滴的盐类液，可催烘化有机贡硫转化幻玉为硫化瓦氢，然洋后吸附碑脱除。活性炭法晓可再生,旨用蒸汽加援热使单质以硫升华。合成氨原烦料气净化湿法脱冬硫优点：吸陡收速度快辅、生产强锯度大、脱螺硫剂可再尚生、可回胁收硫磺，霜适用于硫氏含量高，币因而应用忧范围广泛融。缺点：窄脱硫精民度较差膀，有物痰料损耗江。方法：物贷理法（溶解）、化学法（碱性溶液受吸收酸性甩气体）、物理散化学法（既有吸突收也有馒溶解）。重点讨论精：化学法骗中的湿式唤氧化法。合成氨茅原料气仆净化湿式氧化吓法脱硫的相基本原理吸收：H2S+O教H-→HS-+H2O吸收剂慎为碱性叼物质再生：载氧体（烘氧化态）舌+H2S→屈S+载证氧体（还佩原态）载氧体嘴（还原渴态）+西1/逗2O2→H2O+仰载氧体体（氧化检态）如何选择知好载氧体醋？？能氧化银硫化氢陆，同时裤又能被诸空气氧商化。目前有：氨水液岁相催化牺（对苯布二酚）覆、改良急ADA哀、MSQ、屯栲胶、P暑DS（双核酞弊菁钴磺免酸盐）、D眯DS（曲铁-碱盯溶液催际化）、888韵（三核酞菁房诚钴磺酸从盐）法等。合成氨耀原料气摧净化ADA煤法湿式哥氧化法愁脱硫原钥理脱硫：互Na2CO3+H2S→渔NaHS煌+N置aHCO3NaV房诚O3+Na基HS+爸H2O→累Na2V4O9+S份+炼NaO支HADA(特氧化态)妨+Na2V4O9→A聋DA(丧还原态焦)+N把aVO3再生：杏ADA霸(还原脊态)+拦1/披2O2→H2O+端ADA狡(氧化论态)副反应剪：2NaHS捷+2O2→N葡a2S2O3+H2O（应严格控校制再生塔弄中NaH半S的含量）合成氨原大料气净化工艺条速件（1）漂溶液的录pH值哄：高不撤易于单教质硫的辞生成。8.5探～9.市5。（2）风钒酸盐咳的含量湿：过多显易形成卖“钒-寇氧-硫计”黑色询沉淀，一般约慢高于理啄论用量。同时部还加入盯酒石酸很钾钠防激止其黑拐色沉淀辆产生。（3）循温度：亚高易产偿生硫代白硫酸盐升副反应湖。常温（4）压稻力：没有岗多大的影彻响。高硫含量颈则加压，牺低硫含量瓦则常压合成氨原提料气净化湿式氧嗽化法脱行硫的工背艺流程猾图1-冷却塔饲；2-脱硫塔性；3-清洗塔侄；4-静电除损焦器；5-贫液泵疤；6-富液槽键；7-富液泵；8-喷射器；9-再生槽酸；10-液面调节耕器；11-离心机；12-地下槽；13-脱硫液泵溪；14-贫液槽合成氨原渴料气净化合成氨原牛料气净化任务二织一氧航化碳变赤换目的：净化原极料气，尤脱除CO，生成等mol的H2，是原料顶气生产的置继续。方法：中温变换芬铁未铬系催化攻剂350厉~55守0℃低温变裳换贞铜锌怎系催化见剂200~年280℃耐硫变换诊钴钞钼系催化兰剂180脊~50邪0℃残余CO：可通过冬原料气年的精制婆工序予璃以脱除雅。1．变换蛇的基本巨原理1.1化学平衡CO(壳g)+喷H2O(g)吐CO2(g)+返H2(g)掠-4布1.1充9kJ辫/mo膀l反应特点敢：可逆的纪、气体体惑积不变的赏、放热反晋应。（1）变换率x变换率x：已变辆换的CO量与变闷换前的CO量之比；平衡变换浴率x*：反应交达到平希衡时的松变换率缴。实际变换净率x合成氨原块料气净化（2）平衡变纯换率的影颂响因素T↓，Kp↑，变换盏率增大主；H2O/CO饿↑，变换轧率增大；P：压力变勤化对变换惊率无影响裁。1.2反应速泉率反应速忆率的影挂响因素怜：T：存在最盖佳温度Tm；P：P↑，反应速拆率增大；H2O/C躲O↑，反应帮速率增帽大；内扩散：苏采用小颗沫粒催化剂慕，以增强顷内扩散效茎果。合成氨伐原料气难净化2、变换催幅化剂催化剂静选择的晴主要依修据根据合成弯氨原料气摩净化流程由和工艺要贞求。具体说：草原料气和络变换气CO含量，抖原料气置中H2S和有机选硫化物会的含量符。残余CO：原料气债精制中脱轨除。催化剂主斜要品种铁铬系中宇温变换催矩化剂300～550℃；铜锌系拌低温变伙换催化缺剂200～280℃；钴钼系氧耐硫变僚换催化胡剂180～500举℃。合成氨哀原料气弦净化2.1铁铬系愧中温变捐换催化鼻剂A、组成颜与性能（1）组成与躺特点：主体—氧化铁(80斤%～90%)，主要托促进剂—氧化铬(7%～11%勿)；具有选耕择性高，惧抗毒性强值；但操作引温度高，蚊蒸汽消耗苍量大。主要成分止：Fe2O3、Cr2O3、MgO、Al2O3等；活性成旦分：Fe3O4操作要求姜：使用前须核还原，防止硫尿化物中毒唇；使用温饼度范围马：300～550℃；（2）国产中洗变催化剂宾的性能指密标见下表州。合成氨跪原料气狂净化B、还原垃与氧化（1）还原Fe2O3需还原孙为Fe3O4、才具捏有活性3Fe2O3+C劫O弯2恳Fe3O4+CO250.8气1kJ/m灾ol3Fe2O3+H22Fe3O4+H2O9.62啦1kJ/m底ol4Fe3O4+O26Fe2O3466kJ/暑mol干气消耗1%H2温升1.5赶℃、消耗1%CO温升7℃、消耗1%O2温升70℃严格控垃制还原廊气体中O2、CO、H2等的含哗量防止过度还壤原成Fe（加入适百量水蒸气桂）合成氨界原料气榆净化有机硫的巴转化（90%）：CS2+H2O立COS凝+H2SCOS呆+H2O怀H2S+杆CO2中变催车化剂含顾硫酸盐款时会还船原成H2S（放硫寨），使翠中变串计低变流拌程中铜播锌系低份变催化父剂中毒恋。合成氨谦原料气吴净化（2）氧化汪（钝化螺）生产过程增中应严格樱控制氧的懒含量。系统停车姓时，先用水蒸气或氮气窄降低生袍产系统裳的温度冤，同时疗通入少比量空气史使催化僚剂缓慢佳氧化，遮在表面弃形成一矩层保护剩膜，才龄能与空宅气接触重，这一福过程称至为催化铸剂的钝愉化。保护膜睁：氧化味膜或钝柳化膜。问题：催百化剂为何讯要钝化？合成氨原拳料气净化C、催化剂什的中毒与息衰老Fe3O4+H2+H2S3Fe铁S+亮4H2O+Q中毒的主逃要因素：H2S（暂时性辨中毒）其次：氯离子(永久中毒)来源原料盆气或蒸汽山带水衰老——指催化均剂经过乐长期使召用后活狭性逐渐薄下降的传现象。衰老的名原因：①长期刊处于高闭温，逐叠渐变质沟；②温度波保动，使催德化剂过热刑或熔融；③气流冲逢刷，破坏幼催化剂表疼面状态；④操作不裂当，半水困煤气含氧嘴量高或带隶水等。合成氨原扶料气净化2.2铜锌系低喉变催化剂A、组成与堤性能（1）组成亮与特点：主体——CuO，促进剂——ZnO、Cr2O3、Al2O3；具有低抗温活性好头，蒸汽消帜耗低；但惧抗毒性能捷差，使用持寿命短。主要成分：CuO、ZnO、Al2O3等；活性成虹分：Cu操作要求：使用前网须还原牺，防止闪硫化物剩中毒；使用温度装范围：200～280℃；（2）国产低披变催化剂凡的性能指搞标见下表编。合成氨析原料气户净化B、还原与浆氧化（1）还原CuO困+H2Cu兼+H2O86.6kJ/m杂olCuO舍+丑CO村C彻u+霉CO2127.愿6kJ/雀mol低变催拼化剂对石温度更明敏感，部其升温注还原要姜求更严斤格，可顺用氮气反、过热熊蒸汽作猪为惰性奖气体配朴入适量夺的还原鹊气体进烫行还原威。严格控裹制温升蝇速度！（2）氧化Cu+所½O2CuO155.她3kJ/奶mol操作过程袄：先降温150℃，再通含O2（0.2芹%）的气饰体，形舅成保护槐膜后，纱才能与去空气接哲触。合成氨原挥料气净化C、催化寄剂的中雨毒与中变录催化剂愧相比，权低变催惊化剂对仰毒物更猫敏感主要毒萍物：硫化物六、氯化攻物、冷到凝水硫化物与错催化剂的划微晶反应吐生成铜或释锌的硫化弃物，而永热久中毒氯化物主添要来源于典工艺蒸汽戚与冷激水趣等措施：①原料投气严格震进行脱糖硫②改善保水质，容采用脱雨盐水③操作温寄度高于生方产条件下模气体的露逼点合成氨原桥料气净化2.3钴钼系耐衣硫变换催脉化剂A、组成珍与性能（1）组成与愚特点：主体——CoO、MoO3，载体Al2O3；具有协突出的死耐硫与奸抗毒性黄，低温单活性好寒，活性绞温区宽阀。主要成言分：CoO、MoO3、Al2O3等活性成贞分：CoS、MoS2操作要榆求：使用前滚须硫化级，避免扶反硫化杜而失活使用温粮度范围：180～500℃（2）国产田耐硫低夏变催化胞剂的性困能指标锣见下表析。合成氨红原料气骑净化B、硫化硫化采决用含氢雅的CS2，或直阁接采用H2S或含硫化绩物的原料茄气CS2+4野H2H2S+饱CH4240.境6kJ/计molMoO3+2H2S+H2MoS2+3H2O红48猛.1k再J/m辜olCoO泪+遍4H2S腿CoS签+3H2O耗13.护4kJ/彩mol反硫化偶：在一掌定温度夕、蒸汽全量、H2S浓度下，搅活性组分CoS、MoS2将会发长生水解炸，转化围为氧化轻态并放屡出H2S现象注意：生产操接作中不朴能采用图加大蒸总汽量的伙方法来于降低变虾换气中适的CO含量。合成氨原删料气净化C、催化剂的搏中毒主要毒兴物：氧、油污弃、水中毒问题：①半水背煤气中奇的氧会谣使催化任剂缓慢遥发生硫笨酸盐化暑，从而乎导致低受温活性疮的丧失民；②油急污在高少温下碳孙化，沉旧积于催革化剂颗纷粒中；吩③水溶贼解催化压剂中的养某些活些性组分铁，永久逗失活；凶④反硫科化问题伏。措施：①低变前魂设置一层荷保护剂及岩除氧剂，蓝避免氧进锯入；②油红分离；③出操作温度催高于生产顶条件下气墓体的露点泰；④防止季反硫化（垃蒸汽、H2S）。合成氨弯原料气格净化B112型CO中变催揉化剂升轧温还原坝方案A、惰性气皮体循环升碧温、半水茫煤气+蒸汽还阿原方案阶段温区(℃)速率(℃/h)时间(h)

介质调节手段升温常温～12015～206惰性气体空速，开电炉恒温12002惰性气体空速，开电炉升温120～200156惰性气体空速，开电炉恒温20001半水煤气+蒸汽空速，开电炉还原初期200～250154半水煤气+蒸汽空速，蒸汽还原主期250～4501514半水煤气+蒸汽空速，蒸汽轻负荷期450～4008半水煤气+蒸汽合成氨厦原料气亩净化3．工价艺条件3.1河温度：Tm与催化糠剂种类肢及原料怜气组成足等因素鄙有关（1）亏应在催卧化剂的膨活性温督度范围喜内操作蚀催化床衡温度（2）勉催化床修温度应液可能接捎近最佳拥温度变换反应惠器采用多闭段换热式京。3.2护压力此：0.彩7～1叹.8M对Pa故提高压演力对变换租反应是有宪利的。3.3水碳比摧（H2O/CO）：一般增取3～5增加水蒸妈气用量，永既有利于裤提高CO伞的变换率宰，又有利锈于提高变匠换反应速植率。合成氨原垫料气净化4、CO变换的听工艺流劳程合成氨恰原料气管净化合成氨原泡料气净化合成氨需原料气滩净化CO变换反三应器—变换炉均的类型多段间接宽换热式多段水冷乘激式多段原料刑气冷激式上述三种苍不同形式虏的变换炉汇分别见下碍图合成氨臣原料气献净化任务三甚二氧化字碳脱除经变换后痰原料气中帆含有大量陪的CO2，CO2既是合成臣氨催化剂梯的毒物，管又是尿素赤、碳铵、圈纯碱等原材料气体，恳因此必须题对CO2进行脱除兰并加以回麦收利用。脱碳目的辰：净化原痰料气，同讲时回收CO2。一、脱戴碳方法根据吸啄收原理拖不同，禽可分为左物理、牌化学和谊物化吸屡收法三胜种：①物理吸静收法是利用CO2能溶解于果水或有机涝溶剂中或仍被吸附的读特性，将CO2气体从原轻料气中脱凝除。②化学吸收龟法是以碱席性溶液言为吸收而剂，利便用CO2是酸性午气体的甚特性进月行化学牛反应将降其吸收肯。③物理化学拿法兼有物挂理吸收良和化学窗吸收法昆的特点逮，例如册环丁砜乏和聚己偶二醇二继甲醚法铁等。合成氨原答料气净化二、化绪学吸收星法基本原理规：利用CO2是一种法酸性气型体的特砌性，采细用碱性免溶液为水吸收剂帆进行化摘学反应改将其吸属收而脱异除。优势：具有选锈择吸收每性较好壶、净化壁度高、CO2纯度高和掠回收率高商等优点。缺陷：能耗相拼对较高致，吸收扁液对设死备腐蚀陵较严重戴。合成氨苗原料气冲净化１、典型寨方法：本菲尔特法搏脱碳基本原义理：利用热龄碳酸钾示溶液吸里收CO2。反应速首率：常温下，蛙纯碳酸钾逝水溶液与撕CO2的反应速合率较慢，趣提高反应怪温度可提乔高反应速言率。但在穷较高的温估度下，碳马酸钾水溶叹液对碳钢藏设备有极炸强的腐蚀奇作用。工疾业生产中痒在碳酸钾敬水溶液加奶入活化剂腊（DEA羽：2,柏2-二羟背基二乙胺情）既可提杠高反应速之率，又可桶减少对设扯备的腐蚀垃。吸收的化笛学平衡：CO2（g）↓CO2（l）+蚕K2CO3+H2O→售2KHC棵O3-Q再生：2KH坟CO3→CO2（g）+胡K2CO3+H2O+充Q合成氨络原料气请净化２、本菲尔特法贼脱碳的跨工艺条虏件溶液的头组成：昌K2CO3：27暖～30抚%；D暖EA：2.5悟~5%、锁缓蚀剂0.2晨~0.叛5%吸收压力摸：P↑可辅增加吸收统推动力、键提高气体戏净化度。炕以煤为原宣料：P=绘1.8～勾2.0M类Pa；以天然屋气为原料取：P=2.7四4～2.8MPa佣。吸收温度拥：吸收温势度与再生励温度相结毕合，贫液环温度70度～80℃蜘，半贫液蒙温度11馅0～11枯5℃。再生条件晨：P、T塌等。合成氨原苹料气净化３、本非食尔特法脱据碳的工艺顿流程一段吸喊收与一除段再生鄙的工艺丸流程合成氨倍原料气援净化多段吸收打与多段再消生的工艺臭流程合成氨滩原料气走净化本非尔特睛法脱碳的杜能耗分析本非尔为特法脱卧碳的能克耗为(10-评12)×女104kJ/碎mol渣CO2能耗高的蒸原因主要歇有：常压再生延时，大量售水蒸气随CO2从再生定塔顶部央带出，沸因此在蚕再生塔棵冷凝器吼中有大绝量的冷弓凝热损榴失；再生塔旷底部贫贡液温度拳为120项℃，需降至70℃才能进戏吸收塔狱上段，公因此需燃要冷却夕这也造谨成了能舟量的损些耗为进一励步降低写脱碳的功能耗，滨科研人扬员又开弹发了带像有蒸汽油喷射泵预的四级棕闪蒸流走程，见板下图。合成氨亚原料气唉净化合成氨原简料气净化三、物理下法脱碳基本原往理：利用二仗氧化碳雕比氢气按、氮气趋等在吸费收剂中闭溶解度椒大的特司性，除里去原料素气中的狼二氧化燃碳。优势：工艺相对璃简单，对坦设备腐蚀昆较小，投解资低。缺点：选择性较纲差，CO2回收率不确高，CO2纯度较低墓。目前常用队的方法有碳酸丙烯惜酯法（PC法）、夫低温甲翠醇法和捡聚乙二选醇二甲戒醚法（NHD法）。曾采用蔑加压水洗首法脱碳，浅由于电耗纵高，目前陪已经被淘狗汰。合成氨泄原料气削净化1、物理贴吸收剂傲的选择物理吸园收法由群于选择今性较差香，并且够一般采邻用减压举闪蒸再葱生，因顺此CO2的回收率鸭不高，故仅在CO2有富余的疑合成氨厂例采用。根据操症作温度的剪不同又可换分为常温栋吸收与低觉温洗涤法嘱。2、低温甲叔醇洗涤法利用-30～-70若℃CH3OH吸收CO2气体。优点：气体净化菌度高、具腐有良好的正选择性、彻溶剂热稳填定性和化寨学稳定性洲好、无腐彼蚀。缺陷：甲醇有凭毒、并瓦且须在富深冷下酬操作势冒必消耗请大量冷趁量，可轻与液氮含洗涤法鸟配套使葬用。合成氨舌原料气蔽净化3．碳酸岭丙烯酯立法（1）基本吹原理碳丙(C4H6O3)，其结绝构简式CH3CHO圆CO2CH2是一种具得有较强极末性的有机钓溶剂，对CO2、H2S等酸性气理体有较大穷的溶解能佛力，而N2、H2、CO等气体啦在其中富的溶解洋度却较新小。各禾种气体委在碳酸拴丙烯酯宫溶液中拖的溶解剃度见表贩。表鞋各种恰气体在塔碳丙中袭的溶解缝度（m3/m3）气体CO2H2SH2COCH4COSC2H2溶解度3.4712.00.030.50.35.08.6因此，照可利用壳碳酸丙遣烯酯从船原料气犁中选择月性地吸勿收CO2气体。合成氨原贱料气净化碳丙脱碳从的工艺流幼程常压解吸-空气气疮提法碳味酸丙烯币酯脱碳五的工艺碎流程1-变换气冷哪却器；2-油水分励离器；3-脱碳塔；4-气液分狐离器；5-溶剂泵；6-溶剂冷却享器；7-闪蒸槽；8-气提鼓风猎机；9-常解再生遗塔；10-中间贮槽挨；11-洗涤塔；12-洗涤液泵奇；13-罗茨鼓贩风机合成氨敲原料气处净化四、脱池碳方法演的选择①氨加笔工的品肾种：氨加工的烤品种是选劲择脱碳方塑法最重要坊的限制条纯件；②气化原蹄料和方法假：气化原料伸和方法也胆是选择脱生碳方法的借重要因素今；③后续气锤体精制方迁法：方法选你择与后摧续工序阴气体的斯精制方忌法有关赤；④技术鼠经济指患标：选择最峡终取决扩于技术时经济指坡标，即雀取决于投资和霞操作费沫用的高低，斤新的脱碳营方法的开斤发也是按忆此经济性创方向而努骂力。合成氨原废料气净化合成氨惨原料气悟净化任务四今原报料气的暖精制经CO变换和CO2脱除后的流原料气中谁还含有少慕量残余的迹有害气体棕须进一步基净化，否势则将对氨柿合成催化叉剂造成影无响。要求：CO+C唉O2=1叫0～30p摩pm方法：堪铜洗、输液氮洗姑、甲烷视化。合成氨原吉料气净化1、原料纸气精制邮方法铜氨液洗湖涤法：在高压和厕低温条件狭下采用铜奶盐的氨溶除液吸收CO生成新背的络合扮物，在粉减压和晒加热的删条件下格再生。尼适合于犬以煤制责气的大洁、中、冬小型氨坏厂。液氮洗荒涤法：在低温赵下用液旬体氮将环少量CO及CH4洗涤脱除宪，是一种艳典型的物铁理方法。油适合于重猾油部分氧哑化法和煤怨富氧空气减气化的制晒氨流程。甲烷化瞎法：在镍催气化剂的谦作用下械，CO、CO2加H2转化为珠甲烷的航过程。桶适应于CO含量较匙低的低肤温变换赛工艺。合成氨市原料气廊净化2．铜氨震液洗涤法铜液制备债：2Cu应+4H信Ac+压8NH3+O2=2睬Cu(硬NH3)4Ac2+2拥H2OCu(这NH3)4Ac2+C身u=墓2C象u(N故H3)2Ac铜液组成唤：①铜离子剩：低价铜炸：[Cu逐(NH3)2]+高价铜：术[Cu(啄NH3)4]2+总铜：2烂.2～2肤.5mo针l/L傻铜比堪：5~8②氨：游历离氨(N宅H3)：2悼~2.也5mo碰l/L特配合氨衰：5.贺2~5伞.8m睡ol/纳L固定氨（密NH4Ac)总氨：饭9~1碧3mo吃l/L③醋酸虹：醋酸炸量超过财总铜量训的15穷%~2洗0%。④残余C嗽O和CO2：CO葡：0.校005击m3/m3CO2：1.5冬mol/乎L合成氨联原料气吐净化铜洗原敢理：铜液吸收匹CO：Cu(N慨H3)2Ac+C啊O(l)请+NH3(l)亮=[Cu授(NH3)3CO]A闷c+QCO(奇g)铜液吸收蛇其他组分执：NH3+CO2+H2O=N馅H4HCO3NH3·H2O+H2S=N心H4HS+H2O2Cu该(NH3)2Ac+鹊2H2S=Cu2S↓+2能NH4Ac+(汇NH4)2S4Cu(并NH3)2Ac+畅8NH3+4HA照c+O2=4[C粥u(NH3)4]Ac2+6H2O合成氨原估料气净化铜液吸收唯的工艺条幼件①温度厕：8~12阀℃②压力：12.0防MPa左右铜液的再泽生再生原理倡：[Cu(盟NH3)3CO]栋Ac+叼2[C毙u(N某H3)4]Ac2+H2O=3C许u(N配H3)2Ac+2睡NH4Ac+笨CO2↑+3恒NH3↑再生工宵艺条件筝：①温度羡：回流颈塔45~嚼55℃，还原艘器60~6掉8℃，再生康器75~泼78℃②压力：墙微正压泻（0.10爬6~0.悄108M业Pa）③再生等时间：30~到40m优in。铜液吸为收及再你生工艺明流程图合成氨沿原料气糖净化3．甲烷蛮化法甲烷化械法是在催化吨剂镍的作梳用下将C慈O和CO2气体加顷氢生成灶甲烷而递达到气归体精制牲的目的放。此法状可将原柜料气中舒碳氧化绞物总量崭降至1裳0pp长m以下哪，由于志甲烷化股过程消垦耗了氢执气生成侮了甲烷处，因此稿仅适应扯于原料顽气中C艳O和C零O2气体低茧于0.灭5%的辆工艺过克程中。基本原奏理：化学平着衡：碳氧化井物加氢员反应如毕下：CO婆+3识H2=C唐H4+H2O–撇20邀6.1召6kJ哗/mo会lCO2+4典H2=CH4+2呀H2O–锐16监5.0茧8kJ贤/mo圆l反应速率房诚：甲烷化昆反应的功机理较疤复杂，灶反应速梯率较慢亩，但在葛镍催化抖剂存在跃的条件南下，反迫应速率给相当快墓，并且贝反应速绝率随温杰度升高堂和压力粉增大而揭加快。合成氨原让料气净化甲烷化工聪艺流程方案a基本上用敬甲烷化后悲的气体来交预热甲烷须化炉进口斧气体，热毁量不能由膏中变气提浑供。方案b全部利用触外加热源雪预热原料类气，出口苦气体的余医热则用来通预热锅炉势给水。合成氨谊原料气亏净化4、液氮刘洗涤法液氮洗昨涤法是狗一种深写冷分离焰法，是摩基于各心种气体带沸点的悼不同这案一特性携而进行择的。CO具有比氮隙的沸点高奥以及能溶隶解于液体诞氮中，采闪用液氮洗之涤法可将怨合成氨原亭料气中的衔少量CO脱除。采用深冷吼分离法脱除合成猴氨原料气中的少娱量CO的工艺流叶程如右让图。合成氨原逮料气净化单元三会氨的合后成知识目锋标：1氨带合成反晕应的基缩慧本原理2氨合坏成催化剂3氨合涉成工艺条若件4氨合喝成工艺流轰程5氨裤合成塔6氨扎合成能增量分析笔及余热渔回收能力目标茧：通过对迈氨合成择反应原蚀理的系钞统学习希，掌握照氨合成论系统能敞量的合微理利用隔方法，具有工艺计舅算、分析工艺条娃件、对工扬艺进行改据造、的初罩步能力；踩具有节能患减排、降徒低能耗、犁安全生产苍的意识。氨的合成任务一法氨刑合成反究应的基摄本原理氨合成的闲任务是将誓精制的氢保氮气合成穗为氨，提娃供液氨产差品。合成震系统是合案成氨生产广工艺的核壤心部分，浇合成反应浙是在较高摔的温度和举较高的压叙力及催化泡剂的作用舞下进行的悬，反应转但化率较低大，一般只保能达到1熄0%～2开0%，因扣此，氨合胸成工艺通佩常采用循马环流程。一、氨刘合成反律应的热野效应1/2秘N2（g）+3逃/2H疾2（g）=NH砍3（g）+46尊.22k寒J/mo满l△HR=△HF+△HM△HM=△HθM·yNH3/17愉.6%见例题二、化学坊平衡氨合成漂反应为1/2岛N2（g）+3歼/2H2（g）=NH3（g）+46蚀.22k遥J/mo番l氨合成蒸反应的接特点：有催化剂参与的可逆放热据体积减少的反应。氨合成反匪应的热效址应与温度隙、压力、兽组成有关滋！氨的合窄成氨的合乌成三、平衡氨抬含量的影塘响因素1温度险：T↓氏，K么p↑，搂yNH3↑2压力腐：P↑舞，yNH3↑3氢氮舍比：r=撒3，yNH3→max4惰质气：y陡i↓，疏yNH3↑结论：提高压喜力、降按低温度温和惰性衣气体含陷量，保险持氢氮经比在3左右，鬼平衡氨刺含量随冒之增加商，工业中生产上其氨合成忠的生产雁工艺条粗件的确圈定也是坝依据此歉结论来痛制定的涨。氨的合理成氨的合至成四、反应速败率的影响垄因素①压力：姓提高压力艰，反应速幸率增大；②温度：可升高温度产，反应速傻率增大；③氢氮比例：反应初碎期，氢氮充比控制在益1，反应彩速率较大信；④惰性气河体：降低为惰性气体陕的含量，看反应速率畅加快；⑤内扩散隆：实践表驰明，采用心小颗粒催柱化剂，有育利于增强架内扩散效邪果，从而烤加快了化委学反应速幸率。氨的合尾成最佳温娘度的影黄响因素氨的合成内扩散隆的影响氨的合墨成任务二瓜氨合碗成催化甩剂可以作氨自合成催化仙剂的物质崇很多,译如铁,然很多,兰如铁栽,铂嗓,锰造,钨和宣铀等.核但由于以糠铁为主体美的催化剂逗具有原料来源广,绑价格低盆廉,遣在低温起下有较端好的活初性抗毒凑能力强付,使搭用寿命堵长等优点竿,广歪泛采用