合成氨第1章.ppt

1、化工工艺学Chemical engineering technics,化学工程与工艺专业,第一章 合成氨绪论,1.1 氨的发现与制取 1.2 合成氨技术生产技术发展 1.3 中国合成氨工业发展 1.4 合成氨生产总流程 1.5 氨的性质与用途,1.1 氨的发现与制取,固定氮的意义与方法 氮的固定： 是在工业生产条件下，将空气中大量的游离氮转变为氮的化合物，从而制取到很多含氮化合物用于工农业。 固氮方法有： 电弧法 氰氨法 合成氨法 合成氨是大量有效固定氮的方法,电弧法： N2 + O2 2NO (3000,放电 ) NO + 1/2O2 NO2 NO2 + H2O HNO3 电石法(氰氨法)：

2、 CaO + 3C CaC2 + CO CaC2 + N2 CaCN2 + C CaCN2 + 3H2O CaCO3 + 2NH3 合成氨法: N2 + 3H2 2NH3 (l) (高P、T、Cat.),1.2 合成氨技术生产技术发展,合成氨工业发展可分为5阶段 1发明阶段（19011918） 1901年Le Chatelier第一个发现氨合成条件，而为合成氨做出巨大贡献的则是Haber。 他在工程师Bosch的帮助下建成第一套合成氨装置，提出在高温高压和催化剂条件下合成氨，合成原料循环使用，这些到今天仍为人们所用。 1912年，第一个合成氨厂在德国奥堡建成，日产30吨。,2 技术推广阶段（1

3、9191945） 第一次世界大战后，德国被开合迫公成氨技术。各国再次基础上做了一些改进，主要集中在合成压力方面，而原料仍以焦炭与焦炉气为主，合成压力从10100MPa不等。根据合成压力不同可分为： 低压法：合成压力在1020MPa 中压法：合成压力在2030MPa 高压法：成合压力在30MPa以上,3 原料结构变迁阶段（194560年代） 二战后，石油工业迅猛发展，合成氨需求量也大增，合成氨工业在原料、生产技术上发生巨大变化。 气体和液体染料开始代替固体燃料作为合成氨主要原料，具有工程投资省、能耗低、生产成本低等优越性,4 大型化阶段（60年代70年代） 大型化的发展体现在三个方面 （1）、单

4、系列生产规模大型化 （2）、热能综合利用 （3）、高度生产自动化 通过以上技术的发展，使得合成氨投资省、成本低、占地少、劳动生产率高等优点，得到人们极大重视。,5 节能降耗阶段（70年代今） 能源问题日益受到世界重视，合成氨作为高能耗行业，更是发展的主题。开发节能型新工艺和技术改造成为目前合成氨发展的重点。,1.3 中国合成氨工业发展,我国合成氨工业始于1936年， 建国后开始建设大量中小型氨厂 大型氨厂的引进兴建始于60年代 到目前为止，我国拥有32套引进和2套国产大型化装置，原料涉及天然气、石脑油、重油、煤等多种。,1.4 合成氨生产总流程,（1）N2、H2的制备 N2制备方法：深冷分离或

5、燃烧 H2制备方法：固体燃料气化、气态或液态烃类转化、 焦炉气深冷分离得到 （2）合成氨生产的主要步骤 粗原料气的制备、原料气净化、原料气的压缩与合成 （3）合成氨生产原则流程,（5）合成氨生产特点 生产规模大型化 达到10001500t/d 能量合理利用 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。 高度自动化水平 自动操作、自动控制的典型现代化工厂。,1.5 氨的性质与用途,氨的物理性质 氨的化学性质 氨的主要用途 合成氨首先为农业生产提供了充足的肥料，使农业生产产量大大提高，为人类社会发展和人口增长作出了巨大贡献。 氨除了主要用作化学肥料的原料外，还是生产染料、炸药、医药、有机合成、塑料、合成纤维、石油化工等的重要原料。,合成氨工艺学学习要求,本课程主要着眼于生产过程的总体及其相互联系，而不是单纯过程和设备在原理上的精心分析。当然，对于影响到全局生产的关键过程和设备仍然需要进行深入分析，例如气化炉、合成塔等，但是这些都是在确保总体生产经济合理下进行的，而不是单纯的理论上的分析。因此，工艺课的教学是将已学过的基础理论与生产过程实