合成氨工艺作业

作业1、简述合成氨的原料路线；2、简述合成氨的生产过程。并画出合成氨的原则流程图。3、合成氨最合适的催化剂是什么？催化剂的组成配料为是什么？催化剂各组成的作用如何？4、氨合成的宏观动力学过程包括哪几个步骤？

5、燃料高温转化法有哪三种方法？6、在合成氨造气过程中固体燃料气化法的间歇操作送风发热法生产过程包括哪五个阶段？每一段的目的及气体走向如何？（画图说明）7、在合成氨造气过程中烃类蒸汽转化法的特点是什么？

8、合成氨生产中原料气的净化方法有哪几步。每一步的目的是什么？2023/9/4绥化学院化学与制药工程系作业9、画出合成氨原料气净化的变换过程中变低变串联的流程图。10、画出以不同原料的合成氨全流程图。

11、空分氮洗联合装置的作用是什么？12、合成氨生产中降低能耗的措施是什么？

13、合成氨生产中降低能耗的措施中从弛放气中回收氢有哪三种途径。

14、什么是联合生产？与合成氨工业可以连在一起的联合生产有哪些？2023/9/4绥化学院化学与制药工程系1、简述合成氨的原料路线；原料是氢气和氮气。氮气来源于空气，可以在制氢过程中直接加入空气，或在低温下将空气或炉焦气分离而得；氢气来源于水或含有烃的各种燃料。工业上普遍采用的是焦炭、煤、天然气、重油等与水蒸气作用的气化方法。通过低温除去杂质而获得氢氮混合气。原料气的制取原则上有三种方法：燃料转化法、低温分离法和电解制氢法。2023/9/4绥化学院化学与制药工程系2、简述合成氨的生产过程。并画出合成氨的原则流程图。氨的生产过程，可分成四步：原料气的生产、原料气的净化、氨的合成、氨的分离。合成氨过程由许多环节构成，氨合成反应过程是整个工艺过程的核心.2023/9/4绥化学院化学与制药工程系3、合成氨最合适的催化剂是什么？催化剂的组成配料为是什么？催化剂各组成的作用如何？铁系催化剂的组成配料为：wFe2O3=54％～68％;wFeO=29％～36％;wAl2O3=2％～4％;wk2O＝0.5％～0.8％;wCaO=0.7％～2.5％;wMgO若干。FeO·Fe2O3＋4H2==3Fe＋4H2O铁系催化剂各组成的作用：

催化剂的活性成分是金属铁，而不是铁的氧化物。

2023/9/4绥化学院化学与制药工程系

A12O3在催化剂中能起到保持原结构骨架作用，从而防止活性铁的微晶长大，增加了催化剂的表面积，提高了活性。CaO起助熔剂作用，使Al2O3易于分散在FeO·Fe2O3中，提高催化剂的热稳定性。

K2O的加入可促使催化剂的金属电子逸出功降低。氮活性吸附在催化剂的表面，形成偶极子时，电子偏向于氮，电子逸出功的降低有助于氮的活性吸附，从而使催化剂的活性提高。

MgO除具有与Al2O3相同作用外，其主要作用是增强催化剂抗硫化物中毒的能力，并保护催化剂延长催化剂的使用寿命。2023/9/4绥化学院化学与制药工程系a．混合气体向催化剂表面扩散(外,内扩散过程)；b．氢,氮气在催化剂表面被吸附，吸附的氮和氢发生反应，生成的氨从催化剂表面解吸(表面反应过程)；c.氨从催化剂表面向气体主流体扩散(内,外扩散过程)

氨合成为气固相催化反应，它的宏观动力学过程包括以下几个步骤。4、氨合成的宏观动力学过程包括哪几个步骤？2023/9/4绥化学院化学与制药工程系5、燃料高温转化法有哪三种方法？燃料高温转化制备原料气的方法：固体燃料气化法，烃类蒸汽转化法，重质烃部分氧化法。2023/9/4绥化学院化学与制药工程系6、在合成氨造气过程中固体燃料气化法的间歇操作送风发热法生产过程包括哪五个阶段？每一段的目的及气体走向如何？（画图说明）a．空气吹风b．上吹制气c．下吹制气d．二次上吹e．空气吹净五个阶段为一循环。

2023/9/4绥化学院化学与制药工程系a．空气吹风本阶段的目的是送风发热，空气从造气炉底部吹入，从而提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后通过烟囱放空；2023/9/4绥化学院化学与制药工程系b．上吹制气本阶段的目的是制气，水蒸气和空气从炉底吹入生产半水煤气，制得的半水煤气通过废热锅炉回收热量，通过洗气箱、洗涤塔除尘、洗涤后送入气柜。2023/9/4绥化学院化学与制药工程系c．下吹制气上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，此时先从炉顶向下吹几秒水蒸气，将炉顶的半水煤气吹净，然后用空气、水蒸气混合吹入炉内与碳（煤或焦）反应生成半水煤气。生成的半水煤气从炉底导出，通过洗气箱、洗涤塔经除尘、洗涤冷却送入气柜；2023/9/4绥化学院化学与制药工程系d．二次上吹

下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短；2023/9/4绥化学院化学与制药工程系e．空气吹净空气从炉底吹入，将残存的水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与b,c,d阶段制得的水煤气在气柜中混合为半水煤气。五个阶段为一循环。

2023/9/4绥化学院化学与制药工程系7、在合成氨造气过程中烃类蒸汽转化法的特点是什么？1、是二级转化这是提高转化率，降低能耗的重要措施。2、是加压转化。2023/9/4绥化学院化学与制药工程系8、合成氨生产中原料气的净化方法有哪几步。每一步的目的是什么？（1）、脱硫：脱除含硫化合物。

（2）、变换：变换的目的：就是利用水蒸气把CO变换为H2，