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文档简介

合成氨生产工艺流程

内容氨合成的基本理论1、氨合成动力学（反应机理）2、氨合成操作条件的选择（温度、压力、催化剂）氨合成工艺流程

氨的合成

氨的合成工序是在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混合气直接合成为氨。然后将所生成的气体氨从混合气体中冷凝分离出来，得到产品液氨。第一节氨合成的基本理论

一、氨合成反应的特点

3H2+N2=2NH3+Q(1)是可逆反应。即在氢气和氮气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气。(2)是放热反应。在生成氨的同时放出热量，反应热与温度、压力有关。

(3)是体积缩小的反应。

(4)反应需要有催化剂才能较快的进行。

二、氨合成反应的化学平衡

1.平衡常数:降温，平衡常数增大2.平衡氨含量反应达到平衡时氨在混合气体中的百分含量，称为平衡氨含量，或氨的平衡产率。提高平衡氨含量的措施为降低温度，提高压力，保持氢氮比等于3:1.三、氨合成动力学

一、反应机理在催化剂的作用下，氢与氮生成氨的反应是一多相气体催化反应。由以下几个步骤所组成：

(1)气体反应物扩散到催化剂外表面；

(2)反应物自催化剂外表面扩散到毛细孔内表面；

(3)气体被催化剂表面(主要是内表面)活性吸附(与普通吸附的区别在于有化学力参与在内，并放出热量)；

(4)吸附状态的气体在催化剂表面上起化学反应，生成产物；

(5)产物自催化剂表面解吸；·(6)解吸后的产物从催化剂毛细孔向外表面扩散；

(7)产物由催化剂外表面扩散至气相主流。以上七个步骤中，(1)、(7)为外扩散过程；(2)、(6)为内扩散过程；(3)、(4)和（5）总称为化学动力学的过程。

四氨合成操作

条件的选择

氨合成的生产工艺条件必须满足产量高、消耗定额低、工艺流程及设备结构简单、操作方便及安全可靠等要求。决定生产条件最主要的因素是压力、温度、空间速度、气体组成和催化剂等。（一）、压力在一定的空速下，合成压力越高，出口氨浓度越高，氨净值(合成塔出入口氨含量之差)越高，合成塔的生产能力也就越大。氨合成系统的能量消耗主要包括原料气压缩功、循环气压缩功和氨分离的冷冻功。生产实践证明，操作压力在20～35MPa时总能量消耗比较低。（二）、温度将某种催化剂在一定成产条件下具有最高氨生成率的温度称为最适宜的温度。最适宜温度还和空间速度、压力等有关经生产实践得出氨合成操作温度控制在470~520度较为适宜。三、空间速度当操作压力、温度及进塔气组成一定时，空速增加，氨净值降低。由于氨净值降低的程度比空间速度的增大倍数少，所以空间速度增加时氨合成生产强度有所提高及氨产量有所增加。（三）催化剂

可以作氨合成催化剂的物质很多，如铁、铂、锰、钨和铀等。但由于以铁为主体的催化剂具有原料来原广，价格低廉，在低温下有较好的活性抗毒能力强，使用寿命长等优点、广泛采用。1.催化剂的预还原

为了使合成氨系统在短时间内投入生产，将铁催化剂在合成塔外预先进行还原，即所谓催化剂的预还原。

2．催化剂的钝化

还原后的活性铁遇到空气会

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