氨合成工艺完整版本.课件

氨合成氨合成主要内容氨合成岗位任务液氨简介氨合成反应氨合成催化剂工艺流程简介一、氨合成岗位任务

氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨流程中的核心部分。（1）在高温、高压和催化剂的存在下将氢氮混合气在合成塔中合成为氨，反应后的气体经冷却、冷凝分离出产品氨。

分离提纯后的氨以2.16Mpa，37℃液体形式送往尿素装置，若尿素不用时，则用冷氨泵以0.45Mpa，-33℃的液体形式送往氨贮罐。

（2）未反应的和补充的新鲜气经升压后返回合成塔继续进行氨的合成反应，氨合成产生的反应热用于副产3.75MPaG，400℃过热蒸汽。二、液氨简介主要物理性质

在标准状态下，密度为0.77×103Kg/m3，沸点-33.35℃，熔点-77.7℃，20℃时液氨比重为0.667，饱和蒸汽压为0.87MPa，液NH3挥发性极大，极易溶于水，水溶液成碱性，纯NH3对于大部分物质无腐蚀，但有水存在时对许多金属有腐蚀作用。氨对人体危害

液氨及其高浓度的氢氧化物对皮肤及眼睛有强烈的腐蚀作用，液氨也可以冻伤人体。高浓度的气氨也可造成严重的腐蚀。

三、氨合成反应（一）合成氨反应的方程式

3H2+N22NH3+Q（二）反应特点：

1可逆反应2放热反应3体积缩小

4有催化剂参加的反应

→←(三)影响合成反应的条件（1）温度①化学反应速率温度升高，可使反应速率提高②化学平衡合成反应是放热的，温度升高，反应会逆向进行，不利于氨的生成。基于以上两点，反应温度不能过高或过低。

再者，反应温度与所使用的催化剂有关，在使用催化剂的初期，因催化剂的活性好，故可降低操作温度；而在催化剂使用的中、末期，可适当提高操作温度，用其增加反应速度来抵偿催化剂活性的衰减。一般控制在400～500℃之间(依催化剂类型而定)。（2）压力对合成氨反应的影响

由于氨合成反应是体积减少的反应，氨的平衡含量随压力升高而增加。提高压力，对氨合成反应的平衡和反应速率都是有利的。即：压力越高，反应速度越快、平衡氨含量越高

但压力高时，对设备材质、加工制作要求高，同时压力高，原料气压缩功大，能耗大。氨合成塔的操作压力为11.46Mpa（3）氢氮比

H2/N2=3时，平衡氨含量具有最大值。（4）惰气含量惰性气体（CH4、Ar等）不参加反应，其在系统中的积累，使生产能力下降。四、氨合成催化剂（一）对氨合成触媒的一般要求

⑴低温活性好⑵耐热抗毒性好，寿命长。⑶机械强度高，阻力小。⑷原料易得，价格便宜。（二）我厂使用的催化剂（1）型号：NC(ICI74-1)型，为铁系催化剂（2）生产厂家：南化公司（3）催化剂的组成和作用外观：黑色，有金属光泽，带磁性，不规则主要成分：Fe2O3、FeO（活性组分：即真正起作用的是单质铁）

添加剂：①促进剂：K2O，提高活性；

②CaO，增强抗毒能力；

③Al2O3，增加催化剂对气体的吸附作用，加速反应。（三）催化剂中毒

催化剂与原料气中的某些组分发生作用，其活性降低或丧失，叫催化剂中毒。催化剂中毒分暂时性中毒、永久性中毒（使催化剂活性持久不可恢复）。能降低催化剂活性或缩短催化剂寿命的化合物通称为“毒物”

毒物暂时毒物永久毒物氧及含氧的化合物硫及其化合物CO、CO2、H2O氯及其化合物磷及其化合物砷及其化合物

氢氮原料气送往合成系统之前应充分清除各类毒物，以保证原料气的纯度，一般规定(CO十CO2)≤10ppm。催化剂的中毒和老化是不可避免的，但通过改善气体质量和稳定操作能延长催化剂使用寿命。五、工艺简介煤→气化→变换→净化→氨合成从气化来的粗煤气：组分

COH2CO2

CH4Ar

N2H2SCOSV%

48.1632.7417.570.060.13890.50940.7760.0382